Прерывистый ленточный фундамент возможен в тех случаях, когда предполагается возведение здания с изменчивой нагрузкой на грунт или при неравномерном распределении веса. Такой вариант подходит для легких конструкций, таких как H-образные объекты, где важно уменьшить объем бетона и сократить затраты на материалы.
Кроме того, прерывистый ленточный фундамент целесообразен на участках с хорошими грунтовыми условиями, где нет риска повышенной влажности или подгрунтовых вод. Это позволяет обеспечить устойчивость конструкции и избежать излишней нагрузки на основание, что особенно важно при строительстве малых и частных объектов.
Сборный ленточный фундамент
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.
Рекомендуемая литература:
- Фундаменты. Практическое пособие. Самойлов В.С. ООО “Аделант”, 2010 г., 256 с. Серия “Профессионалы советуют”.
- Энциклопедия бани: от проектирования до строительства. — М.:Эксмо, 2012 г., 280 с.:ил.
Проектирование и возведение прерывистых фундаментов. Фидаров М.И. 1986
Приведена классификация прерывистых фундаментов, изложены основы и опыт их проектирования и строительства. Даны основные технико-экономические результаты совместной работы оснований с прерывистыми и непрерывистыми фундаментами и на этой основе доказана технико-экономическая целесообразность массового применения прерывистых фундаментов взамен эквивалентных непрерывных во многих областях фундаментостроения. Для инженерно-технических работников строительных организаций.
1. Общие сведения о прерывистых фундаментах 1.1. Основные положения, понятия и определения 1.2. Классификация и конструкции прерывистых фундаментов 1.3. Блоки-подушки и стеновые блоки прерывистых фундаментов 1.4. Сплошные и решетчатые фундаменты под прямоугольные колонны
2. Теоретические основы расчета прерывистых фундаментов 2.1. Основные показатели совместной работы прерывистых фундаментов основаниями и способы их определения 2.2. Расчет прерывистых фундаментов на основе теории упругости 2.3. Расчет расстояния между блоками-подушками ленточного прерывистого фундамента 2.4.
Основы расчета прерывистых фундаментов по теории пластичности и давлений грунтов над горными выработками 2.5. Теория совместной работы прерывистых фундаментов с основаниями на основе учета арочного эффекта 2.6. Методы расчета основных размеров прерывистых фундаментов, разработанных с учетом арочного эффекта 2.7.
Расчет важнейших показателей совместной работы грунта основания и ленточного прерывистого фундамента с переменным продольным сечением 2.8. Определение предельной и расчетной нагрузок грунта основания под ленточным прерывистым фундаментом с переменным продольным сечением и с наклонными боковыми гранями блоков-подушек 2.9. Графоаналитический расчет предельно напряженно-деформированных грунтовых зон и предельного давления грунта основания под ленточным прерывистым фундаментом 2.10. Номограммы для определения основных размеров ленточных прерывистых фундаментов 2.11. Расчет основных размеров решетчатых фундаментных блоков-подушек (плит) прерывистых и непрерывных фундаментов с учетом арочного эффекта
3. Экспериментальные основы расчета проектирования прерывистых фундаментов 3.1. Лабораторные установки, методы проведения опытов, типы штампов и физико-механические показатели песков 3.2. Опытные данные о предельном. напряженно-деформированном состоянии песчаных оснований под прерывистыми и непрерывными штампами-фундаментами 3.3.
Опытные данные о возникновении арочного эффекта в песчаных основаниях под прерывистыми штампами-фундаментами 3.4. Опытные данные о предельном напряженно-деформированном состоянии песчаных оснований под многопустотными и беспустотными штампами-фундаментами 3.5. Опытные зависимости осадок глинистых оснований от давлений под моделями ленточных прерывистых и непрерывных фундаментов 3.6. Влияние изменения расстояния между блоками-подушками ленточного прерывистого фундамента на предельное и расчетное давления песчаного снования 3.7. Экспериментальные основы проектирования прерывисто-шпальных фундаментов 3.8. Экспериментальные основы, проектирования прерывистых фундаментов и вытрамбованных котлованах
4. Особенности расчета некоторых типов прерывистых фундаментов 4.1. Расчет кольцевых, прерывисто-кольцевых и прерывисто-полых квадратных фундаментов с учетом совместной работы их в полой части с основаниями 4.2. Расчет основных размеров различных прерывисто-комбинированных фундаментов
5. Методы проектирования прерывистых фундаментов 5.1. Проектирование прерывистых фундаментов 5.2. Проектирование прерывистых фундаментов с учетом возникновения арочного эффекта в основаниях 5.3. Способы корректировки расстояния между блоками-подушками прерывистых фундаментов 5.4. Проектирование прерывисто-шпальных фундаментов 5.5.
Проектирование ленточных прерывистых фундаментов в вытрамбованных котлованах 5.6. Примеры расчетов прерывистых фундаментов различными методами 5.7. Технико-экономический анализ основных расчетных показателей совместной работы ленточных непрерывных и прерывистых фундаментов с грунтами основания
6. Опыт строительства прерывистых фундаментов 6.1. Опыт строительства прерывистых фундаментов по методике СНиП 2.02.01-83 6.2. Опыт строительства прерывистых фундаментов с учетом арочного эффекта 6.3. Опыт строительства прерывисто-шпальных фундаментов 6.4. Опыт строительства прерывистых фундаментов в вытрамбованных котлованах
Приложения Список литературы
Предисловие
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года отмечалось, что основной задачей капитального строительства является создание и ускоренное обновление основных фондов народного хозяйства, предназначенных для развития общественного производства и решения социальных вопросов, кардинальное повышение эффективности строительного производства.
Поставленные перед строителями задачи обусловливают необходимость решения следующих первоочередных проблем:
разработки новых методов расчета конструкций и создания более эффективных конструкций различного назначения для зданий и сооружений с применением сборного железобетона и других эффективных материалов; внедрения в практику строительства более экономичных решений, обеспечивающих снижение материалоемкости зданий и сооружений, сокращение трудозатрат на заводах—изготовителях строительных деталей и конструкций и непосредственно на строительных площадках.
Настоящая работа посвящена применению в строительстве различных типов прерывистых фундаментов, которое по сравнению с непрерывистыми фундаментами в определенных конкретных условиях имеют ряд преимуществ и дают существенный экономический эффект.
Возведение ряда зданий и сооружений в Северно-Осетинской АССР подтвердило расчетные технико-экономические достоинства прерывистых фундаментов для строительства в определенных условиях.
Автор выражает глубокую благодарность д-ру техн. наук, профессору Ю.Н. Мурзенко, сделавшему ценные замечания при рецензировании книги.
