Промежуточная подготовка фундамента это

Обновлено: 01.05.2024

Выбор места и подготовка площадки под строительство, даже не большого строения, это пожалуй самый важный этап стройки! Здесь не должно быть осечки, каких то не доработок и неучтенных особенностей. Начало строительства, подразумевает под собой тщательно продуманный план действий. Понимание того, что вы хотите видеть в результате такого мероприятия, как это будет работать и легко ли обслуживать в ходе эксплуатации. Но обо всем по порядку. И как вы уже догадались, начну я с планировки!

Планировка участка.

Те идеи относительно взаимного размещения строений, какими вы их представляли, которые казались бы изначально дизайнерскими изысками, на практике будут очень сильно отличаться - как в эстетическом, так и в практическом стиле.

Поэтому, при планировании земельного участка и размещении на нем зданий различного назначения вне зависимости от их размеров и формы, необходимо придерживаться определенных правил, что бы избежать подобных недоразумений.

Разработкой схемы расположения строений необходимо заниматься со всей ответственностью - весь смысл в том, чтобы расположение различных строений сделать максимально рациональным в плане функциональности и дизайна.

И так начнём!

Прежде всего надо разобраться с характером почвы. Определить уровень грунтовых вод. И если уровень окажется высоким, то первым делом необходимо провести дренажные работы.

Дренажная система — инжинерно-техническое сооружение, предназначенное для сбора и удаления (слива) инфильтрованных и грунтовых вод. При помощи дренажной системы решается задача регулирования водного баланса почвы, создаются благоприятные комфортные условия для строений, растений и владельцев участка. Дренажная система — разветвленная структура расположенных по всему периметру участка или сооружения и связанных друг с другом труб (дрен) и дренажных колодцев , предназначенная для защиты территории от избыточной влаги.

Если на вашем участке ещё нет колодца или скважины, то не будет лишним определить такое место. И желательно ближе к будущему строению.

Следующим этапом применяем всю свою фантазию! Рационально и правильно размещаем на бумаге строения. Для начала, необходимо будет составить перечень, какие именно функциональные отделы будет включать в себя земля. Сюда могут входить:

Земля под строительство жилого дома;
Земля под хозяйственные постройки;
Гараж, сауна, детская площадка;
Садово-огородная зона;
Зона отдыха и т.п.

В этом деле главное учесть все зоны и расстояния между постройками на вашем участке и участке соседей!

Законодательно определены такие дистанции. Ну и что бы с соседями не произошли ссоры, я рекомендую придерживаться этих правил!

Между домами из негорючего материала: из бетонных конструкций, кирпича – норма дистанции определена в 6 метров.
Если основная конструкция выполнена также из негорючих материалов, но с применением деревянных составляющих, с пропиткой от возгорания, то – 8 метров.
Для строений из дерева – 15 метров.

Обратите внимание! Расчет ведется только от всех выступающих частей строения, например, от крыльца или эркера.

Если еще до момента строительства сделать правильные замеры, то не придется враждовать с соседями и сносить готовый дом!

При планировании строительства жилого дома на участке, первым делом мы обращаем внимание на размеры, форму и рельеф местности. Конечно, если ваш участок достаточно большой, ровный и хорошо освещенный, то трудностей с этим не должно возникнуть. Но и тут надо продумать максимально комфортный въезд и выезд с участка.

Если же участок не большой и имеет не ровные формы, то дом лучше всего расположить как можно выше. Так вы избежите подтопления дома. Перед разметкой участка обязательно изучите геодезические особенности местности!

Ещё помните о том, что теплицы, зону отдыха, сад и огород лучше всего располагать на освещенной части участка. А вот дом, хозяйственные постройки, гараж, или баню можно разместить и в затемнённой части!

5 ошибок при планировании!

Планирование без учета назначения участка, по принципу «заполнить пространство чем-нибудь».
Непродуманное, хаотичное размещение построек.
Несоблюдение дистанций между зданиями – жилым домом, гаражом, хозяйственными помещениями и линиями электропередач.
Пренебрежение природными факторами – месторасположением участка относительно сторон света, грунтовыми водами.
Засадка высокорослыми растениями без учета их роста в перспективе.

Здесь бы я особо выделил третью ошибку! Так как нормативные акты не позволяют располагать постройки в охранной зоне линий электропередач!

После всех выполненных процедур можно приступать к подготовке площадки под фундамент. Существует несколько видов фундаментов. Но речь пойдёт о плиточном фундаменте.

Площадка под плиточный фундамент .

Плитный фундамент для здания, в том числе для индивидуального дома, представляет собой монолитную конструкцию из бетона/ железобетона или сборный каркас из блочных элементов, на котором возводятся стены строения.

Здесь желательно воспользоваться спец.техникой ( экскаватор с ковшом и гребёнкой ). Так как в ручную это займёт массу времени и сил.

На запланированной части участка, снимаем весь слой почвы. Далее она пойдёт на садово-огородную зону и в теплицы. Приготовьтесь, её окажется на много больше, чем вы себе это представляли))).

Вам понадобится не мало щебня и песка. Надо прикинуть сколько кубов нужно и завести на участок. Лучше это сделать заранее, ну или пока спец.техника снимает грунт и равняет площадку. По горизонту (примерно в уровень) ковшом экскаватора, раскидываем щебень и тоже ровняем на ширину запланированного дома с запасом около 1 метра во все стороны от края. Всё получившееся полотно тщательно укатывается экскаватором или катком. После этого вам понадобится песок. Делаем песочную подушку около 5-10 сантиметров и тоже уплотняем.

Кто-то делает наоборот сначала песок, потом щебень. Но если строение не большое, типа бани, то здесь не принципиально. Есть варианты, где щебень не используют вовсе.

Сооружаем опалубку. Сверху гидроизоляция.

Вяжем два ряда сетки из арматуры. Советую из стекловолокна. Она достаточно гибкая, но в то же время прочная и долговечная, не подвергается коррозии.

Заливаем бетоном. Естественно бетон лучше заказать! Так заливка будет однородная.

Здесь можно было бы и остановиться. Но если у вас предполагается большой и тяжелый дом, со всеми удобствами, на песочную подушку делается начальный слой цементной стяжки (бетонная подготовка). Предварительно прокладывается слой геотекстиля! Сверху гидроизоляция, бетон с арматурой.

Во время обвязки арматуру, нужно вывести с запасом вверх в тех частях, где предполагаются стены помещений, как внутренние так и наружные!

Внимание! перед тем как заливать бетонную подготовку, согласно планировке помещений (душ, туалет, кухня), необходимо определить места и точно вымерить, где всё это будет располагаться. Далее рассчитываем уклон труб от этих мест до септика. Наглядные расчеты уклонов канализационных труб описаны в моей статье: "Закладка канализационных труб под фундамент. Рекомендации при монтаже."

С учётом расчетов уклона труб, роем траншею до септика. Если где-то с уклоном "переборщили" то подсыпаем грунт, щебень, особо не важно. Далее, желательно, просыпать всю траншею песком, так как им легче равнять уклон трубы.

Между расчетными расстояниями помещений (туалет, душ или кухня) делаем из труб или углов канализационное колено . Также поступаем и перед септиком. Это устранит попадание неприятного запаха в эти помещения.

После укладки всех труб, засыпаем их песком, а сверху щебнем. Если образуются участки труб, где будет ездить автомобиль или место прохода, то желательно трубы пустить в специальном канале или железной трубе большего диаметра. В местах выхода труб из плиточного фундамента тоже необходимо соорудить короба, что бы не создавалось давление бетона на трубы и не раздавило их.

МАТЕРИАЛЫ.

Все материалы и цены на них я вам рассчитать не смогу. В разных городах и районах нашей не объятной родины, они сильно отличаются. Многое зависит от ваших желаний и предпочтений. Думаю вы сможете отыскать более подходящие и приемлемые для вас строй.материалы и грамотных строителей.

Желаю вам успехов!

На этом всё. Следующая статья будет от том как мы подготавливали и заливали стены.

Количество арматуры определяется изгибающим моментом в сечении, проходящем по грани стены или подколонника. В свою очередь, изгибающий момент пропорционален контактному давлению на консольном участке фундаментной плиты. Из сказанного следует, что количество арматуры может быть сокращено только за счет уменьшения моментов. Последнего можно достичь путем трансформации эпюры контактных давлений: или уменьшения давления под консольной частью плиты, или увеличения его в центральной части, которая не испытывает действия изгибающих моментов.
Характер эпюры давлений можно изменить, устраивая промежуточную комбинированную подготовку, на которую опирается фундамент (рис. 1.19), переменной в плане жесткости, например, из бетона и рыхлого песка. В этом случае нагрузка, действующая на фундамент в начальный момент, передается на грунт через подошву бетонной подготовки, т. е. на участке меньшем, чем ширина фундамента. При этом эпюра контактных давлений рс будет иметь вид прямоугольника. По мере возрастания нагрузки происходит осадка фундамента с одновременным уплотнением рыхлого песка, и при определенном ее значении вся нижняя плоскость подошвы фундамента вступает в работу с грунтом. Последующая нагрузка, действующая на фундамент, будет передаваться на грунт через всю площадь подошвы, а давление рi от этой нагрузки будет равномерно распределяться по всей ширине фундамента. В результате суммарная эпюра контактных давлений будет иметь ступенчатую форму с наибольшей ординатой под бетонной частью подготовки
Таким образом, удается трансформировать эпюру контактных давлений, осуществив их концентрацию в центральной части фундамента, где условия его работы более благоприятны, чем в периферийной части Это приводит к тому, что при прочих равных условиях (действующая нагрузка, размеры фундамента) напряжения под консольной частью фундамента будут значительно уменьшены, вследствие чего уменьшится момент в расчетном сечении, а значит и количество арматуры.
С другой стороны, при концентрации передаваемого на грунт давления создаются более благоприятные условия работы основания и, следовательно, появляется возможность увеличения расчетного сопротивления грунта основания.

Известно, что расчетное сопротивление грунта основания зависит также от пригрузки, действующей в плоскости подошвы по обе стороны фундамента. В обычных условиях эта пригрузка создается давлением от веса грунта природного сложения и планировочных насыпей Поэтому чем больше глубина заложения фундамента, тем большее давление допускается по его подошве.
В фундаменте, опирающемся на сплошную бетонную подготовку, давление под консольной частью pf должно назначаться с учетом пригрузки, действующей по обе стороны фундамента и создаваемой весом грунта, т. е. с учетом давления pf = γd (γ — удельный вес грунта; d — глубина заложения подошвы)
Изучение работы основания под промежуточной подготовкой показывает, что в начальный момент, когда консольные части плиты не вступили в совместную работу с основанием, пригрузка создается весом грунта, расположенного выше подошвы, После вступления в работу всей подошвы боковой пригрузкой для основания бетонной части промежуточной подготовки будут являться давления, передаваемые консольными частями фундамента, которые в конечном итоге должны равняться p = R Таким образом, при определении расчетного сопротивления грунта основания под бетонной частью промежуточной подготовки вместо напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы р = γd должно приниматься давление по подошве консольных частей фундамента pf, численно равное R. Вследствие этого расчетное сопротивление грунта под подошвой бетонной подготовки в несколько раз превышает расчетное сопротивление грунта под фундаментом с плоской подошвой, что, в свою очередь, позволяет уменьшить размеры фундамента.
Фундаменты с промежуточной подготовкой находят все большее применение в строительстве благодаря высокой технологичности и экономичности. При возведении сборных ленточных фундаментов подготовку устраивают в виде непрерывной цементной стяжки, на которую устанавливают элементы. При этом можно отказаться от использования рыхлого песчаного слоя под консольными частями, в результате чего будет образован промежуток между поверхностью грунта и подошвой элемента.
Технология устройства монолитных фундаментов с промежуточной подготовкой такова. На спланированном основании бетонируют центральную часть подготовки толщиной 10 см, а затем отсыпают слой рыхлого песка таким образом, чтобы его высота не превышала толщину бетонной части, а в плане этот слой выступал за каждую грань плитной части на 10—15 см. Поверх комбинированной подготовки укладывают рубероид или толь, после чего устанавливают опалубку и арматуру, затем бетонируют фундамент. Если фундаменты возводят в условиях агрессивной среды, то перед укладкой рубероида поверхность подготовки покрывают слоем битума или другого изолирующего материала.
При устройстве сборного фундамента элементы устанавливают непосредственно на комбинированную подготовку, при этом толщину бетонной ее части назначают в пределах 3—5 см, а песчаной — 2—4 см.
Подобные решения применяют в случаях, когда возможно устройство фундаментов на естественном основании Однако надо иметь в виду, что при слабых, а также при очень малосжимаемых полускальных грунтах добиться эффекта концентрации напряжений весьма трудно. Поэтому следует ограничить область приме нения таких фундаментов грунтами с модулем деформации, равным 10—60 МПа. Размеры подготовки назначают расчетом, при этом толщину ее для указанных грунтов принимают обычно 2—4 см при отсутствии под консолями песчаного слоя и 5—10 см — при его наличии. В табл. 1.16 приведена экономическая эффективность применения фундаментов с промежуточной подготовкой.

Одним из путей снижения материалоемкости фундаментов является уменьшение их высоты и снижение рабочей арматуры. С этой целью следует осуществлять трансформацию эпюры контактных напряжений таким образом, чтобы наибольшие их значения были сконцентрированы в центральной части подошвы. При этом происходит разгрузка консольных частей фундамента и снижение в расчетных сечениях изгибающих моментов и поперечных сил, в результате чего можно уменьшить высоту фундамента и расход арматуры.
Контактные напряжения можно перераспределять и другими приемами. Одним из них является устройство между фундаментом и грунтом основания промежуточной подготовки переменной жесткости в плане. Для выявления степени трансформации эпюры контактных напряжений и влияния подготовки на работу фундамента и его основания были проведены исследования. С этой целью использовали железобетонные плиты размером в плане 100x100 см и высотой 10; 20 и 30 см. Основанием служил песок средней крупности плотностью 1,7 т/м3. В первой серии опытов плиты устанавливали всей нижней плоскостью на основание; во второй между железобетонной плитой и основанием устраивали бетонную прокладку шириной 30; 50; 65 и 90 см и высотой 20 мм; в третьей — устраивали промежуточную подготовку толщиной 10 см, состоящую из бетонной части шириной 30 см и рыхлого песка плотностью 1,4 т/м3. Нагрузку на плиту создавали фундаментным стеновым бетонным блоком шириной 30 см и гидравлическим домкратом, упираемым в траверсную балку. Нагрузку передавали ступенями по 50 кН с выдержкой до условной стабилизации осадки и доводили до разрушения плиты. При этом замеряли осадки и контактные напряжения под подошвой.
Эксперименты показали следующее:
- создаваемая во второй серии опытов нагрузка на плиты передается на грунт бетонным уступом; при осадке, равной 20 мм, включаются в работу консольные участки плиты, что приводит к замедленному росту осадки;
- при наличии бетонной подготовки нагрузки трещинообразования и разрушающая значительно превышают соответствующие нагрузки для плит, опирающихся всей подошвой. Так, в последнем случае разрушающая нагрузка составила 200—230 кН, а при наличии бетонной подготовки — до 400 кН. Это может быть объяснено тем, что при наличии бетонной подготовки трансформируется эпюра напряжений и значительно уменьшается момент в расчетном сечении,
В третьей серии опытов нагрузка, при которой происходит разрушение плит на промежуточной подготовке, превышала соответствующую нагрузку для плит, опираемых всей плоскостью на основание, примерно в 1,5 раза, что также указывает на трансформацию эпюры контактных напряжений.
Измерения контактных напряжений полностью подтвердили отмеченную выше трансформацию эпюры, Так, на рис. 2.38 приведены экспериментальные эпюры контактных напряжений. Из опыта следует, что в первой серии опытов контактные напряжения в начальной стадии загружения отмечались под бетонной подготовкой. При нагрузке, соответствующей осадке более 20 мм, т. е. после опирания консольных участков плиты на грунт, под консолями фиксировались контактные напряжения. Дальнейшее возрастание нагрузки приводило к увеличению напряжений как в пределах бетонной части подготовки, так и под консолями плиты. В целом эпюра контактных напряжений имеет ступенчатую форму с наибольшими напряжениями под центральной частью плиты.

Отличие эпюры контактных напряжений в третьей серии опытов от отмеченной выше эпюры заключается в том, что напряжения под консолями плиты возникали сразу же после приложения нагрузки. Концентрация напряжений под центром плиты наблюдалась и в данном случае, однако соотношение между краевыми и средними напряжениями было иное. В табл. 2.28 приведены опытные значения соотношения между напряжениями под центром рс и краями рb фундамента. Данные таблицы показывают, что с увеличением среднего давления под фундаментом снижается до определенного значения соотношение между напряжениями под бетонной частью подготовки и краями фундамента.

Для определения оптимальной ширины бетонной части подготовки были проведены эксперименты, в которых этот параметр был переменным. Была установлена зависимость нагрузок трещинообразования и разрушающей для блоков, укладываемых на промежуточную подготовку и на сплошное основание, от отношения ширины бетонной части подготовки bb к ширине фундамента b (табл. 2.29) Очевидно, чем больше указанные нагрузки, тем больше концентрация контактных напряжений под центром плиты.
При bb/b=0 и 1 фундамент всей подошвой опирается на основание. У фундаментов с промежуточной подготовкой нагрузки трещинообразования и разрушающая оказываются больше, чем у обычных фундаментов. При этом их наибольшие значения соответствуют ширине бетонной части подготовки, равной 0,3—0,7 ширины фундамента.

Таким образом, трансформация эпюры контактных напряжений приводит к улучшению условий работы железобетонного фундамента с промежуточной подготовкой, в частности к уменьшению моментов в расчетном сечении. С другой стороны, такая трансформация этой эпюры будет влиять и на работу основания. В частности, расчетное сопротивление грунта основания, вычисленное по действующим нормам, будет различным в пределах подошвы фундамента. Так, при вычислении расчетного сопротивления грунта основания для фундамента с плоской подошвой, а также для кон сольных участков фундамента с промежуточной подготовкой в качестве пригрузки принимают вес лежащего выше грунта обратной засыпки. При определении расчетного сопротивления грунта основания бетонной части подготовки пригрузкой является давление, передаваемое консольной частью фундамента, которое значительно превышает давление, создаваемое обратной засыпкой грунта. Поэтому расчетное сопротивление грунта основания бетонной части подготовки будет значительно выше его значения для фундамента с плоской подошвой.
Применять общепринятую нормативную методику к расчету основания фундамента с промежуточной подготовкой правомерно в том случае, если при передаче на грунт бетонной частью подготовки повышенного давления не увеличиваются размеры зон пластических деформаций под краем фундамента. С целью выявления влияния повышенного давления под центром фундамента на развитие краевых пластических зон рассмотрены различные схемы передачи нагрузки на основание. Так, на рис. 2.39, а приведена схема нагрузок, передаваемых на основание традиционным фундаментом с плоской подошвой шириной b, а на рис. 2.39, б — на основание фундамента с промежуточной подготовкой, ширина бетонной части которой равна b'.

При первой схеме для определения расчетного сопротивления грунта основания справедлива формула, регламентируемая нормами, которая в развернутом виде без коэффициентов γc1, γс2 и k может быть записана следующим образом:

Формула для второй схемы нагрузок отличается от формулы (2.101) наличием дополнительного давления q1 и оказывается сложной из-за выражений для определения компонент напряжений Поэтому принят следующий подход. Рассматривают две полубесконечные нагрузки интенсивностью q2 и q1 (рис. 2.39, е) и решают задачу нахождения q2 при фиксированном q1, для которой зона развития пластических деформаций имеет заданную глубину. При этом нагрузка принимается полубесконечной, а начало координат располагают в месте перепада нагрузки.
Приведенное далее решение базируется на следующих положениях:
- компоненты напряжений от заданной на границе полупространства нагрузки находят интегрированием решения Фламана;
- компоненты напряжений от собственного веса грунта определяют, исходя из гидростатического закона распределения напряжений в грунте;
- уравнение границы пластической зоны находят подстановкой полученных компонент напряжений в условие прочности Кулона—Мора;
- давление от нагрузки q1, соответствующее расчетному сопротивлению грунта в основании фундамента, находят в предположении, что максимальная глубина развития пластической зоны составляет 0,25 ширины фундамента b.
Интегрирование решения Фламана дает от нагрузки q1

Интегрируя аналогичные выражения в пределах от 0 до +∞получаем компоненты напряжений от нагрузки q1.
Принимаем напряжения от собственного веса грунта

Полученная функция F определяет уравнение границы пластической зоны. В результате преобразований функция F принимает вид:

Уравнение (2.108) решаем относительно х. При этом получаем два решения, соответствующих положению экстремума справа и слева относительно оси z.
В результате анализа решении установлено, что физический смысл имеет только решение для х≥0, которое имеет вид:

Подставляя это решение в уравнение (2.107) и принимая в полученном уравнении z=b/4, после преобразований и замены нагрузки q2 на γh получаем

т. е. выражение, полностью совпадающее с выражением (2.101).
Отсюда следует вывод, что глубина развития пластической зоны под краем фундамента не зависит от ширины бетонной части промежуточной подготовки.
Следует отметить, что повышение среднего давления по подошве фундамента с промежуточной подготовкой приводит к незначительному увеличению его осадки по сравнению с осадкой фундамента без подготовки. На грунтах с высоким модулем деформации повышенная осадка фундамента с промежуточной подготовкой, как правило, не превышает предельных значений. Однако в практике возможны случаи, когда указанное возрастание осадки будет недопустимым.
Трансформация эпюры контактных давлений с одновременным уменьшением осадки может быть достигнута следующим приемом. Под центральной частью фундамента осуществляют местное уплотнение грунта статическим или ударным способом. При этом понижение поверхности в этом месте составляет 5—10 см. Затем образовавшееся углубление заполняют жестким материалом, например щебнем или бетоном, и таким образом получают горизонтальную поверхность На этой поверхности располагают фундамент с плоской подошвой При загрузке фундамента контактные напряжения будут действовать под всей подошвой фундамента. Однако в центральной части подошвы под местным уплотнением будут концентрироваться напряжения, превышающие напряжение под краями фундамента.
Наличие местного уплотнения приведет к уменьшению сжимаемости грунта основания, вследствие чего осадка такого фундамента будет меньше, чем осадка фундамента, расположенного на природном грунте.
Для проверки влияния местного уплотнения на концентрацию напряжений и уменьшение осадки проведены эксперименты на песке и суглинке. Методика эксперимента была следующей. Статической нагрузкой задавливали штамп, соответствующий размеру бетонной части подготовки, на глубину 5 см. В образовавшееся углубление устанавливали мессдозы, а затем укладывали бетон, после чего устанавливали сборные фундаменты с плоской подошвой. Таким образом, под подошвой фундамента создавался локально уплотненный массив. Между подошвой фундамента и грунтом основания также располагали мессдозы, что позволяло измерять контактные напряжения под фундаментом и углубленной бетонной подготовкой. Фундаменты испытывали гидравлическими домкратами, упираемыми в опорную балку.

На песчаных грунтах были испытаны ленточные фундаменты шириной 1 м и длиной 3 м. Ширина бетонной подготовки составляла 0,5 м. На суглинках испытывали квадратные фундаменты размером 1,5x1,5 м; размеры подготовки составляли 0,6x0,6; 0,9x0,9 и 1,2x1,2 м. На рис. 2.40 приведены схемы опытных фундаментов и эпюры контактных давлений при различной нагрузке. Как видно из рисунка, в этом случае так же, как и при наличии промежуточной подготовки переменной жесткости, наблюдается концентрация напряжений под бетонной частью подготовки. При этом с увеличением общей нагрузки разница в значениях напряжений под бетонной подготовкой и фундаментом уменьшается.
Влияние предварительного уплотнения на осадки видно из рис. 2.41, на котором приведены графики осадки квадратного фундамента на обычном основании и фундамента с предварительным уплотнением, расположенного на суглинке. Из рисунка видно, что предварительное локальное уплотнение грунта существенно уменьшает осадки. Так, при давлении по подошве, равном 0,3 МПа, осадка фундамента, имеющего локальное уплотнение размером в плане 0,9x0,9 м, меньше осадки традиционного фундамента в 2 раза.

Увеличение опорной площади фундаментов. Если расчетное сопротивление основания существующего фундамента меньше давления по его подошве, то при увеличении нагрузки устраивают уширение фундамента, для чего применяют железобетонные обоймы, жестко соединяемые с телом фундамента (рис. 6.5). При этом предварительное обжатие грунта необходимо осуществлять таким образом, чтобы давление под подошвой обоймы было равно давлению под существующим фундаментом. С этой целью рекомендуется использовать сборные блоки, которые залавливают в грунт, после чего омоноличивают всю обойму.
В случае предварительного устройства уширения фундамента эпюра действующего на грунт давления имеет вид, показанный на рис. 6.6, а. Последующее увеличение нагрузки на фундамент приведет к практически равномерному увеличению давления по его подошве.

Однако в определенных условиях можно не производить предварительного задавливания уширенной части фундамента. В этом случае напряжения под ней будут отсутствовать. По мере возрастания нагрузки давление будет увеличиваться как под существующим фундаментом, так и под его вновь возведенной частью. В этом случае эпюра реактивных давлений будет иметь ступенчатый вид (рис. 6.6, б) и будет аналогична эпюре давлений фундамента с промежуточной подготовкой. Поэтому на основание под существующим фундаментом можно передавать большие давления, чем определенное расчетное сопротивление.
Наконец, возможен вариант, когда при устройстве уширения по его подошве создают предварительное давление, превышающее давление под подошвой существующего фундамента (рис. 6,6, е), что также позволит повысить напряжение под его подошвой.
При необходимости передачи на столбчатые фундаменты значительных дополнительных нагрузок целесообразно устраивать между ними ленточные или столбчатые железобетонные фундаменты. Последние жестко соединяют с отдельными башмаками.
Уширение фундамента с исследующим обжатием грунта устраивают следующим образом. Участками разрабатывают грунт около фундамента до его подошвы и укладывают бетон между стенкой траншеи и фундаментом или устанавливают сборные блоки. Затем в существующем фундаменте устраивают проемы, в которые помещают металлические опорные балки На сборные блоки устанавливают домкрат, который упирается в металлические балки. После задавливания блоков производят их расклинивание и бетонирование оставшейся части траншеи.
Эффективным способом уширения фундамента является применение сборных элементов с наклонными нижними основаниями. В нижней части блоки стягивают анкерами таким образом, чтобы они могли поворачиваться. Располагая в верхней части между существующим фундаментом и блоками домкраты или клинья, отжимают блоки от фундамента. При повороте блоков они погружаются в грунт. Также эффективным способом уширения является устройство плиты, располагаемой между существующими фундаментами
Устройство дополнительных свай. При передаче на фундамент дополнительных значительных нагрузок, в том числе и моментных, целесообразно устраивать дополнительные сваи, соединяемые с фундаментом. Основным типом свай в этом случае являются набивные. Для их устройства рядом с существующим фундаментом пробуривают скважины, которые заполняют бетоном с последующим его механическим или пневматическим уплотнением.

Возможен и иной способ устройства таких свай. В грунт погружают путем задавливания домкратом металлические трубы длиной 70—150 см. По мере задавливания элементы сваривают между собой. После погружения на заданную глубину грунт из трубы выбирают и заполняют ее бетоном. При этом может образовываться грунтовая пробка, что устраняет необходимость выбирать грунт.
Наиболее перспективным является применение буроинъекционных свай (рис. 6.7). Технология устройства таких свай следующая: станком вращательного бурения устраивают скважины одновременно в грунте и в теле фундамента. При необходимости скважину выполняют под защитой обсадных труб или глинистого раствора. В скважину устанавливают арматурный каркас и погружают трубу-инъектор, через которую подают цементно-песчаный раствор. Затем инъектор извлекают из скважины, а находящийся в ней раствор опрессовывается путем дополнительной подачи раствора под давлением 3—5 ат.
Закрепление грунтов основания можно производить путем нагнетания раствора, включающего один или несколько компонентов и способного увеличивать прочность массива. Увеличить прочность грунта можно также путем его термического закрепления. Область применения способа закрепления определяется видом грунта и приводится в табл. 6.1.

Способ выбирают с учетом конструктивных особенностей здания, наличия оборудования, сроков работ.
Для цементации используют цементные растворы с водоцементным отношением в пределах 0,4—20, цементно-песчаные растворы с этим отношением, равным 0,5—4, и цементно-глинистые растворы с глиноцементным отношением, равным 0,5—10. Для глинизации используют глиносиликатные растворы с содержанием глины 400—850 кг на 1 м3 раствора и от 1 до 10 % силиката натрия. Возможно применение бентонитосиликатных растворов, включающих бентонит в объеме 100—300 кг на 1 м3 раствора, а также силикат натрия в количестве 0,5 % массы сухого бентонита. Для приготовления растворов применяют в основном обычный портландцемент. Допускается использовать и другие виды цемента — глиноземистый, пудцолановый, шлакопортландцемент. При агрессивных водах следует применять цементы, стойкие к составу этих вод. Прочностные свойства закрепленных грунтов определяются маркой цемента, которая должна быть не ниже M 200.
Глины, используемые при закреплении, должны иметь такой минералогический состав, чтобы преобладающими были частицы размером 0,05—0,005 мм, а частицы крупнее 2 мм вообще отсутствовали.
Нагнетание цементных и глинистых растворов производится с помощью инъекторов. Растворы закачивают при давлении 6—20 ат специальными диафрагмовыми насосами. Целесообразно производить закачку без перерыва, при этом в процессе нагнетания растворы должны непрерывно перемешиваться. В ходе работ необходимо следить, чтобы не происходило прорыва раствора в затрубное пространство, которое должно быть заполнено раствором.
Для силикатизации и смолизации применяют растворы на основе силиката натрия (плотностью 1,1—1,3 г/см3) и различных карбомидных смол (плотностью 1,08—1,16 г/см3). Рецептура применяемых растворов зависит от водопроницаемости грунта и требуемой прочности после его закрепления.
Для силикатизации и смолизации используют инъектор, состоящий из наголовника, колонны глухих труб, перфорированного звена и наконечника. Для нагнетания растворов применяют плунжерные насосы. Возможно применение пневмоустановок, представляющих собой емкости объемом до 1000 л и рассчитанных на давление до 10 ат.
Нагнетание растворов осуществляют заходками сверху вниз, и наоборот, при этом давление составляет от 0,5 МПа (в просадочных грунтах) до 3 МПа (в песчаных грунтах). Перерывы в нагнетании растворов не допускаются, а если они происходят, то должны быть не более 1 ч.
Термическое закрепление грунтов применяют в маловлажных просадочных грунтах. Суть метода заключается в сжижении в скважине жидкого или газообразного топлива. Возможен и другой способ, когда газы сжижают вне скважины, а в нее подают горячий сжатый воздух.
Работы по закреплению основания должны производиться, как правило, специализированными строительными организациями.

Основное назначение песчаной подготовки  устранить неровности в плоскости контакта подошвы фундамента и грунта основания, образующиеся при разработке котлована. При этом устраняется возможность смятия грунта и тем самым выравниваются контактные напряжения по подошве фундамента.

Песчаная подготовка устраивается в глинистых грунтах. В песчаных грунтах при устройстве монолитных железобетонных фундаментов роль песчаной подготовки выполняет слой из тощего бетона, называемый подбетонкой. Толщина подбетонки принимается равной 100-150 мм.

Целесообразно возводить фундаменты на промежуточной подготовке переменной жесткости в плане (рис.Ф.9.24). В этом случае эпюра контактных давлений трансформируется таким образом, что наибольшие давления на грунт концентрируются под бетонной частью подготовки.

Рис.Ф.9.24. Фундамент на промежуточной подготовке: 1 - эпюра контактных давлений; 2 - рыхлый песок; 3 - бетон; 4 - фундамент

67. В чем отличие напряженного состояния под столбчатыми, ленточными и круглыми в плане фундаментами?

Характер распределения напряжений в грунтах зависит от вида нагрузки, приложенной на его поверхности.

Под подошвой столбчатых фундаментов, имеющей очертание в плане в виде квадрата или прямоугольника, напряжения и деформации, возникающие в грунте от нагрузки, передаваемой фундаментом, распределяются в основании в условиях пространственной деформации. Поэтому для определения напряжений и деформаций в основании в этом случае следует использовать решение Буссинеска для сосредоточенной силы с интегрированием по площади квадрата или прямоугольника.

Под ленточными фундаментами мы имеем условия плоской деформации, поэтому для определения напряжений используется решение Фламана, полученное для линейной нагрузки с его интегрированием по ширине фундамента.

Для круглых в плане фундаментов, массив грунта под которыми находится в условиях осесимметричной деформации, используется решение Буссинеска с интегрированием для нагрузки, равномерно распределенной по кругу.

Читайте также: