Основание — это часть конструкции, которая воспринимает нагрузки от надстройки и передает их на фундамент. Фундамент, в свою очередь, представляет собой часть здания или сооружения, расположенную под уровнем земли, которая распределяет эти нагрузки на грунт. Правильный расчет и выбор фундамента крайне важен для обеспечения долговечности и устойчивости здания.
Грунт — это природный материал, образующийся в результате разрушения горных пород и состоящий из частиц различного размера. Характеристики грунта, такие как несущая способность и осадочные свойства, определяют выбор подходящего вида фундамента и его конструктивные особенности, что напрямую влияет на безопасность и надежность возводимого сооружения.
Грунты и основания
Грунты обладают различными свойствами, которые оказывают значительное влияние на выбор типа фундамента. Важнейшие из них это несущая способность и степень пучинистости.
— это часть грунта, на которую опирается фундамент здания.
Виды грунтов
Какие бывают грунты?
- скалистые грунты идеальный вариант. Огромная несущая способность и отсутствие пучинистости
- хрящеватые грунты (гравий, обломки камня) обладают большой несущей способностью, непучинисты. Можно использовать ленточный фундамент на глубину не менее 50 см.
- песчаные грунты легко вымываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Песчаные грунты являются хорошими основаниями для фундамента. В зависимости от размеров частиц песчинок подразделяются на подтипы:
- гравелистые пески (0,25-5,0 мм);
- крупные пески (0,25-2 мм);
- пески средней крупности (0,1-1 мм);
- пылеватые и мелкие пески (менее 0,1 мм), близки к глинистым грунтам
- супеси
- суглинки
- глины
| Грунт | Количество глинистых частиц | Способ определения |
|---|---|---|
| Супеси | 3-10 % | Трудно скатывается или не скатывается в шнур |
| Суглинки | 10-30% | Может скатываться в шнур диаметром более 1 мм |
| Глины | более 30% | При раскатывании дает прочный длинный шнур диаметром менее 1 мм |
Свойства грунтов
называется отношение объема минеральной части грунта к объему пор. Чем больше показатель e, тем более рыхлый грунт. Механические показатели грунта снижаются с увеличением e. Слои грунта, лежащие на большей глубине имеют большую плотность и меньшую пористость.
Глинистые грунты, такие как глина, супесь и суглинки с увеличением влажности грунта переходят в пластичное состояние. Это происходит при достижении определенного значения влажности WP, после которого грунт начинает раскатываться. При дальнейшем увеличении влажности свыше значения WL, грунт становится текучим. Величина, определяющая степень пластичности называется JL.
Показатель текучести — это характеристика влажности глинистого грунта. При JL ≤ 0 — грунт сухой и твердый; при 0 < JL < 1.0грунт пластичный, а при JL ≥ 1 — грунт текучий.
Пористость грунта и показатель пластичности являются важнейшими показателями при определении несущей способности грунта. Согласно СНиП Основания зданий и сооружений расчетные сопротивления грунтов определяются как:
| Пылевато-глинистые грунты | Пористость | Расчетное сопротивление, кг/см² | |
|---|---|---|---|
| Твердый грунтJL = 0 | Пластичный грунтJL = 1 | ||
| глины | 0,5 | 6,0 | 4,0 |
| 0,6 | 5,0 | 3,0 | |
| 0,8 | 3,0 | 2,0 | |
| 1,1 | 2,5 | 1,0 | |
| суглинки | 0,5 | 3,0 | 2,5 |
| 0,7 | 2,5 | 1,8 | |
| 1,0 | 2,0 | 1,0 | |
| супесь | 0,5 | 3,0 | 3,0 |
| 0,7 | 2,5 | 2,0 | |
| Пески | Расчетное сопротивление, кг/см² | ||
|---|---|---|---|
| плотные | средней плотности | ||
| крупные | 6,0 | 5,0 | |
| средней крупности | 5,0 | 4,0 | |
| мелкие | маловлажные | 4,0 | 3,0 |
| влажные и насыщенные | 3,0 | 2,0 | |
| пылеватые | маловлажные | 3,0 | 2,5 |
| пылеватые влажные | 2,0 | 1,5 | |
| пылеватые насыщенные | 1,5 | 1,0 | |
Выводы из таблиц:
- чем крупнее фракция песка, тем большую несущую способность он имеет;
- почти все грунты снижают свою несущую способность при увеличении влажности, причем некоторые в 2,5 раза, однако это зависимость сильнее всего проявляется у глины и уменьшается с увеличением доли и размеров частиц песка;
- уплотненные грунты выносливее чем неуплотненные. Сильнее всего эта зависимость проявляется у глин, где уплотненный грунт почти в 2,5 раза более выносливый чем неуплотненный.
Уровень грунтовых вод
Обычно вода находится в земле на определенном стабильном (хотя и изменяемом в течение года) уровне грунтовых вод (часто его сокращают как УГВ). Ниже уровня грунтовых вод земля погружена под воду, однако влага может подниматься и выше за счет капиллярного эффекта. Чем меньше размер частиц грунта, тем выше может подняться влага.
Как видно из таблиц в предыдущем разделе, повышение влажности грунта снижает его несущую способность. Однако увлажнение грунта обладает еще одним отрицательным эффектом. Этот эффект — пучинистость. Влажный грунт становиться пучинистым, и чем больше воды он содержит, тем более проявляются пучинистые свойства.
| Грунт | пылеватый песок | супесь | суглинок | глина |
|---|---|---|---|---|
| Максимальный уровень подъема капиллярной влаги, м | 0,5 — 1 | 1,0 — 1,5 | 4,0 — 5,0 | до 12 (. ) |
| Грунт | Растояние от УГВ до границы промерзания, менее | |||
|---|---|---|---|---|
| пылеватый песок | супесь | суглинок | глина | |
| среднепучинистый грунт | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 |
| сильно пучинистый грунт | — | 0,5 | 1,0 | 1,5 |
Морозное пучение грунта
– явление, которое происходит с влажным грунтом при замерзании. Движущей силой морозного пучения является силы давления, возникающие при образовании льда во влажном грунте. Поэтому морозное пучение наиболее свойственно грунтам, которые могут удерживать воду. А эта способность возрастает с уменьшением размера частиц.
Глубина, на которую промерзает грунт зависит от географического местоположения места строительства и индивидуальных свойств грунта. Однако существует усредненная карта промерзания грунта, по которой можно определить приблизительную глубину промерзания. Карта предназначена для определения глубины промерзания суглинистых грунтов и является наихудшим случаем. Часто глубина промерзания на самом деле является значительно меньшей.
Наиболее пучинистые грунты расширяются при пучении на величину до 10%. Что при глубине промерзания 150 см означает подъем грунта на 15 см.
Для фундамента пучение грозит следующими проблемами:
- если фундамент расположен выше глубины промерзания, то на него действует сила, которая стремиться его поднять. Наибольшая опасность при этом возникает, если грунт неоднородный и на разные части фундамента действуют разные силы. При этом появляется опасность развития вертикальных трещин.
- во всех случаях на фундамент действуют горизонтальные силы сдавливания. При этом ленточный фундамент подвергается опасности быть вдавленным внутрь.
Столбчатый фундамент грунт стремиться обхватить и вытолкнуть вверх, даже если подошва столба находится ниже линии промерзания. Таким образом, если фундаментный столб имеет хорошее сцепление с грунтом и слабо нагружен (например, столбы забора или ненагруженный фундамент, оставшийся на зимовку), то грунт выдавливает его на поверхность (за сезон на несколько сантиметров). Кстати, аналогичный процесс приводит к всплытию валунов на поверхность земли.
Основания и фундаменты. Основные понятия и определения
Фундаментом называют подземную или подводную часть сооружения, которая передает нагрузку от сооружения грунту основания. Нижнюю плоскость, которой фундамент опирается на грунт называют подошвой.
Основание — грунт лежащий под подошвой и воспринимающий нагрузки от сооружения.
Основания могут быть естественными и искусственными. Если фундамент возводят на грунте с сохранением его природных качеств, то такое основание называют естественным. Если грунты перед возведением фундамента укрепляют тем или иным способом, то основание называют искусственным.
Основание бывает: однородное и неоднородное; слоистое с согласным (слои имеют ≈ равную мощность) и несогласным залеганием слоёв. Различают грунты скальные и нескальные: связанные (глины, суглинки, супеси) и несвязанные (пески).
2.Предельные состояния оснований фундаментов, принципы их проектирования.
Основания рассчитываются по 2 группам пред состояний:1-по прочности, несущей способности грунтов основания и устойчивости фундамента; 2-по деформациям – осадки, крен фундамента, неравномерные осадки, перекос сооружения, выгиб и прогиб (главный расчет).
I фаза – зона упругой работы грунта;
II фаза – зона пластической работы грунта
III фаза – зона проектирования фундамента
1.О и Ф проектируют по пред состояниям независимо от типа ф-та.
2.О и Ф проектир с учетом совместной работы грунта, ф-та и надземных констр.
3.Точная оценка грунтовых условий, прогноз их поведения в будущем и на основе этого выбор типа ф-та (ТЭО- технико-эк-ое обоснование).
Данные необход для проектиров Ф:
1.инженерно-геолог изыскания (разрез площадки по вертикали) с физ-мех св-ми грунтов.
2.выдается карта стр пл- топосъемка М1:500 и общего района стр-ва (сит план М1:2000)
3.данные о блуждающих токах
4.данные о подземных комуникациях
5.констр особенности зд-ия и хар-р передачи нагрузки.
3.Типы зданий по жесткости, виды их деформаций.
Все сооружения можно разбить на 3 типа: абсолютно гибкие; абсолютно жесткие; обладающие конечной жесткостью
Абсолютногибкие сооружения беспрепятственно следуют за перемещениями поверхности грунтов основания во всех точках контакта с ней. При развитии неравномерной осадки в конструкциях таких сооружений не возникает дополнительных напряжений. (Земляные насыпи).
Абсолютножесткие сооружения не могут искривляться. При симметричном загружении и симметричной податливости основания их осадка будет равномерной, при неравномерной деформации основания они получат крен без изгиба конструкции (дымовые трубы).
К сооружениям конечнойжесткости относятся большинство зданий и многие инженерные сооружения. При развитии неравномерных осадок они получат искривления. В то же время такие здания уменьшают неравномерности осадок, так как давление по подошве фундаментов частично перераспределяется.
В зависимости от характера развития неравномерных осадок и от жесткости сооружения возникают деформации и перемещения сооружений следующих простейших видов: прогиб, выгиб, перекос, крен, скручивание, горизонтальные перемещения фундаментов.
Прогиб и выгиб связаны с искривлением сооружения. Такие деформации могут возникать в зданиях и сооружениях, не обладающих очень большой жесткостью. Иногда на одних участках возникает прогиб, на других – выгиб.
Перекос возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участке небольшой протяженности при сохранении относительно вертикального положения конструкции.
Крен сооружения – поворот по отношению к горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести площади подошвы фундамента – возможен, если основание сооружения загружено несимметрично или имеет несимметричное напластование грунтов относительно вертикальной оси сооружения.
Скручивание возникает при неодинаковом крене сооружения по его длине, особенно при развитии крена в двух сечениях сооружения в разные стороны.
Горизонтальные перемещения фундаментов возможны, если опирающиеся на них конструкции передают значительные горизонтальные усилия (распорные конструкции, подпорные стенки).
1. Осадки — из-за уплотнения грунта или от собств веса грунта под влиянием внешн нагрузок, при этом коренного изменения стр-ры не происходит.
2. Просадки -//-//, сопровождается коренным изменением. Чаще происходят под доп факторами (замачивание просадочного грунта, оттаивание мерзлого).
4.Нормативные и расчетные нагрузки, их сочетания.
В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные (длительные — вес временных перегородок, стационарного оборудования, нагрузки от людей, от мостовых и подвесных кранов), кратковременные — снеговые с полным нормотивн значением, ветровые, гололедные, от веса людей и ремонт мат-ов в зонах обслуживания и ремонта оборудования, особые — статические, взрывные возд-ия, нагрузки вызванные деформ-ми основания с коренными изменениями стр-ры грунта) нагрузки.
Нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций, а также при возведении сооружений, следует учитывать в расчетах как кратковременные нагрузки.
В зав-ти от учитываемого состава нагрузок различают сочетания:
1.основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длит(0,95) и кратковременных(0,9)
2. особые — пост, длит(0,95), кратковрем(0,8), и одна из особых.
Если учитываются сочетания, включ-щие пост и не менее 2 кратковрем нагрузок, расчетные значения временных нагрузок необход умножать на коэф-ты сочетаний:
в основных сочетаниях для длительных нагрузок y1 = 0,95; для кратковременных y2 = 0,9;
в особых сочетаниях для длительных нагрузок y1 = 0,95; для кратковременных y2 = 0,8, кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования сооружений для сейсмических районов и в других нормах проектирования конструкций и оснований.
Фундамент и фундаментные работы — основные термины и определения
Согласно ГОСТ Р 58033-2017 «Здания и сооружения. Словарь. Часть 1. Общие термины», фундамент — это конструкция, передающая нагрузки от здания на грунтовое основание. При обсуждении устройства фундамента нередко требуется объяснять Заказчикам значение тех или иных профессиональных терминов.
Если нет специального образования или определенных знаний, то действительно трудно понять разницу между ленточным фундаментом и ростверком, утепленной шведской плитой УШП и классической монолитной плитой из железобетона. Предлагаем ознакомиться с основными терминами и определениями, которые используются при проектировании и строительстве различных типов фундамента.
Анкер (анкер-болт, фундаментный болт) Крепежная деталь, напоминающая по форме якорь. Используется для крепления конструкций к несущему основанию.
Арматура Неотъемлемая составная часть железобетонных конструкций. Предназначена для усиления бетона. В малоэтажном строительстве чаще всего применяется стальная гибкая арматура (стержни или сварные сетки) и полимерная арматура, но иногда востребована т.н. жесткая арматура (швеллеры, уголки и двутавры).
Блок бетонный Блок, прочность которого в стадии эксплуатации обеспечивается одним бетоном. Блок считается бетонным, если в нем имеется конструктивное армирование или рабочая арматура на ограниченных участках — зонах концентрации усилий.
Блоки подразделяют на три типа: ФБС (сплошные), ФБВ (с вырезом для укладки перемычек и пропуска коммуникаций под потолками подвалов и технических подпольев) и ФБП (пустотные, с открытыми вниз пустотами). Блок бетонный для стен подвала Бетонный блок, применяемый для устройства стен подвала или технического подполья здания.
Бут (бутобетон) Материал, применяемый для устройства фундаментов и состоящий из втопленного в бетонную смесь наполнителя (камень, бой кирпича, щебень, крупный гравий и т.п.). После укладки наполнителя слоями его поливают раствором и плотно трамбуют.
Водоносный горизонт Слой (или несколько слоев) водопроницаемых горных пород, поры, трещины или другие пустоты которых заполнены подземной водой. Водоупор Слой глинистого или скального грунта, в котором практически отсутствует фильтрация подземных вод.
Геотехническая категория Категория сложности объекта строительства с точки зрения проектирования оснований и фундаментов, определяемая в зависимости от уровня ответственности и сложности инженерно-геологических условий площадки строительства. Геотехнический прогноз Комплекс работ аналитического и расчетного характера, целью которых является качественная и количественная оценка поведения оснований, фундаментов и конструкций проектируемого сооружения и окружающей застройки в процессе строительства и эксплуатации.
Глубина заложения фундамента Глубина от поверхности грунта до подошвы фундамента. Если фундамент опирается на слой хорошо дренированного материала, который не подвержен промерзанию, толщина такого слоя может быть включена в глубину заложения фундамента. Глубина промерзания грунта Глубина проникновения отрицательных температур в грунт с образованием льда.
Грунт Любые горные породы, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания (включая почвы) и являющиеся объектом инженерно-строительной деятельности человека. Грунт, подверженный пучению (пучинистый грунт) Тип грунта, который может вызвать действие сил морозного пучения при его замерзании.
Железобетон Сочетание объединенных в одной конструкции бетона и стальной арматуры. Железобетонные конструкции (ЖБК) Элементы зданий и сооружений, изготовленные из железобетона. По способу выполнения выделяют монолитные, сборные и сборно-монолитные ЖБК. Забирка Способ организации надземной части свайного фундамента, закрывающий зазор между землей и нижней границей ростверка.
Закладные детали Стальные элементы, предназначенные для соединения сборных или сборно-монолитных железобетонных конструкций и изделий между собой или с другими конструкциями. Закрепление грунта Искусственное преобразование свойств грунта для целей строительства. В результате закрепления грунта увеличивается несущая способность основания сооружения, повышается его прочность и другие эксплуатационные характеристики. Захватка Часть монолитных конструкций (здания, сооружения), которая бетонируется в едином цикле (одновременно) и на которую целиком выставляется опалубка. Земляные работы Комплекс работ, включающий разработку, перемещение, укладку и уплотнение грунта.
Индекс промерзания грунта (индекс мороза) Увеличенная в 24 раза сумма разности между 0°С и средней суточной температурой наружного воздуха, накопленная за сутки в течение зимнего периода (включая как положительные, так и отрицательные разности). Конструкции монолитные Бетонные и железобетонные строительные конструкции, бетонирование которых осуществляется непосредственно на месте их проектного положения. Конструкции строительные Часть здания или другого строительного сооружения, выполняющая определенные несущие, ограждающие и (или) эстетические функции.
Котлован под фундамент Выемка в грунте, предназначенная для устройства оснований и фундаментов. Монтаж опалубки Сборка и установка в рабочее положение опалубки и ее элементов. Несущая способность сваи Предельное сопротивление основания одиночной сваи по условию ограничения развития в нем деформаций сдвига в соответствии с заранее заданным условием.
Обделка Постоянная конструкция, закрепляющая выработку подземных сооружений и образующая их внутреннюю поверхность. Опалубка Конструкция, представляющая собой форму для укладки и выдерживания бетонной смеси.
Состоит из формообразующих, несущих, поддерживающих, соединительных, технологических и других элементов и обеспечивает проектные характеристики монолитных конструкций. Основание сваи Часть массива грунта, воспринимающая нагрузку, передаваемую сваей, и взаимодействующая со сваей.
Подземное сооружение Сооружение или часть сооружения, расположенные ниже уровня поверхности земли (планировки). Пол из плит на грунтовом основании Конструкция пола, расположенная непосредственно на грунте по всей площади сооружения. Пол подвесной Конструкция пола, в которой пол удерживается над грунтом, образуя воздушное пространство (подполье, погреб) между полом и грунтом.
Эта пустота может проветриваться или нет, но не является частью жилого пространства. Распалубка Снятие (демонтаж) опалубки после бетонирования и выдерживания бетона. Ростверк Распределительная балка или плита, объединяющая головы свай и перераспределяющая на них нагрузку от вышерасположенных конструкций.
Если простыми словами, то это нижняя часть фундамента, распределяющая нагрузку на основание. Свая Погруженная в грунт или изготовленная в грунте вертикальная или наклонная конструкция, предназначенная для передачи нагрузки на основание.
Свая буроинъекционная Буровая свая диаметром менее 350 мм, устраиваемая путем инъекции мелкозернистой бетонной смеси в буровую скважину, в том числе через полый шнек. Свая буронабивная Свая, которую бетонируют в скважинах. Чаще всего буронабивные сваи применяются при больших нагрузках на фундамент и глубоком залегании малосжимаемых грунтов.
Свая винтовая Свая, состоящая из трубчатого металлического ствола и лопасти (лопастей) или многовитковой спирали (спиралей), размещенных на наконечнике и/или по длине ствола, погружаемая в грунт способом завинчивания в сочетании с вдавливанием. Свая висячая Свая, передающая нагрузку на основание через боковую поверхность и пяту.
Свая-стойка Свая, опирающаяся на скальные или слабодеформируемые грунты и передающая нагрузку на основание преимущественно через пяту. Свайное поле Большая группа свай, объединенных общим ростверком, передающая нагрузку на основание от системы колонн или опор.
Теплоизоляция вертикальная (краевая, по периметру) Теплоизоляция, расположенная вертикально к фундаменту внутри и/или снаружи, либо внутри самого фундамента. Теплоизоляция грунта Теплоизоляция, расположенная горизонтально (или почти горизонтально) ниже пола, снаружи здания.
Фундамент в вытрамбованном котловане Фундамент, устраиваемый в котловане, образованном сбрасыванием трамбовки, с последующим бетонированием враспор или установкой сборных элементов. Фундамент малозаглубленный (МЗФ) Фундамент с глубиной заложения подошвы выше расчетной глубины сезонного промерзания грунта.
Иногда МЗФ называют мелкозаглубленным, однако это не совсем корректное определение. Фундамент свайно-плитный комбинированный Фундамент, состоящий из железобетонной плиты (свайного ростверка) и свай, совместно передающих нагрузку на основание. Фундамент свайный Комплекс свай, объединенных в единую конструкцию, передающую нагрузку на основание.
Использование свайного фундамента позволяет сократить объем земляных работ и расход бетона. Фундамент плитный Разновидность малозаглубленного фундамента. Имеет жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренней деформации воспринимать нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта.
Фундамент УШП (утепленная шведская плита). Утепленная разновидность МЗФ. Конструктивно объединяет сам фундамент, пол 1-го этажа (пол по грунту) и инженерные коммуникации (в том числе и систему отопления 1-го этажа). Фундаментные работы Комплекс мероприятий по устройству основания под здание.
К фундаментным работам традиционно относится подготовка участка, земляные работы, обустройство подушки, утепление и гидроизоляция, установка арматурного каркаса, опалубка, бетонирование и др. Шанец Технологическое отверстие, оставляемое в бетонном фундаменте или полу и предназначенное для установки анкерных болтов.
Строительство надежного фундамента «под ключ»
Выбираете, какой сделать фундамент для дома? Наша компания выполняет устройство фундамента «под ключ» в Саратове, Энгельсе и Саратовской области. Получить консультацию по выбору фундамента, а также пригласить специалиста для составления сметы можно по телефону (8452) 77-80-80 или онлайн. Мы обязательно дадим полезные советы и рекомендации, сориентируем по срокам строительства, предложим максимально честные цены на строительные и монтажные работы.
- Строительство фундамента «По ГОСТ»
- Виды фундаментов
- Выбор фундамента
