Устройство прерывистых ленточных фундаментов позволяет

Обновлено: 01.05.2024

Отличие прерывистых фундаментов от ленточных, как уже отмечалось, состоит в том, что блоки-подушки укладьгваются на некотором расстоянии друг от друга, определяемом расчетом. Промежутки между блоками засыпаются местным грунтом с последующим трамбованием. Гидроизоляция, если ее устройство требуется на уровне верха блоков-подушек, укладывается по блокам и грунту. Раздвижка нижних блоков не отражается на конструкции фундаментной стены, которая остается такой же, как и при ленточных фундаментах. Стеновые блоки должны перекрывать промежуток между блоками-подушками, при этом они опираются также и на грунт, находящийся между блоками-подушками. Поэтому величина перекрываемото промежутка может быть большь, чем в случае, когда стеновой блок перекрывает проем в стене, где он работает как перемычка. В связи с этим расстояние между блоками-подушками допускается принимать до 0,9 м, в то время как при раздвижке стеновых блоков —0,6 м. Можно допустить укладку стеновых блоков нижнего ряда таким образом, чтобы вертикальный шов, образуемый ими, находился в промежутке между фундаментными блоками-подушками. При этом допускаемая величина консоли стенового блока не должна превышать 0,2 его длины. Стеновые блоки следующего по высоте ряда в этом случае должны перекрывать промежуток между блоками-подушками.

Для прерывистых фундаментов могут применяться те же элементы, что и для ленточных: ребристые блоки-подушки, пустотелые стеновые блоки, панели и т. д.

Прерывистые фундаменты проектируются с превышением нормативного давления на грунт основания или без превышения. Должны применяться, как правило, фундаменты, запроектированные из условия превышения нормативного давления. Такие фундаменты нельзя применять лишь в следующих трех основных случаях:

1) если площадка сложена неоднородными грунтами, значительно отличающимися по своей сжимаемости, при неравномерном их напластовании;

2) в сейсмических районах с расчетной сейсмичностью 9 баллов при наличии в основании сильносжимаемых или очень рыхлых грунтов;

3) когда непосредственно под подошвой на глубину 1,3—1,5 ширины фундамента залегают слабые грунты, либо в этой тол - ще встречаются прослойки или линзы заиленного, заторфован- ного и т. п. грунтов.

На просадочных грунтах при Д1ф > 50 см прерывистые фундаменты устраивать не допускается.

Конструктивные мероприятия, предусматриваемые для прерывистых фундаментов, назначаются как и для ленточных в зависимости от грунтовых условий площадки.

Смотрите также:

Сборные ленточные фундаменты монтируются по тем же технологическим схемам, что и отдельные сборные фундаменты.

Комплексный процесс монтажа отдельных сборных фундаментов состоит из следующих операций: устройства основания

Столбчатые (отдельно стоящие) сборные фундаменты могут быть одноблочными, двухблочными и многоблочными.

1. Конструкции сборных фундаментов. В зависимости от размеров сборные фундаменты колонн делают цельными и составными.

До монтажа сборных фундаментов выполняют разбивку мест их установки, которая начинается с натягивания проволок между обносками по продольным и поперечным осям колонн.

Монтаж сборных фундаментов. В сельском строительстве сборные фундаменты монтируют из блоков, приведенных на рис. 1.82.

При монтаже сборных фундаментов контролируют перевязку и толщину швов между ними, заполнение швов и пазов между блоками, а также швов между плитами перекрытия.

Под железобетонные колонны применяют железобетонные сборные и монолитные фундаменты стаканного типа. Сборные фундаменты могут состоять из одного.

Сборные железобетонные фундаменты рекомендуются для закладки на сырых и заболоченных участках.

Фундаменты из сборного железобетона получили широкое распространение не только в промышленном и гражданском строительстве, но и при сооружении индивидуальных жилых домов. Достоинство этих фундаментов состоит в сокращении сроков строительства и возможности нагружать конструкции практически сразу же после монтажа (пожалуй, это одно из главных преимуществ).

Но в то же время сборный ленточный фундамент обходится дороже монолитного и не имеет перед ним никаких преимуществ, а даже наоборот - большое количество швов между фундаментными блоками усложняет работы по гидроизоляции подвальной части фундамента. Кроме того, в связи с большим весом железобетонных конструкций требуется применение грузоподъемной техники.

Хотя если с количеством швов и необходимостью использовать грузоподъёмную технику не поспоришь, то по поводу стоимости есть и другие мнения. Есть опыт, когда сборный ленточный фундамент из блоков обходится дешевле монолитного ленточного фундамента. Правда, если это и возможно, то, как правило, с нарушением технологий строительства.

Устройство ленточных сборных фундаментов

Для удобства монтажа в каждом фундаментном блоке предусмотрены грузозахватные скобы из круглой стали диаметром не менее 6 мм.

Грузоподъемный кран устанавливают таким образом, чтобы от его тяжести не обрушились стенки котлована. Если вылета стрелы не хватает, то кран помещают непосредственно в котлован (разумеется, надо позаботиться о том, как после монтажа кран будет выезжать из котлована).

Монтаж фундаментов производят бригадой в составе двух монтажников, одного подсобного рабочего и крановщика. Укладку блоков-подушек следует начинать от угла здания, причем сначала надо монтировать ленты блоков-подушек под наружные стены, а потом – под внутренние.

До начала монтажа блоков готовят основание фундамента из крупного песка, уложенного слоем 10–15 см. Для этого на дно котлована укладывают деревянную раму из брусков сечением 10–15 см. Размеры сторон рамы должны превышать соответствующие размеры подошвы фундамента на 20 см.

Раму укладывают на грунт и выравнивают по нивелиру или гидравлическому уровню так, чтобы верх ее соответствовал положению подошвы фундаментного башмака. Раму заполняют песком, поверхность которого выравнивают рейкой.

Рис. 1. Сечение ленточного сборного фундамента. 1 - блок-подушка (башмак); 2 - стена дома; 3 - железобетонные блоки фундамента; 4 - песчаная подушка.

На рис. 1 показаны элементы сборных ленточных фундаментов в поперечном разрезе.

В процессе монтажа блоков готовят постель из раствора для очередного фундамента непосредственно перед его установкой.

По осям проверяют правильность укладки предыдущего блока, а при подаче крановщиком очередного блока разворачивают его в требуемое положение.

Кладку блоков ведут на растворе с осадкой стандартного конуса 50–60 мм. Средняя толщина швов допускается 15 мм.

После установки блока на место при помощи уровня проверяют его горизонтальность, а при помощи отвеса – положение блока относительно осей. В случае неправильного положения блока его приподнимают и вновь устанавливают с нужным смещением. После этого заливают раствором вертикальные швы между блоками.

Во избежание вытекания раствора вертикальные швы можно предварительно проконопатить. Если длина фундаментных блоков не является кратной длине сторон здания, то между блоками образуются промежутки. Их заполняют доборными блоками или монолитными вставками.

Верхнюю часть сборного фундамента выравнивают монолитным поясом с арматурным каркасом. Стены сборных ленточных фундаментов могут быть тоньше стен самого здания, так как они изготовлены из более прочного материала, чем надземная часть. При этом допустимый свес стены здания не должен превышать 130 мм.

О недостатках и стоимости ленточного фундамента из сборного железобетона

Недостатки фундаментов из сборных железобетонных элементов в малоэтажном строительстве очевидны. Железобетонные блоки, предназначенные для 9–12 этажных зданий, при снижении количества этажей используются нерационально. Их несущая способность используется не более чем на 10%, вследствие чего неоправданно возрастает стоимость нулевого цикла.

По существу, сборный ленточный фундамент является производной от монолитной конструкции, но разрезанной на отдельные составляющие блоки.

Не лишним будет сказать, что этот вид фундаментов в мировой практике практически не используется, за исключением стран СНГ. Материальные затраты при сооружении сборных фундаментов на 50–75 % превышают материальные затраты монолитных конструкций. А сокращение трудозатрат оказывается кажущимся. При изготовлении фундаментных блоков, их транспортировке и укладке задействуется много людей и дорогостоящей техники. Поэтому достижение сокращения сроков строительства происходит за счет ухудшения других показателей. И при всем этом ленточный фундамент из сборных бетонных блоков проигрывает по прочности и другим эксплуатационным характеристикам своему родственнику – монолитному фундаменту.

Отдельные блоки сборного фундамента не могут с такой же эффективностью противостоять приложенным нагрузкам, и при больших осадках основания в каркасе здания появляются необратимые деформации и разрушения. Именно поэтому, начиная с 30-х годов прошлого столетия, все развитые страны (и не только они) пошли по пути совершенствования механизации бетонных работ, а не по индустриализации изготовления отдельных железобетонных блоков.

Прерывистый ленточный фундамент

Несколько снизить материальные затраты на сооружение нулевого цикла для малоэтажного домостроения позволяет укладка фундаментных стеновых блоков и подушек не сплошным рядом, а с некоторым разбегом – это так называемые прерывистые фундаменты (рис. 2).

Рис. 2. Прерывистый ленточный фундамент. 1 - бетонные стеновые блоки; 2 - железобетонные блоки-подушки.

Технология прерывистых фундаментов позволяет сэкономить до 20–25 % блоков, что сказывается на себестоимости строительства. При устройстве прерывистых фундаментов нужно выполнить специальный инженерный расчет (это является недостатком, так как без помощи инженеров сделать это уже не получится), но в любом случае расстояние между блоками или подушками не должно превышать 0,7 м.

Промежутки между подушками заполняют грунтом с послойным трамбованием. При этом вертикальные швы между блоками обязательно должны находиться над блоками-подушками.

ВАЖНО!
Сооружение прерывистых фундаментов не допускается на торфяных, илистых и других грунтах со слабой несущей способностью.

Для стен с большим удельным весом и для зданий подвальной конструкции разработана технология, позволяющая комбинировать сборные фундаменты с монолитными вставками (рис. 3). Для таких фундаментов применяют фундаментные плиты типа ФЛ 12.12, ФЛ14.12 и т.п. и фундаментные блоки длиной 0,9 или 1,2 м типа ФБС.

Рис. 3. Прерывистый ленточный сборно-монолитный фундамент. 1 - ФЛ 16.12; 2 - ФБС 9.5; 3 - монолитные шпонки; 4 - ФБС 12.5; 5 - ФЛ 12.12.

Применение того или иного типа фундаментных блоков обосновано толщиной несущих стен здания. Для сооружения сборно-монолитных фундаментов на основание выкладывают плиты-подушки с интервалом 25–60 см, над которыми устанавливают 3–4 ряда фундаментных блоков так, чтобы они опирались своими концами на две плиты-подушки. Образовавшиеся ниши с внутренней и наружной сторон закрывают щитами опалубки и бетонируют бетоном класса не ниже В12,5.

Для усиления конструкции и ее выравнивания по верху фундамента часто устраивают железобетонный монолитный пояс. Эффективность сборно-монолитных фундаментов значительно увеличится, если вместо плит-подушек по дну котлована устроить сплошной монолитный пояс. Такая технология особенно целесообразна при строительстве на неоднородных грунтах, где возможны местные просадки.

На слабых просадочных грунтах дно котлована предварительно утрамбовывают. Для этого на базе сваебойных копров устанавливают специальные трамбовки-"торпеды" массой до 2,0 т. Такие трамбовки позволяют уплотнить грунт в котловане на глубину до 1,5 – 2,5 м, что снизит до нуля вероятность просадки фундамента. Углубления, созданные трамбовками-"торпедами", заполняют песком со щебнем с послойным уплотнением. Пример такого фундамента с утрамбованными местами приведен на рис. 4.

Рис. 4. Ленточный фундамент с утрамбованными котлованами. 1 - монолитные участки; 2 - монолитный пояс; 3 - фундаментные блоки; 4 - фундамент в утрамбованных котлованах.

Ленточные фундаменты устраивают под несущими стенами бескаркасных зданий. По способу устройства фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты выполняют:

· из бутового камня рваной формы или бутовой плиты; их укладывают на сложном или на цементном растворе с перевязкой (несовпадением) вертикальных швов. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута, не менее 0,5 м – из бутовой плиты. Наименьшая ширина фундаментов принята по условиям перевязки швов. Переход от уширенной части фундамента к узкой выполняют уступами шириной 150 – 250 мм и высотой не менее двух рядов кладки. Такие фундаменты требуют значительных затрат ручного труда, однако там, где природный камень является местным материалом, их возведение экономически целесообразно

· бутобетонными из бетона класса по прочности на сжатие В5 с включением в его толщу отдельных кусков бутового камня. Наименьшая ширина фундамента 350 мм. Уширение фундаментов ведут уступами шириной 150 – 250 мм и высотой 300 мм. Их возводят в щитовой опалубке или в траншеях (при плотных грунтах). По сравнению с фундаментами из бутового камня они менее трудоёмки;

бетонными в опалубке из монолитного бетона классов В7,5 – В30. Устройство таких фундаментов требует повышенного расхода цемента.

В данном здании запроектирован сборный ленточный фундамент, в связи с тем, что более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления, состоящие из блоков – подушек и фундаментных блоков.

Сборные ленточные фундаменты состоят из плит-подушек, укладываемых в основание фундаментов и стеновых блоков, которые являются стенами подземной части здания. Фундаментные подушки укладываются непосредственно на выровненное основание или на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 – 150 мм. Под подошвой фундамента нельзя оставлять насыпной или разрыхленный грунт. Он удаляется и вместо него насыпается щебень или песок. Углубления в основании более 10 см заполняются бетонной смесью.

Блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм. Вертикальные колодцы, образующиеся торцами блоков, заполняют раствором. Продольные и поперечные стены ленточных фундаментов в местах сопряжения должны иметь перевязку, в горизонтальные швы закладывают арматурные сетки из стали диаметром 6–10 мм.

Блоки – подушки изготавливают толщиной 300 и 400 мм, шириной от 800 – 2800 мм, а блоки – стенки шириной 300, 400, 500, 600 мм, высотой 300, 600 мм, длиной от 800 до 2400 мм Плиты-подушки под наружные стены имеют ширину 1400 мм, а под внутренние - 800 мм. При проектировании размеры фундаментных плит-подушек приняты согласно ГОСТ 13580-85. Плиты-подушки укладываются с разрывами. В местах сопряжения продольных и поперечных стен плиты подушки укладываются впритык и места сопряжения между ними заделываются бетонной смесью. Поверх уложенных плит-подушек устраивается горизонтальная гидроизоляция и по ней сверху цементно-песчаная стяжка толщиной 30 мм, в которую укладывают арматурную сетку, что ведет к более равномерному распределению нагрузки от вышележащих блоков и конструкций. Диаметр стержней сетки - 6 мм. Шаг - 30 см. По завершении устройства цементной стяжки котлован засыпается до верха смонтированных железобетонных фундаментных подушек.

Затем укладываются бетонные фундаментные блоки с перевязкой швов в три ряда, поверх которых устраивается горизонтальный гидроизоляционный слой из двух слоев рубероида на мастике. Назначение гидроизоляционного слоя - исключение миграции капиллярной грунтовой и атмосферной влаги вверх по стене. Ширина фундаментных блоков под наружные стены равна 600 мм, под внутренни-400мм.

При проектировании размеры фундаментных стеновых блоков приняты согласно ГОСТ 13579-78.

Ленточные фундаменты выполняются в виде непрерывных или прерывистых лент под несущими и самонесущими стенами бескаркасных зданий высотой до 12 этажей.

Конструкция ленточного фундамента позволяет наиболее равномерно передавать и распределять нагрузку на основание.

Фундаменты могут быть сборными или монолитными. Форма и размеры зависят от материала фундамента, нагрузок от здания, качества грунтов, наличия и расположения грунтовых вод, глубины промерзания, рельефа или планировки местности и т.д.

Теоретически формой поперечного сечения фундамента является трапеция, где угол боковых сторон с вертикалью определяет распространение давления и принимается для бутовой кладки и бутобетонов от 27 до 33° , а для бетона 45°. Практически такие фундаменты в зависимости от расчетной ширины подошвы выполняются прямоугольной или ступенчатой формы с соблюдением определенного правила - габариты фундамента не должны выходить за пределы его теоретической формы. Размеры ступеней по ширине принимаются не более 0,2-0,25м, а по высоте - соответственно не менее 0,4-0,5м.

Чаще всего ленточные фундаменты возводят из сборных бетонных или железобетонных элементов – стеновых фундаментных блоков (по [31]) и фундаментных плит-подушек (по [32]). Монтаж фундаментных блоков осуществляют на цементном растворе с обязательной перевязкой швов. В целях сокращения расхода бетона также можно использовать пустотелые блоки.

Основными параметрами ленточных фундаментов является их глубина заложения, толщина фундаментных стен и ширина подошвы фундамента. Толщину стен фундаментов можно принимать равной или меньше толщине наземных конструкций. При этом свес стен здания не должен превышать 130мм.

Ширину подошвы сборных ленточных фундаментов определяют расчетом в соответствии с [19] исходя из величины нагрузок, расчетных сопротивлений грунтов основания и типа фундамента. Конструктивно ширину железобетонных подушек и плит можно принимать для наружных стен в пределах 1,0 - 1,8м; для внутренних несущих стен 1,8 - 2,4м. Железобетонные блоки-подушки укладываются непосредственно на выровненную поверхность грунта основания или на песчаную подготовку толщиной 100-150мм.

Если по расчету ширина подошвы фундамента не превышает ширины бетонного блока, то фундаменты выполняются без подушек.

При слабых грунтах по фундаментным подушкам и по обрезу фундамента устраивают армированные распределительные пояса. При плотных грунтах, не насыщенных водой, и малых нагрузках фундаментные подушки могут быть уложены с промежутками 0,2…0,9 метров, которые следует засыпать грунтом.

Рис. 11 Ленточные фундаменты в разрезе

рис…. Кладка может быть различной формы: прямоугольной, трапецеидальной, ступенчатой, или с расширенной нижней частью, иначе называемую подушкой. Для оптимальной компенсации нагрузки от массивного здания является форма трапеции. При использовании в качестве материала для фундамента кирпича или бутового камня угол наклона боковой грани к вертикали не должен превышать 30°,а для бетона - 45°.

а - прямоугольный, б - трапецеидальный, в - ступенчатый, г- прямоугольный с подушкой, 1 - обрез, 2 - подушка

Достоинства ленточных монолитных фундаментов: прочность, надежность, могут быть использованы для зданий любой формы.

Достоинства ленточных фундаментов из железобетонных блоков: значительное сокращение сроков возведения, простота сооружения.

Недостатки монолитных ленточных фундаментов: увеличение срока строительства за счет производства земляных работ, высокая трудоемкость заполнения бетоном опалубки, массивность, не экономичность.

Недостаткиленточных фундаментов из железобетонных блоков: менее практичны, чем ленточные фундаменты (пропускают воду в местах своего соединения), пригодность преимущественно для зданий простых форм (при сложных архитектурных формах блоки, выпускаемые стандартных размеров, приходится обрезать).

При выборе типа ленточного фундамента рекомендуется учитывать следующее: применение сборных фундаментов позволяет снизить продолжительность возведения фундаментов на 20—30 % и уменьшить затраты труда на строительной площадке; суммарные затраты труда на возведение сборных и монолитных фундаментов примерно одинаковые; по стоимостным показателям, энергоемкости, расходу цемента и арматурной стали монолитные фундаменты экономичнее сборных. Поэтому для жилых зданий рекомендуется предпочтительно применять монолитные ленточные фундаменты.

Рис.12 Пример плана фундамента

а. Схема расположения ленточного монолитного фундамента без подушки

б. Схема расположения ленточного монолитного фундамента с подушкой

в. Схема расположения ленточного фундамента из сборного ж/б без подушки

Усл. обозн. - - монолитный участок

В крупнопанельном домостроении применяются укрупненные элементы в виде сквозных безраскосных ферм (панелей) и блоков-подушек под внутренние стены и цокольные панели с подушками – под наружные.

Ленточные фундаменты могут проектироваться с прерывистой укладкой плит (прерывистые фундаменты).

Расчетное сопротивление грунтов основания R для прерывистых фундаментов определяют как для ленточных фундаментов по указаниям п. 3.2 с повышением значения R коэффициентом k_d, принимаемым по таблице 45.

Коэффициент k_d для грунтов
пески (кроме рыхлых) при коэффициенте пористости e
Вид фундаментных плит	e £ 0,5	e = 0,6	e ³ 0,7
глинистые при показателе текучести I_L
I_L £ 0	I_L =0,25	I_L ³ 0,5
Прямоугольные	1,3	1,15	1,0
С угловыми вырезами	1,3	1,15	1,15

Прерывистые фундаменты с повышением расчетного сопротивления основания не рекомендуются:

- в грунтовых условиях I типа по просадочности при отсутствии поверхностного уплотнения грунта в пределах деформируемой зоны;

- при сейсмичности 7 баллов и более.

При устройстве прерывистых фундаментов также могут применяться плиты с угловыми вырезами за исключением следующих случаев:

- при залегании под подошвой фундаментов рыхлых песков;

- при сейсмичности района 7 баллов и более (в этом случае можно применять плиты с угловыми вырезами, укладывая их в виде непрерывной ленты);

- при неравномерном напластовании грунтов в пределах сооружения;

- при залегании ниже подошвы фундаментов глинистых грунтов с показателем текучести I_L >0,5.

При совпадении ширины типовой сборной железобетонной плиты с шириной фундамента, полученной по расчету, плиты прямоугольной формы и с угловыми вырезами укладывают в виде непрерывной ленты. В этом случае расчетное сопротивление грунта основания R, вычисленное по формуле (15), может быть повышено в соответствии с рекомендациями п. 3.2.

При несовпадении ширины фундамента, полученной по расчету, с шириной типовой сборной плиты, проектируют прерывистые фундаменты. Для прерывистых фундаментов, проектируемых с повышением расчетного сопротивления основания, вычисленного по формуле (15), коэффициент повышения не должен быть больше значений, приведенных в таблице 45, а для плит прямоугольной формы, кроме того, не должен быть больше коэффициента k’_d, приведенного в таблице 46.

Расчетная ширина ленточного фундамента , м	Ширина прерывистого фундамента , м	k’_d
1,3	1,4	1,07
1,5	1,6	1,11
1,7	1,18
1,8	1,17
1,9	1,09
2,1	2,4	1,18
2,2	2,4	1,13
2,3	2,4	1,1
2,5	2,8	1,17
2,6	2,8	1,15
2,7	2,8	1,12
2,9	3,2	1,13
3,2	1,11
3,1	3,2	1,09

Расчет осадки ленточных с угловыми вырезами и прерывистых фундаментов производят как расчет сплошного ленточного фундамента на среднее давление, отнесенное к общей площади фундамента, включая промежутки между плитами и угловые вырезы.

Пример 10.Рассчитать фундамент под стену длиной L_ст =30 м производственного здания без подвала, отношение L / H = 4. Глубина заложения фундамента 2 м. Площадка сложена мелкими песками средней плотности (коэффициент пористости е = 0,6) насыщенными водой с φ_II = 30°, R₀ = 200 кПа, удельный вес грунта под подошвой фундамента g_II = g_sb = 10 кН/м 3 , выше подошвы фундамента - = 19,2 кН/м 3 . Нагрузка на обрезе фундамента n₀_II = n_II = 380 кН/м.

Решение.

Предварительная ширина подошвы фундамента при = 20 кН/м 3

Определим расчетное сопротивление грунта основания. По таблице 15 для песка мелкого при L/H = 4 g_c₁ = 1,3, g_c₂ = 1,1.

Прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями, поэтому k = 1.

По таблице 16 для φ = 32° М_g = 1,15, М_q = 5,59.

Расчетное сопротивление грунта вычисляем по формуле (15)

Расчетная ширина фундамента

Расчетное сопротивление грунта вычисляем по формуле (15)

Среднее давление по подошве фундамента

p_II = n_II / b + g_mtd = 380 / 1,3 + 20·2 = 332 кПа.

Принимаем прерывистый фундамент из плит прямоугольной формы шириной 1,4 м.

Коэффициент превышения расчетного сопротивления в этом случае k’_d = 1,07 (таблица 46), а коэффициент k_d = 1,15 (таблица 45).

Количество плит прямоугольной формы определяем по наименьшему из этих коэффициентов.

Площадь ленточного фундамента А = 1,24×30 = 37,2 м 2 .

Суммарная площадь прямоугольных плит в прерывистом фундаменте А_В = 37,2 / 1,07 = 34,8 м 2 . Количество плит в прерывистом фундаменте (площадь плиты A_S =1,4·1,18=1,65 м 2 )

n = A_B / A_S = 34,8 / 1,65 = 21 шт.

Расстояние между плитами

l_b = (L_ст – nl) / (n – 1) = (30 - 21·1,18) / (22 – 1) = 0,25 м

Теоретическое и экспериментальное обоснования применения прерывистых фундаментов

Исследование совместной работы оснований и сборных фундаментов. Ленточные фундаменты имеют один недостаток: в случае несовпадения расчетной ширины фундамента е шириной типового блока-подушки приходится устраивать . фундамент завышенной ширины. Вследствие этого несущая способность грунта основания используется не полностью. Этот недостаток сборных фундаментов устраняется при укладке блоков-подушек не вплотную, а на некотором расстоянии друг от друга. Такой фундамент в отличие от сборного ленточного был назван сборным прерывистым фундаментом.

Сборные прерывистые фундаменты были впервые применены по предложению НИИ оснований в 1954 г. на строительстве девятиэтажного жилого дома в Измайлове (Москва).

Как известно, величина осадки фундамента зависит не только от площади фундамента, но и от его формы. Отсюда следует, что можно выбрать фундамент такой формы, осадка которого при равной площади и нагрузке будет минимальной, или наоборот, при равных осадках площадь такого фундамента будет наименьшей.

Дальнейшие исследования совместной работы сборного фундамента и основания были направлены на нахождение олтй-мального конструктивного решения фундамента, площадь которого при заданной предельной величине осадки и при прочих равных условиях (одинаковых грунтах, нагрузках и т. д.) была бы наименьшей. Для выяснения наиболее рациональной формы фундаментов произведено сравнение осадки ленточного и прерывистого фундаментов при постоянной нагрузке. Для сравнения принимались не абсолютные величины осадок этих фундаментов, а их отношение.

Величина приведенной осадки, а тем самым осадка прерывистого фундамента зависит:

а) от расстояния между блоками-подушками;

б) отношения сторон фундамента;

в) отношения сторон блока-подушки.

Рассмотрим влияние расстояния между блоками-подушками на величину приведенной осадки, когда ширина прерывистых фундаментов больше ширины ленточных. Такая зависимость для прерывистых фундаментов шириной 1,6; 2 и 2,5 м, заменяющих ленточный шириной 1,6 ж, показана на 28. Из графика следует, что величина приведенных осадок для прерывистого фундамента шириной 1,6 м, равной ширине заменяемого им ленточного фундамента, более единицы и, следовательно, осадка такого прерывистого фундамента превышает осадку ленточного. Для прерывистых фундаментов шириной 2 и 2,5 м при небольших расстояниях между блоками (менее 70 см и менее 100 см) величина приведенной осадки меньше единицы. Следовательно, при определенных расстояниях между блоками- подушками осадки прерывистых фундаментов будут равны осадке заменяемого ленточного.

Расчет оснований фундаментов по предельным деформациям производится так, чтобы осадка не превышала допустимой величины. При расчете прерывистых фундаментов за допустимую величину принимается осадка сплошного ленточного фундамента, если она не превышает предельной осадки, установленной нормами. В этом случае ленточный фундамент шириной 1,6 м может быть заменен прерывистым шириной 2 м с расстоянием между блоками-подушками 70 см или фундаментом шириной 2,5 м с расстоянием 100 см. Следовательно, верно и обратное, что ленточные фундаменты разной ширины можно заменять эквивалентным по величине осадки прерывистым фундаментом большей ширины, но с разными расстояниями между блоками-подушками. Подобная замена имеет большое практическое значение, так как дает возможность ограничиться при устройстве сборных фундаментов небольшим числом типоразмеров блоков-подушек.

Изменение опорной площади при замене ленточного фундамента прерывистым, эквивалентным ему по величине осадки, показано на 28, б, где по оси ординат отложены отношения опорной площади преоывистого фундамента Fnp к опорной площади ленточного F , а по оси абсцисс — расстояния между блоками-подушками С. Из графика видно, что по мере увеличения расстояния между блоками уменьшается площадь прерывистого фундамента. Сравнение графиков 28, а и б показывает, что осадка прерывистого фундамента возрастает не пропорционально изменению опорной площади, а значительно медленнее. Поэтому можно подобрать такой прерывистый фундамент, площадь которого при прочих равных условиях (одинаковых осадках, грунтах и нагрузках) будет менее площади ленточного, что обусловливает экономическую эффективность прерывистых фундаментов.

Для определения расстояния между блоками-подушками рассмотрим ленточный фундамент и заменяющий его прерывистый большей ширины, причем достаточно рассмотреть не весь ленточный фундамент, а только часть его, т. е. участок длиной L= 10ЬЛ, так как при отношении сторон фундамента больше 10 сжимающие напряжения в грунте практически такие же, как и при ленточном.

Осадка прерывистого фундамента определяется осадкой среднего блока. Но так как на осадку среднего блока прерывистого фундамента оказывают влияние блоки, расположенные от него с обеих сторон, она возрастет в К раз.

Анализ характера распределения сжимающих напряжений в грунте основания показывает, что в случае замены ленточных фундаментов прерывистыми, эквивалентными по величине осадки, наблюдается увеличение напряжений в верхних слоях основания, в то время как в нижних слоях происходит их уменьшение. Этим и объясняется равенство осадок таких фундаментов. Расчетами было установлено, что глубина зоны концентрации напряжений не превышает полуторной ширины заменяемого ленточного фундамента.

"Площадь прерывистого фундамента, эквивалентного по величине осадки ленточному, менее площади последнего, а давление по подошве — более. Увеличение давления по подошве прерывистого фундамента может привести к появлению пластических зон в контактном слое и к нелинейным деформациям. Кроме того, увеличение давления должно отразиться на работе блока-подушки. Для выяснения последнего вопроса были рассмотрены условия работы блока-подушки в ленточном и прерывистом фундаменте и установлено, что в последнем случае реактивные давления распределяются более равномерно. Тем самым условия работы блока оказываются более благоприятными.

Экспериментальные иеледования осадок прерывистых и ленточных фундаментов. Для проверки теоретических исследований были проведены полевые эксперименты и наблюдения за осадками зданий, построенных на ленточных и прерывистых фундаментах. Целью экспериментальных исследований было определение зависимости величины осадки прерывистых фундаментов от расстояния между блоками-подушками и от различных соотношений сторон, блоков.

Полевые опыты проводились на двух площадках, грунты которых по своей сжимаемости значительно отличались друг от друга. Первая площадка была сложена сильносжимаемыми грунтами, а вторая — малосжимаемыми грунтами. Основные экспериментальные работы проводились на сильносжимаемых грунтах. Опытная площадка сложена современными аллювиальными отложениями. Сверху залегает растительный слой РОЛ щи ной 0,3—0,4 м, ниже — слой супеси толщиной в 1,7 м, подстилаемый суглинками. Грунтовые воды расположены на глубине 0,6—0,7 м от дневной поверхности. На этой площадке проводились испытания с ленточными и прерывистыми фундаментами шириной 40 и 60 см. Длина опытных фундаментов составляла 390 см. Опытные фундаменты устраивались из блоков-подушек четырех типоразмеров: 40X30; 40X40; 60X30 и 60X40 см. На основе экспериментальных данных была установлена линейная зависимость приведенной осадки от расстояния между блоками-подушками прерывистых фундаментов.

Испытания фундаментов с различными типами блоков-подушек позволили выявить их рациональную форму. Оказалось, что наименьшая величина приведенной осадки будет у прерывистого фундамента, собранного из блоков-подушек, имеющих более вытянутую форму.

Экспериментальные работы подтвердили теоретические исследования и в то же время выявили ряд новых положений. Так, было установлено, что опытные точки располагаются ниже теоретических. Отсюда следует, что взаимное влияние блоков-подушек в прерывистом фундаменте меньше, чем это получается по теоретическим расчетам. Кроме того, полевые эксперименты подтвердили предположение об уменьшении пластических зон под подошвой блоков-подушек прерывистых фундаментов: величине участка линейной зависимости между деформациями в напряжениями (пределу пропорциональности) при прерывистых фундаментах соответствует большее давление, чем при ленточных. Для наглядности на 29 приведены зависимости осадок ленточных и прерывистых фундаментов от давления. Из графика видно, что для ленточного фундамента предел проп о р ци о н а л ь н ости соответствует давлению примерно 0,6 кг!см2, а для прерывистых при расстояниях между блоками-подушками 6, 15 и 30 см — давлениям 0,65, 0,75 и 0,9 кг!см2. Таким образом, при прерывистом фундаменте с расстоянием между блоками-подушками 30 см предел пропорциональности соответствует давлению, в полтора раза большему, чем при ленточном.

Кроме того, эти данные свидетельствуют о влиянии формы фундамента на величину предела пропорциональности.

Таким образом, несмотря на некоторое увеличение давления по подошве прерывистых фундаментов, для их расчета мо-

а) изменением распределении нагрузки от фундамента на основание, в результате чего напряженное состояние в грунте приближается к пространственному;

Наряду с полевыми исследовательскими работами проводились наблюдения за осадками зданий. В частности, наблюдения проводились за пятиэтажным жилым домом (корпус № 17), возводимым ВСУ Москвы. Наружные стены этого здания несущие, кирпичные, а внутренний каркас — железобетонный. Стены подвала выполнены из крупных бетонных блоков. Площадка, на которой возводили здание, сложена мощной толщей песка средней плотности. Уровень грунтовых вод залегал на значительной глубине от дневной поверхности. Блоки-подушки сборных фундаментов размером 1,4x2,38 м размещали на расстоянии 40 см друг от друга, с ледовательно, давление по подошве было в 1,15 раз больше, чем при ленточном. Промежутки между блоками засыпали песком, который тщательно утрамбовывали. Горизонтальная гидроизоляция по блокам-подушкам и по цементной стяжке поверх слоя утрамбованного грунта в промежутках между блоками-подушками состояла из двух слоев руберойда.

Одновременно производили измерения осадок здания со сплошным ленточным фундаментом шириной 1,4 м. Это здание возводилось на той же площадке, что и первое, и имело такую же конструктивную схему и этажность.

Кроме того, производили наблюдения и за группой пятиэтажных домов-общежитий,, возводимых Главмосстроем, имеющих такую же конструктивную схему, что и описанные выше жилые дома. Территория, на которой возводили дома-общежития, сложена древнеаллювиальными мелкозернистыми песками. Нормативное давление на грунт основания было принято равным 2,5 кг/см2. Уровень грунтовых вод в момент устройства фундаментов находился примерно на 30 см выше проектной отметки их подошвы. Стены подвала устраивали из бетонных блоков. Фундаменты корпусов № 5 и 8 были устроены сплошными ленточными шириной 1,4 ж, а фундаменты- корпуса № 4 — прерывистыми из блоков-подушек размером в плане 1,4X2,38 м, уложенных на расстоянии 50 см один от другого. Промежутки между блоками-подушками засыпали песком. Осушение котлована от грунтовых вод производили открытым водоотливом. В этом случае давление под подошвой прерывистых фундаментов превышало в среднем давление под подошвой сплошного ленточного фундамента на 20%.

Наблюдения показали, что осадка зданий на прерывистых фундаментах при возрастании давления по подошве увеличивается (в противоположность осадке на сплошных фундаментах) не пропорционально этому возрастанию, а значительно медленнее. Так, увеличение давления по подошве прерывистого фундамента дома-общежития в 1,2 раза привело к увеличению осадки всего лишь в 1,1 раза; в корпусе № 17 при увеличении давления в 1,15 раз осадка возросла в 1,09 раза, Таким образом, полученные данные наблюдений за осадками зданий подтверждают расчетные положения.

Читайте также: