Материалы для устройства фундаментов

Они должны обладать определенной прочностью, неразмокаемостью, морозостойкостью и устойчивостью к воздействию агрессивных грунтовых вод. Всем этим требованиям в наибольшей степени отвечают железобетон и бетон.

Железобетон.

Является универсальным материалом для устройства фундаментов. Особенно незаменим железобетон при устройстве гибких фундаментов, т.к. он сопротивляется изгибу. Он является весьма морозостойким материалом. Для возведения монолитных железобетонных фундаментов не допускается применение тяжелого бетона класса ниже B5, а для сборных фундаментов B7.5. для армирования железобетонных фундаментов применяют стальную арматуру класса А-lll и арматурную проволоку Bp-l и Bp-ll. В качестве монтажной и поперечной арматуры используют арматурную сталь класса A-l и A-ll.

Бетон.

Применяют для массивных жестких фундаментов, материал которых работает только на сжатие.

Кроме бетона и железобетона при возведении фундаментов используются следующие материалы:

6. бутовая кладка на цементном или известковом растворе. Этот материал в настоящее время применяется очень редко – только в индивидуальном строительстве. Используется для фундаментов, работающих на сжатие.

7. Цементогрунт. Применяется в качестве материала для устройства мало нагруженных фундаментов, работающих только на сжатие, и при отсутствии агрессивных грунтовых вод.

8. Кирпичная кладка. В основном используется для возведения стен подвалов. Недостатки: водопроницаемость, невысокая прочность.

9. Дерево. Используется в качестве фундаментов временных сооружений (не относится к деревянным сваям).

10. Металл. Ввиду дефицитности и высокой стоимости используется ограниченно. Только в качестве материала для фундаментов сборных сооружений, когда фундаменты должны иметь маленький вес.

Конструктивные особенности ФМЗ.

ФМЗ делятся на три типа:

4. Отдельные (отдельно стоящие) фундаменты

5. Ленточные фундаменты

6. Сплошные фундаменты

Отдельные фундаменты устраиваются под колонны и стены. Наибольшее распространение получили монолитные, железобетонные отдельные фундаменты под колонны. Реже встречаются сборные отдельные фундаменты под колонны. Данные фундаменты целесообразно применять, когда объем фундамента не превышает 2 м³.

Монолитные фундаменты состоят из двух частей:

3. Плитная часть или плита

4. Подколонник

Плита имеет одну или несколько ступеней.

Подколонник может быть стаканного типа или безстаканным. Зависит от типа колонны, опирающейся на фундамент. Подколонник стаканного типа применяется, если на фундамент опирается сборная железобетонная колонна. Подколонник безстаканного типа применяется, если на фундамент опирается монолитная железобетонная, либо металлическая колонна. Сопряжение фундамента с колонной в этом случае осуществляется либо выпусками из фундамента (для железобетонной колонны), либо для металлической, путем крепления башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундамент.

Все размеры фундаментов в плане (подколонник, ступени, плита) принимаются кратными 30 см, общая высота фундамента должна быть кратна 30 см. Высота ступеней может быть 30, 45 и 60 см., но общая высота плитной части фундамента так же должна быть кратна 30 см.

Форма подошвы в плане может быть:

4. Квадратной

5. Прямоугольной

6. Круглой

В случае прямоугольной подошвы b/l=0.5÷0.85. под подошвой монолитного фундамента устраивается бетонная подготовка толщиной 10 см из бетона класса B25, что препятствует утечке цементного молока из тела фундамента в грунт, а так же проникновению грунта в нижнюю часть фундамента.

Сборные железобетонные фундаменты под колонну.

Могут быть из одного или нескольких элементов. Менее целесообразны последние фундаменты, так как увеличивается трудоемкость и расход материала. Элементы сборных фундаментов устраиваются на песчаную выравнивающую подготовку толщиной 10 см.

Если элементы сборных фундаментов делать сплошными, они будут неэкономичными по сравнению с монолитными. Поэтому все более широкое применение находят сборные фундаменты из пустотелых элементов, что позволяет снизить расход бетона до 45%. В этом случае сборные фундаменты будут экономичнее монолитных.

ЦНИИ «Промзданий» разработана конструкция сборно-монолитного фундамента под колонну.

Рис.

Фундамент состоит из монолитной плитной части подошвы и сборно-монолитного подколонника, который состоит из двух сборных железобетонных плит толщиной 250 мм, они служат опалубкой и включают в себя всю рабочую арматуру подколонника. С двух других сторон подколонника устраивают щитовую опалубку и бетонируют внутреннюю полость подколонника.

Отдельные столбчатые фундаменты под стены.

Состоят из ряда отдельных фундаментов (шаг 3-6 метров), на обрезы которых укладывают фундаментные балки. Столбчатые фундаменты могут быть монолитными и сборными.

Рис.

Столбчатые фундаменты рекомендуется применять при возведении малоэтажных зданий с небольшими нагрузками на фундамент, возводимых на плотных малосжимаемых грунтах в основном в безподвальных зданиях.

Ленточные фундаменты мелкого заложения.

Устраиваются под стены и под ряды колонн.

Ленточные фундаменты под стены.

Устраиваются в виде непрерывной ленты, которая тянется под всей несущей или самонесущей стеной и повторяет ее конфигурацию в плане. Ленточные фундаменты могут быть монолитными и сборными.

Рис.

Конструкция фундамента включает в себя, как правило, нижнюю ленту прямоугольную, тапецевидную или ступенчатую. (рис). И фундаментную стену. В зданиях с подвалом, фундаментная стена является стеной подвала. При небольших нагрузках на основание нижняя лента может отсутствовать, и фундамент будет состоять только из фундаментной стены.

***.

Железобетонные плиты могут укладываться вплотную, а также на некотором расстоянии друг от друга, получается прерывистый фундамент. В плане фундаментные плиты могут быть прямоугольными или иметь угловые вырезы.

Стеновые блоки бывают сплошные и многопустотные. Они имеют ширину 30, 40, 50 и 60 см и высоту 28 и 58 см. толщину фундаментных стен рекомендуется принимать равной или меньше толщины наружных стен, величина свеса стены при этом не должна превышать 15 см. Стеновые блоки допускается укладывать с разрывом, оставляя проемы для выводов коммуникаций, однако длина проема не должна превышать 60 см.

Для придания фундаменту большей жесткости его швы могут армироваться.

Ленточные фундаменты под колонной.

Применяются для снижения неравномерности деформаций при строительстве зданий и сооружений на слабых, просадочных и набухающих грунтах.

Фундамент представляет собой монолитную или сборную ленту, устраиваемую под ряд колонн. Подколонники могут быть сборные или монолитные. Ленточный фундамент под колонны может быть как из параллельных так и из перекрещивающихся лент.

Сплошные фундаменты.(плитные, коробчатые, ребристые, гладкие).

Сплошной фундамент имеет вид сплошной железобетонной плиты, устраиваемой под всем зданием. На эту плиту опираются несущие конструкции (колонны и стены). Устраивается такой фундамент для уменьшения неравномерных осадок. Плиты изготавливаются из бетона не ниже класса B10 и армируются стальными сетками или каркасами из стали A-III.

Массивные фундаменты.

Изготавливают в виде жесткого массива под всем сооружением, имеющим сравнительно небольшие размеры (дымовая труба, доменная печь, опоры мостов). Материалом служит бетон и железобетон. Форма их в плане определяется формой возводимого сооружения. Материал в теле такого фундамента работает только на сжатие.

Фундаменты глубокого заложения.

Расчет и проектирование свайных фундаментов.

Свайные фундаменты состоят из свай и ростверка. Несущими конструкциями являются сваи.

Свая – это длинный стержень, погружаемый в грунт в готовом виде или изготавливаемый в грунте и предназначенный для передачи давления от здания или сооружения на грунт основания.

Ростверк – это конструкция, объединяющая головы свай и обеспечивающая их совместную работу по передаче нагрузки на основание.

Виды свай.

По характеру передачи давления на грунт основания сваи делятся на два вида:

1. Висячие сваи или сваи трения. Висячие сваи со всех сторон окружены сжимаемыми грунтами. Под нагрузкой такие сваи получают осадку и по их боковым поверхностям развивается сила трения F_s. Под нижним концом сваи – острием, возникает сопротивление грунта F_p. Несущая способность таких свай: F_d=F_p+F_s.

2. Сваи-стойки. Прорезают всю толщу слабого грунта и опираются нижним концом на практически несжимаемый грунт (скала, крупнообломочные грунты, глинистые грунты твердой консистенции). Под нагрузкой не получают вертикального перемещения, поэтому силы трения грунта по их боковой поверхности не развиваются. Считается, что свая-стойка передает все давление только через свой нижний конец на несжимаемый грунт. Несущая способность такой сваи: F_d=F_p.