Названия основных элементов фундамента: что нужно знать

Элементы фундамента включают в себя такие составные части, как подошва, опирающаяся на грунт, и несущие конструкции, которые передают нагрузку на более глубокие слои. Главными элементами можно считать балку, столб и плиту, которые обеспечивают устойчивость и прочность всей конструкции.

Каждый из этих элементов играет ключевую роль в распределении нагрузки и предотвращении осадок здания. Правильный выбор и проектирование этих элементов фундамента способствует долговечности и безопасности строения.

Составляющие фундамента

Фундамент- главная несущая часть, основание, опора любого здания, любой постройки. Приступать к закладке фундамента следует после того, как выбрано место расположения дома, утвержден его проект, внешний вид, внутреннее распределение на помещения, тип фундамента и материалы. От надежной работы фундаментов в большой степени зависят эксплуатационные качества здания, его капитальность и долговечность. Стоимость возведения фундаментов составляет 15-20 % стоимости дома, а исправление допущенных ошибок, как правило, многодельно и дорого, поэтому к сооружению фундаментов следует относиться особенно ответственно.

Начинать необходимо с инженерно-геологических изысканий на том месте, где будет стоять здание, так как на выбор фундамента влияет множество факторов, среди которых состояние и тип грунта на отведенном участке, уровень промерзания, наличие грунтовых вод, конструкция самого здания, нагрузка на фундамент, использование подвалов и пр. Необходимо учесть сети, коммуникации, зарытые в землю на участке, предназначенном для строительства.

Прочность и долговечность здания, трудоемкость и стоимость строительства во многом зависят от того, насколько правильно выбрана глубина заложения фундамента, что, в свою очередь, определяется глубиной промерзания грунтов, степенью их пучения, уровнем стояния грунтовых вод, способностью грунта к капиллярному подсосу, рядом других условий. Но решающее значение, как правило, имеет глубина промерзания грунтов, так как некоторые из них, способные удерживать в порах воду, при промерзании вспучиваются, то есть увеличиваются в объеме, повреждая размещенные в них конструкции.

Оценка грунтов может быть выполнена на основе имеющихся в изыскательских организациях результатов геологических исследований. При отсутствии таких данных и при необходимости самостоятельного исследования грунта на участке застройки следует вырыть шурф или пробурить скважину. Во время обследования выработки (шурфа или скважины) особое внимание необходимо обратить на почвенный или насыпной слои, т. к. их, как правило, не используют в качестве основания. Кроме того, крайне важно установить уровень грунтовых вод.

Характеристики грунтов

• скальные и обломочные грунты — прочные, не размываются и не вспучиваются при промерзании, если не содержат в своем составе глинистых и пылеватых частиц;

• песчаные грунты (кроме мелкозернистых и пылеватых) — относятся к непучинистым, могут служить хорошим основанием;

• мелкозернистые и пылеватые пески — можно использовать в качестве основания, однако они часто обладают свойствами плывунов; относятся к пучинистым грунтам;

• глинистые грунты (глины, суглинки, супеси) — в сухом состоянии служат хорошим основанием и относятся к условно непучинистым; в водонасыщенном состоянии и при малой плотности находятся в текучем состоянии и сильно вспучиваются при промерзании.

Глубину заложения фундаментов принимают следующей:

• на пучинистых грунтах — не менее расчетной глубины промерзания грунтов;

• на условно непучинистых (крупнообломочных с пылевато-глинистым заполнением, мелких и пылеватых песках и всех видах глинистых грунтов твердой консистенции) при нормальной глубине промерзания до 1 м — не менее 0,5 м,

до 1,5 — не менее 0,75 м,

от 1,5 до 2,5 м — не менее 1 м;

• на непучинистых грунтах (крупнообломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) независимо от глубины промерзания — не менее 0,5 м.

Во всех случаях заложения фундамента выше уровня промерзания грунта следует обеспечить отвод поверхностных и атмосферных вод, чтобы защитить основание от увлажнения

В зависимости от ФОРМЫ и СПОСОБА ОПИРАНИЯ НА ГРУНТ фундаменты бывают

Важное значение имеет предполагаемое время, на которое возводится строение. Например, срок службы различных фундаментов составляет:

— ленточных бетонных и бутовых на цементном растворе — 150 лет;

— бутовых или бетонных столбов — 30-50 лет;

— деревянных стульев — 10 лет.

Простейшие фундаменты под усадебные дома — столбчатые из бутового камня или кирпича нормального обжига. В плане столбы размещают по углам здания, где пересекаются капитальные стены, а также под всеми капитальными внутренними и наружными стенами через каждые 2-3 м так, чтобы фундаментные столбы находились под столбами каркаса стен или под простенками, но не под проемами.

Размеры сечения столбов в плане определяют расчетным путем, но при кладке из пастелистого бутового камня они должны быть не менее 500 х 500 мм, из рваного бутового — не менее 600 х 600 мм. Кирпичные фундаментные столбы делают сечением 380 х 380, 380 х 510 мм и более. Столбы выводят на 200-250 мм над поверхностью земли. Заполнение между ними выполняют из бутового камня или из кирпича с заглублением на 300-400 мм и шириной соответственно 400 и 250 мм (в один кирпич).

Кладку фундаментных столбов ведут с перевязкой швов горизонтальными рядами, подбирая на каждый ряд камни одинаковой высоты, а вот кладку заполнения не перевязывают с кладкой столбов, чтобы при их неравномерной осадке не образовались трещины.

Для усадебных домов каркасной или каркасно-щитовой конструкции фундаментом могут служить столбы из заполненных бетоном труб, введенных в грунт на глубину его промерзания. Скважины под них делают при помощи ручного бура, чуть большего по диаметру, чем трубы.

В пробуренную скважину вставляют асбестоцементную трубу, уплотняют снаружи грунтом, заливают внутрь на одну треть бетонную смесь и приподнимают, чтобы на дне образовалось бетонное основание. После этого в нее добавляют ту же смесь до отметки на 10 см ниже верхней грани. Смесь несколько раз протыкают стержнем и дают ей схватиться.

Аналогичным образом устраивают все фундаментные опоры, а через два-три дня по их верхним граням укладывают и выравнивают обвязку и привинчивают анкерные элементы, нижнюю часть которых бетонируют в асбестоцементных трубах, добавляя бетонную смесь до нижнего края обвязки.

Один из простейших видов фундаментов- так называемые "деревянные стулья", изготовленные из древесины твердых пород: сосны, дуба, лиственницы и т. д. Их длина регламентируется глубиной промерзания почвы. Обычно "стулья" опускают в ямы, отрытые ниже уровня промерзания почвы на 20-25 см, закрепляют их утрамбованным грунтом. Предварительно древесину обжигают, покрывают разогретым битумом или антисептируют.

Гидроизоляция фундаментов

При устройстве фундамента большое внимание следует уделять гидроизоляционным работам. Чтобы предохранить стены от проникновения грунтовой сырости и капиллярной влаги, по поверхности цоколя, выровненной раствором, или в его толще выше отмостки укладывают гидроизоляцию из двух слоев толя на клеевой мастике или из слоя цемента. В бесподвальных зданиях первый слой горизонтальной гидроизоляции располагают между фундаментом и цоколем, второй — на 10-15 см ниже перекрытия в пределах цокольной стены .

В течение всего периода выполнения гидроизоляционных работ изолируемые конструкции необходимо предохранять от воздействия грунтовых и поверхностных вод, причем уровень грунтовых вод надо поддерживать на 40-50 см ниже горизонтальной изоляции.

Изолируемые поверхности должны быть ровными (без раковин и бугров), очищенными от пыли и мусора, сухими, огрунтованными разжиженным битумом (за исключением тех, что покрывают цементными растворами и холодными асфальтовыми мастиками). Насколько поверхность ровная, проверяют, прикладывая к ней двухметровую контрольную рейку, которая должна прилегать лишь с небольшими просветами. А чтобы судить, достаточно ли суха поверхность, можно воспользоваться следующим практическим приемом. В разных ее местах на мастике приклеивают куски рулонного материала размером до 1 кв.м., а когда мастика застынет, отрывают их. Если при этом материал рвется, поверхность считают сухой.

При строительстве усадебных домов с подвальными помещениями целесообразно применять окрасочную или оклеечную гидроизоляцию. Первую, состоящую из горячих битумов, горячих битумных мастик и разжиженных растворителями битумов, равномерно наносят по крайней мере в два слоя толщиной не менее 0,5 мм. Второй вид гидроизоляции из водонепроницаемых рулонных материалов (гидроизола, изола, бризола, рубероида) выполняют в несколько покрытий на горячих или холодных битумных мастиках (толщина слоя мастики не должна превышать 1,5-2 мм).

Работы по устройству фундаментов следует начинать после заготовки основных строительных материалов с таким расчетом, чтобы строительство дома и ввод его в эксплуатацию осуществлялись за один строительный сезон.

Фундаменты, возведенные в пучинистых грунтах и оставленные на зимнее время без нагрузки (без стен , перекрытий и крыши), могут деформироваться. Непредвиденные деформации могут произойти и в том случае, когда построенный дом в зимнее время не эксплуатируется и не отапливается, а глубина заложения его фундаментов была рассчитана на тепловой режим отапливаемого дома.

Деформации фундаментов:

2.Выпучивание фундамента при заложении его выше уровня промерзания

3.Отрыв и выпучивание фундамента при заложении его ниже уровня промерзания

4.Боковой сдвиг фундамента

Перед началом строительства заготовленные материалы располагают в непосредственной близости от строительной площадки. Камень, кирпич , песок, асбестоцементные листы и трубы складируют на открытых площадках; пиломатериалы, столярные изделия, утеплитель, цемент и другие вяжущие хранят под навесом.

Устройство фундаментов начинают с разбивки в натуре плана дома. По его внешнему периметру, на расстоянии 1-1,5 м от края будущей траншеи или котлована, в створе разбивочных осей забивают или закапывают деревянные столбики или обрезки металлических труб.

Их верх должен быть на 10-15 см выше уровня будущего пола. В местах пересечения разбивочных осей для крепления проволоки или лески забивают гвозди или делают пропилы. Можно устроить так называемую обноску из столбиков, соединенных поверху досками. Она позволяет обозначить не только разбивочные оси, но и внешние границы фундаментов и стен.

Прямые углы устанавливают с помощью треугольника с соотношением сторон 3-4-5, выполненного из веревки или сбитого из досок .

Окончательную проверку прямоугольности плана выполняют измерением его диагоналей.

Для определения горизонтального уровня (одинаковых отметок по углам здания) можно воспользоваться заполненным подкрашенной водой поливочным шлангом с двумя стеклянными трубками на концах.

Приняв одну из отметок за исходную, с помощью водяного уровня переносят ее на другие стороны и углы и таким образом получают по периметру горизонтальную линию, от которой ведут отсчет отметок при земляных работах, устройстве фундаментов и закладке наружных и внутренних стен. Перед рытьем ям, траншей или котлованов со всей площади застройки, включая будущую отмостку, снимают растительный слой земли и перевозят его в сад или в огород.

Для предохранения строительной площадки от затопления дождевой водой с верхней стороны участка устраивают водоотводную (перехватную) канаву.

Технология земляных работ зависит в основном от типа фундаментов, состава грунта и уровня грунтовых вод. Для столбчатых фундаментов делают круглые ямы с вертикальными стенами . Они устойчивы от обрушения даже при высоком стоянии грунтовых вод. Такие ямы отрывают либо с помощью механического автобуса, либо вручную. В последнем случае целесообразно использовать обычный садовый бур, которым отрывают центральную часть ямы, а Вынимают грунт после расширения ямы лопатой.

Траншеи под ленточные фундаменты и котлованы для подвалов отрывают с учетом допустимой крутизны откосов. Вертикальные стенки высотой 1-1,2 м можно оставлять лишь в плотных глинистых и суглинистых грунтах при отсутствии грунтовых вод.

В остальных случаях следует предусматривать земляные откосы или временное крепление земляных стен досками, подтоварником, горбылем.

Кладку фундаментов, как правило, производят сразу после отрывки траншей, и котлованов, начиная ее с нижних отметок. Если в траншею (котлован) попала вода, то непосредственно перед укладкой фундаментов воду и разжиженный грунт удаляют. При разных отметках заложения подошвы фундамента делают уступы высотой не более 50 см, при этом длину уступа принимают в два раза больше его высоты. На сухих и маловлажных (непучинистых) грунтах фундаменты малоэтажных зданий выполняют из любых традиционных материалов . Глубина заложения таких фундаментов невелика. При грунтовых водах, расположенных ниже расчетной глубины промерзания грунтов, она на любых грунтах и в любых климатических условиях не превышает 0,7 м.

Самыми экономичными фундаментами на таких грунтах являются песчаные из крупнозернистого песка. В траншеи или ямы песок укладывают слоями по 10-15 см с проливкой каждого слоя водой. Не доходя 20-30 см до планировочной отметки земли, на песок укладывают щебень, гравий или кирпичный бой на цементно-песчаном растворе. Минимальная высота щебеночно-гравийного слоя 10-15 см. При хорошем поверхностном водоотводе песчаные фундаменты надежны и долговечны.

Значительно сложнее устройство фундаментов в пучинистых грунтах, особенно при их глубоком промерзании. Для возведения таких фундаментов необходимы водо- и морозостойкие материалы, в том числе высокопрочные бетоны и растворы. Если марка используемого цемента не известна, ориентировочно ее можно определить по плотности цемента.

Следует учитывать, что при длительном хранении цемента даже в сухом месте прочность снижается за б месяцев на 25 %, за год — на 35- 40 %, за два года — примерно на 50 %.

Как уже было сказано, в глубокопромерзающих пучинистых грунтах самыми надежными н экономичными являются столбчатые железобетонные фундаменты . На сырых и заболоченных участках, где применение монолитного бетона из-за высоких грунтовых вод затруднено или вообще невозможно, а также при сжатых сроках строительства удобны и технологичны сборные столбчатые фундаменты, изготовленные заранее в виде столбов с жесткоприбетоненной опорной площадкой-анкером.

Несущие столбы выполняют из железобетона, асбестоцементных труб с внутренним армированием и заполнением бетоном, a также из металлических труб, защищенных изнутри цементно-песчаным раствором, а снаружи битумной мастикой или эпоксидной смолой.

В качестве арматуры используют металлические стержни и проволоку диаметром 6- 12 мм, а также металлолом в виде старых водогазопроводных труб, уголков и т. п. Бетон лучше приготовить на высокомарочном цементе марки 300-400, а в качестве заполнителя использовать чистый крупный песок и гранитный щебень. Мелкий песок с частицами глины, а также щебень из известняка или кирпичного боя значительно снижают марку бетона и его морозостойкость.

Снизу к доскам прибивают рубероид, не позволяющий им сдвинуться в процессе бетонирования, а сверху стой же целью прибивают поперечные рейки. Перед бетонированием в опалубку укладывают заранее связанный арматурный каркас с выпуском арматурных стержней за пределы опалубки с торцовых сторон: с одной стороны (нижней) для последующего крепления опорной плиты, с другой — для устройства железобетонного пояса (ростверка). Габариты арматурного каркаса должны быть меньше будущего изделия на 3-4 см с каждой стороны.

Бетон укладывают слоями 8-10 см со штыковкой и трамбовапием каждого слоя. Чтобы поверхность уложенного бетона преждевременно не высохла, сверху кладут мокрую ветошь или газеты и все это накрывают рубероидом. При температуре воздуха 10-15 °С через 7 сут бетонные столбы набирают прочность, достаточную для того, чтобы вынуть их из опалубки и установить для бетонирования опорной плиты.

Размеры опорной плиты в плане обычно принимают равными тройной ширине несущего столба, т.е. если, например, сечение столба 15х15 см, то размеры плиты в плане 45х45 см. Но это не обязательно: при усиленном армировании опорная площадь плиты может быть и большей. При допустимом давлении на грунт 150-200 кПа (1,5-2 кгс/кв.см..) и опорной плите 50х50 см несущая способность такого фундаментного столба составит 35-50 кН (3,5-5 тс).

При наличии асбестоцементных труб изготовление столбчатых фундаментов упрощается: сначала бетонируют опорную плиту, на нее устанавливают асбестоцементную трубу с размещенным внутри нее арматурным каркасом, затем внутрь трубы укладывают бетон. Внутренний арматурный каркас столба можно заменить металлической трубой, жестко связанной с каркасом опорной плиты.

При маловлажных грунтах, когда в отрываемых ямах отсутствует грунтовая вода, столбчатые фундаменты можно делать из монолитного железобетона.

В отрытую яму насыпают и утрамбовывают слой щебня или гравия с песком толщиной 10-15 см, на него устанавливают заранее изготовленный арматурный каркас и ведут бетонирование опорной плиты. Затем на верхнюю часть каркаса надевают асбестоцементную трубу и заполняют внутреннюю ее полость цементно-песчаным раствором.

Пространство между стенками ямы и асбестоцементной трубы засыпают вынутым грунтом. При небольших нагрузках столбчатые фундаменты можно сделать еще проще. В отрытую садовым буром яму (с уширением внизу до 30-40 см) вставляют свернутый в трубу рубероид, внутрь рулона устанавливают арматурный каркас, и все это заполняют бетоном . При устройстве такого фундамента на пучинистых грунтах желательно, чтобы арматурный каркас после установки был внизу расширен за пределы верхнего диаметра ямы.

На тяжелых пучинистых, насыпных и слабонесущих грунтах при строительстве небольших зданий прямоугольного очертания возможно устройство мелкозаглублениых подвижных, так называемых плавающих фундаментов из сплошных или решетчатых монолитных или сборно-монолитных железобетонных плит.

Большая площадь опоры плит позволяет снизить давление на грунт до 10 кПа (0,1 кгс/кв.см..), а перекрестные ребра жесткости создают конструкцию, достаточно устойчивую к знакопеременным нагрузкам, возникающим при замораживании, оттаивании и просадке грунта. Для их устройства применяют высокопрочный бетон (не ниже класса В 7,5) и арматурные стержни диаметром не менее 10-12 мм. Относительно большой расход бетона и арматурной стали можно считать оправданным, если все другие технические решения фундаментов в этих условиях не могут гарантировать их надежную работу. В зданиях, где полу расположены невысоко над планировочной отметкой земли, такие фундаменты могут стать даже более экономичными, чем столбчатые ( не надо устраивать цокольное перекрытие и ростверк).

Общие сведения о фундаментах и их типы

Фундаменты должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать достаточной прочностью в устойчивостью па опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы, сопротивляться влиянию грунтовых и агрессивных вод. а Влиянию атмосферных факторов (морозостойкость), соответствовать по долговечности сроку службы здания, быть индустриальными в изготовлении и экономичными.

По конструкции фундаменты могут быть ленточные, столбчатые, сплошные и свайные.

Ленточные фундаменты устраивают под стены здания или под ряд отдельных опор. В первом случае фундаменты имеют вид непрерывных подземных стен (рис. 62, а), во втором — железобетонных перекрестных балок (рис. 62, б).

Столбчатые, или отдельные, фундаменты имеют вид отдельных опор, устраиваемых под стены (рис. 62, в), колонны (рис. 62, г) или столбы.

Сплошные фундаменты представляют собой сплошную безбалочную или ребристую железобетонную плиту под всей площадью здания (рис. 62, д).

Свайные фундаменты состоят из отдельных свай, объединенных вверху бетонной и железобетонной плитой или балкой, называемой ростверком (см. рис. 73).

Сваей называется стержень, погруженный в грунт и предназначенный для передачи грунту нагрузки от сооружения.

По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жесткие, материал которых работает преимущественно на сжатие и в которых не возникают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб.

Для возведения жестких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона или бетона. Для устройства гибких фундаментов используют исключительно железобетон.

Ленточные фундаменты

По очертанию в профиле ленточный фундамент под каменную стену представляет собой в простейшем случае прямоугольник (рис. 63, а). Ширину бутового фундамента поверху делают немного больше толщины стены, предусматривая с каждой ее стороны уступы по 50—60 мм, называемые обрезами.

Прямоугольное сечение фундамента по высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта.

В большинстве случаев для передачи давления на основание, не превышающего нормативного давления на грунт, приходится уширять подошву фундамента.

Теоретической формой сечения фундамента с уширенной подошвой является трапеция (рис. 63, б). Уширение подошвы не должно быть большим во избежание появления растягивающих и скалывающих напряжений в выступающих частях фундамента и появления в них трещин.

На основе опыта установлены предельные углы наклона теоретической боковой грани фундамента к вертикали, при которой не возникают опасные растягивающие и скалывающие напряжения. Предельный угол α, называемый условно углом распределения давления в материале фундамента, составляет для бутовой кладки на сложном растворе состава 1:1:9 — 26°30′, на цементном растворе 1:4 —33°30′, для бетона — 45°.

Практически фундаменты делают ступенчатого сечения (рис. 63, в). В зданиях с подвалами сечение фундамента в пределах подвала устраивают прямоугольной формы с уширением ниже пола подвала, называемым подушкой (рис. 63, г).

Ширина бутовых фундаментов для обеспечения необходимой перевязки швов должна быть не менее 0,6 мм для кладки из рваного бута и 0,5 м из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ширина их — от 150 до 250 мм.

Глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам можно принять для данного здания за естественное основание.

Кроме того, при определении глубины заложения фундамента необходимо учитывать глубину промерзания грунта. Если основание состоит из влажного мелкозернистого грунта (песка мелкого или пылеватого, супеси, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта.

Уровень промерзания грунта принимают на такой глубине, где зимой наблюдается температура 0°, за исключением глинистых и суглинистых грунтов, для которых уровень промерзания принимается на меньшей глубине, такой, где возникает температура около —1°.

Нормативная глубина промерзания суглинистых и глинистых грунтов указана в СНиПе на схематической карте, на которой нанесены линии одинаковых нормативных глубин промерзания, выраженных в сантиметрах (см. СНиП II-A. 6—62 и рис. 64).

Нормативную глубину промерзания пылеватых глин и суглинков, мелких и пылеватых песков и супесей принимают также по карте, но с коэффициентом 1,2.

Исследованиями установлено, что грунты под фундаментами наружных стен регулярно отапливаемых зданий (с температурой помещений не ниже +10°) промерзают на меньшую глубину, чем на открытой площадке. Поэтому расчетную глубину промерзания под фундаментами отапливаемых зданий уменьшают против нормативного значения на 30% при полах на грунте; на 20%, если полы на лагах по грунту, и на 10%, когда полы уложены на балках.

Глубина заложения фундамента под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта; ее назначают не менее 0,5 м от уровня земли или пола подвала.

Глубину заложения фундаментов стен зданий, имеющих неотапливаемые подвалы, назначают от пола подвала, и она равна половине расчетной глубины промерзания.

В непучинистых грунтах (крупнообломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания; однако она не должна быть менее 0,5 м, считая от природного уровня грунта при планировке подсыпкой и от планировочной отметки при планировке срезкой.

Ленточный фундамент из бутового камня под кирпичную стену изобрази на рис. 65, а. Фундаменты из бутового камня не отвечают требованиям современного индустриального строительства, поскольку применение бутового камня затрудняет механизацию работ и снижает их темпы, особенно в зимнее время. Применение ленточпых бутобетонных (рис. 65, б) и бетонных фундаментов позволяет значительно шире использовать механизацию при их возведении.

Наиболее индустриальны сборные бетонные и железобетонные фундаменты из крупных фундаментных блоков. Применение сборных фундаментов позволяет значительно сократить сроки строительства и уменьшить трудоемкость работ.

Сборный фундамент

Сборный фундамент (рис. 66, а) состоит из двух элементов: подушки, выполняемой из железобетонных блоков прямоугольной или трапецеидальной формы (рис. 66, б), укладываемой на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 150 мм, и вертикальной стенки из блоков в виде бетонных прямоугольных параллелепипедов (рис. 66, в).

Блоки-подушки изготовляют толщиной 300 и 500 мм, шириной 10, 12, 14, 16, 20, 24, 28 и 30 дм и длиной 12, 24 и 30 дм, блоки-стенки — шириной 300, 400, 500, 600 мм, высотой 580 мм и длиной 780 и 2380 мм.

При строительстве на слабых (сильносжимаемых) грунтах в сборных фундаментах для повышения их жесткости и сопротивления растягивающим усилиям устраивают железобетонные пояса толщиной 100—150 мм или армированные швы толщиной 30—50 мм, размещая их между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков, а также на уровне верхнего обреза фундамента.

В целях сокращения расхода бетона и уменьшения веса блоки стен подвала иногда изготовляют пустотелыми с узкими сквозными пустотами шириной не более 40 мм или с широкими замкнутыми (рис. 66, г). Однако пустотелые блоки неприменимы в насыщенных водой грунтах, так как в пустотах может скопиться вода, которая при замерзании может разрушить тонкие стенки блоков.

Стены фундаментов, монтируемые из крупных блоков, несмотря на их большую прочность, иногда делают толще надземной части стен. В результате прочность материала фундамента используется всего на 15—25%. Расчеты показывают, что толщину стен сборных фундаментов можно принимать равной толщине надземных стен или даже меньшей ее, но не менее 300 мм.

В последние годы были построены дома, в которых сборные фундаменты из сплошных блоков имеют толщину 380 мм при толщине надземных стен 640 мм (рис. 67, а). При такой конструкции прочность материала фундамента используется полнее и получается экономия бетона.

Экономию материала можно получить при устройстве так называемых прерывистых фундаментов (рис. 67, б), которые состоят из железобетонных, блоков-подушек, уложенных не вплотную, как это предусмотрено в ленточных фундаментах, а на некотором расстоянии один от другого (примерно от 0,2 до 0,9 м). Промежутки между блоками засыпают грунтом.

В случае применения прерывистых фундаментов существенно изменяется распределение напряжений в грунте под подошвой фундамента. Глубина напряженных зон (см. рис. 59) под каждым блоком-подушкой будет меньше, чем у ленточного фундамента, вследствие чего осадка прерывистого фундамента будет также меньше. Поэтому прерывистые фундаменты можно устраивать с меньшей опорной площадью, чем непрерывные ленточные, в результате чего снижается расход материалов.

В крупнопанельных эданиях отдельные блоки фундаментов и стен подвалов целесообразно заменять крупноразмерными элементами. Например, для зданий с поперечными несущими стенами можно укладывать ленточные железобетонные фундаменты (рис. 68, а) в виде блоков-подушек толщиной 300 и длиной 3500 мм.

На блоки устанавливают панели, представляющие собой сквозные железобетонные рамы, имеющие толщину 240 мм и высоту, равную высоте подвального помещения. Нижний пояс рам воспринимает отпор грунта, а верхний — нагрузку, передаваемую несущими поперечными стенами. По расходу бетона зта конструкция является весьма экономичной. Самонесущие продольные стены подвала опирают на выступы фундаментных блоков-подушек под поперечные стены.

На рис. 68, б изображен фундамент в виде плоских железобетонных панелей толщиной 14 см, являющихся по существу продолжением несущих поперечных панельных стен здания. Для пропуска инженерных коммуникаций в таких панелях устраивают необходимые отверстия. Эту конструкцию фундаментов целесообразно применять в 9-этажных панельных домах взамен описанных выше фундаментов в виде рамных каркасов с целью сокращения расхода стали.

Все рассмотренные выше фундаменты, имеющие симметричное сечение, можно применять лишь в тех случаях, когда равнодействующая всех воспринимаемых ими сил вертикальна и совпадает с осью фундамента или смещена от нее не более чем на 50 мм (рис. 69, а).

Если же нагрузка действует на фундамент внецентренно, т. е. равнодействующая смещена от оси фундамента более чем на 50 мм (это смещение называют эксцентриситетом и обозначают е), то давление на грунт передается неравномерно: оно будет больше у того края подошвы фундамента, к которому ближе равнодействующая сил (рис. 69, б).

Причинами такого смещения равнодействующей могут быть внецентренная передача нагрузки на стену от перекрытия или действие горизонтальных сил (давление ветра на стену, грунта на фундамент здания с подвалом и пр.).

Краевое давление на грунт под более нагруженным краем фундамента не должно превышать нормативного давления на грунт более чем на 20%. В противном случае приходится устраивать несимметричный фундамент, уширяя его в сторону смещения равнодействующей так, чтобы последняя проходила через середину подошвы (рис. 69, в).

Столбчатые и сплошные фундаменты

При незначительных нагрузках на фундамент, когда давление на грунт меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы (бетонные или железобетонные) перекрывают железобетонными фундаментными балками, на которых возводится стена. Для того чтобы устранить возможность выпирания фундаментной балки вследствие пучения расположенного под ней грунта, под ней устраивают подушку из песка или шлака толщиной 0,5 м.

Расстояние между осями фундаментных столбов принимают 2,5—3 м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен в под простенками.

Схемы конструктивного решения сборных столбчатых железобетонных фундаментов под стены малоэтажных каменных и деревянных зданий приведены на рис. 70.

Столбчатые фундаменты под стены возводят В зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундамента (4—5 м), когда устраивать ленточный непрерывный фундамент невыгодно вследствие большого его объема и, следовательно, большого расхода материалов. Столбы перекрывают сборными железобетонными балками, на которых возводят стены.

Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры малоэтажных и многоэтажных зданий.

На рис. 71, а изображен сборный фундамент под кирпичный столб; он выполнен из железобетонных блоков-подушек. Более экономно для фундаментов под кирпичные столбы укладывать железобетонные блоки-плиты (рис. 71,6). Сборные фундаменты под железобетонные колонны каркасных зданий могут состоять из одного железобетонного башмака стаканного типа (рис.

71, в) или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним (рис. 71, г).

Когда нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт основания слабый, в некоторых случаях устраивают сплошные фундаменты под всей площадью здания.

Сплошные фундаменты

Сплошные фундаменты сооружают обычно в виде железобетонных монолитных плит, которые могут быть ребристыми (рйс. 72, а) или безбалочными (рис. 72, б).

Эта конструкция особенно целесообразна тогда, когда необходимо защитить подвал от проникания грунтовой воды при высоком ее уровне, если пол подвала подвергается снизу большому гидростатическому давлению.

Свайные фундаменты

Свайные фундаменты устраивают в тех случаях, когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки.

Сваи различают по материалу, по методу изготовления, погружения в грунт и по характеру работы в грунте. По материалу сваи бывают деревянные, железобетонные, бетонные, стальные и комбинированные. По методу изготовления и погружения в грунт сваи бывают забивные, погружаемые в грунт в готовом виде, и набивные, изготовляемые непосредственно в грунте.

В зависимости от характера работы в грунте различают два вида свай: сваи-стойки и висячие. Сваи-стойки (рис. 73, а) своими концами опираются на прочный грунт (скальную породу) и передают на него нагрузку. Их применяют, когда глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины свай. Свайные фундаменты на сваях-стойках почти не дают осадки.

Если прочный грунт находится на значительной глубине, применяют висячие сваи (рис. 73,6). несущая способность которых определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи.

Более дешевые деревянные сваи. Но поскольку они быстро загнивают, если находятся в грунте с переменной влажностью, головы деревянных свай нужно располагать ниже самого низкого уровня грунтовых вод.

Железобетонные сваи дороже деревянных, но зато они способны выдерживать значительные нагрузки. Кроме того, проектная отметка голов железобетонных свай не зависит от уровня грунтовых вод, что расширяет область их применения.

Расстояние между осями свай определяют расчетом. В пределах наиболее часто встречающихся глубин погружения свай (от 5 до 20 м) эти расстояния для обычных диаметров свай составляют от 3d до 8d, где d — диаметр сваи.

В последние годы в жилищном строительстве возводят свайные фундаменты взамен обычных блочных. Их применение сокращает трудоемкие земляные работы, а при строительстве бесподвальных зданий они почти полностью отпадают. Кроме того, в сравнении с обычными блочными свайные фундаменты дают меньшие осадки, благодаря чему снижается вероятность неравномерных деформаций грунта.

Чаще других применяют короткие сваи — длиной 3—6 м. У таких свай, забиваемых в относительно плотные грунты (с нормативным давлением 2 кГ/см 2 и более), сопротивление острия под нижним конном сваи достигает 80—85% от общего сопротивления сваи, благодаря атому, несмотря на малую длину коротких свай, значительно повышается их несущая способность.

Сваи под стенами домов устанавливают обычно в один или в два ряда.

Сваям придают прямоугольное сплошное сечение (250X350 мм), квадратное (от 250Х250 до 400X400 мм) или квадратное с круглой полостью. Весьма эффективны в технико-экономическом отношении сваи трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. Нижний конец их полый или со вставкой железобетонного башмака для применения в грунтах, позволяющих использовать вибропогружатели.

Поверху сваи связывают между собой железобетонным ростверком. Ширину ростверка при однорядном расположении свай принимают сечением 250×250 или 300×300 мм, т. е. равной толщине стены, но не менее 300 мм, высоту — 400—500 мм.

Ростверк устраивают двух видов — монолитный и сборный. На рис. 74, а приведен рае-рез свайного фундамента с монолитным ростверком.

При устройстве сборного ростверка его сопрягают со сваями с помощью заранее заготовленного железобетонного оголовка (рис. 74, б) с отверстием в виде усеченного конуса. Головы забитых в грунт свай приходится срубать для обнажения арматуры, а верх свай выравнивают цементно-песчаным раствором до проектной отметки.

На выровненную голову сваи устанавливают оголовок, в конусное отверстие которого пропускают оголенную арматуру свая. Затем отверстие заполняют бетонной смесью и на оголовки свай укладывают элемент сборного ростверка. После этого к закладным частям в оголовках и ростверке приваривают стальные накладки, замоноличивают их цементным раствором.

На рис. 74, е изображена часть плана свайного фундамента жилого дома с тремя продольными несущими стенами. Под наружными стенами сваи расположены в один ряд, под внутреннюю продольную — в два ряда в шахматном порядке. На рис. 74, а приведен пример расположения свайных фундаментов в поперечном разрезе жилого дома с несущими поперечными внутренними и самонесущими наружными стенами.

Детали устройства фундамента

От одной глубины заложения фундамента к другой переходят постепенно с устройством уступов (рис. 75). На грунтах с нормативным давлением менее 2 кГ/см 2 отношение высоты уступа к его длине должно быть не более 1:2, причем высота уступа должна быть не больше 0,5 м, а длина — не менее 1 м. На более прочных грунтах (если нормативное давление R н ≥2,5 кГ/см 2 ) отношение высоты уступа к его длине допускается не более 1:1, а высота уступа — не более 1 м.

Если здание возводится на сборных фундаментах, высоту уступа можно принимать равной высоте унифицированного блока, т. е. 0,6 л; в этом случае длина уступа должна быть не менее 1,2 м.

При наличии уступов в ленточном фундаменте армированные швы должны перекрывать друг друга на равных уровнях не менее чем на 50 диаметров арматуры и больше удвоенного расстояния между швами по высоте. Точно так же армированные швы должны перекрывать проемы, имеющиеся в стенке фундаментов (см. рис. 75).

Если при подготовке основания в грунте обнаруживают старые засыпанные колодцы, ямы, случайные слабые прослойки грунта, то во избежание неравномерной осадки фундаментов эти места нужно расчистить в заполнить кладкой, тощим бетоном или утрамбованным песком, а при возведении фундаментов над этими местами следует наложить армированные швы.

Фундаменты подвергаются увлажнению просачивающейся через грунт атмосферной влагой или грунтовой водой. Вследствие капиллярности влага по фундаменту поднимается вверх и в стенах первого этажа появляется сырость. Чтобы преградить проникание влаги в стены, в нижней их части устраивают изоляционный слой, чаще всего из двух слоев битумных рулонных материалов (рубероида), склеенных между собой водонепроницаемой битумной мастикой.

Гидроизоляционный слой укладывают в цокольной части стены выше обреза фундамента и выше уровня отметки или тротуара на 150—250 мм. Если полы настилают по грунту, необходимо устраивать Вертикальную гидроизоляцию в местах соприкосновения цоколя с грунтом на участке от уровня горизонтальной гидроизоляции до верха подготовки под полы. В зданиях с подвалами гидроизоляционный слой укладывают также поверху подушки фундамента.

Во избежание появления в здании трещин от неравномерной осадки фундамент вместе с расположенной на нем стеной разрезают вертикальным осадочным швом. Неравномерность осадки может быть вызвана различной этажностью отдельных участков здания (с разницей в два и более этажей) или различными (в пределах здания) качествами грунта.

Осадочный шов в непрерывных фундаментах выполняют в виде поперечной вертикальной щели. В шов закладывают вертикально поставленные обвернутые толем доски толщиной 13 мм. По окончании кладки ближайшие к его поверхности доски вынимают и швы в этих местах заполняют водонепроницаемым материалом (битумом, асфальтом и т. п.).

Осадочные швы в этих случаях предусматривают В наземной части здания.

Технико-экономические показатели. Технико-экономическая эффективность применения различных типов ленточных фундаментов (бутовых, бутобетонных, сборных из пустотелых блоков, сборных из сплошных утоненных блоков и крупнопанельных, рис. 76) определяется показателями, приведенными в табл. 24.

Из табл. 24 видно, что более экономичны крупнопанельные фундаменты, однако на них расходуется стали больше, чем на блочные фундаменты.

Элементы фундамента и их роль

При строительстве фундамента не бывает мелочей, каждый элемент несет определенную функцию и для качественного результата просто незаменим.

Устройство фундамента

Основой любого фундамента является профессионально выполненная грунтовая подготовка. На дно котлована выстилается геотекстиль, он представляет собой специальное полимерное полотно, которое не дает насыпным грунтам смешиваться с грунтами природного сложения.

Далее, в зависимости от условий участка строительства, укладывается песчаная подушка необходимой толщины, обязательно с послойным уплотнением. За счет этого происходит выравнивание дна котлована или траншеи, уменьшение давления на несущий грунт, компенсация подвижек грунта в период паводков, кроме того песок отводит грунтовые воды в дренажную систему и предотвращает чрезмерный подъем капиллярной влаги к фундаменту, защищает от промерзания и пучения грунта и выполняет роль демпферной подушки.

Следующий слой – это прослойка щебня, щебень завершает исключение капиллярного эффекта и более качественно отводит поверхностные воды, либо бетонная подготовка, которые завершают «пирог» прочного и надежного основания под любой тип фундамента. Этот слой необходим, чтобы избежать проседания будущего фундамента и более качественно распределить нагрузку на несущий грунт основания.

Когда сомнений в надежности основания уже нет, можно приступать к возведению самого фундамента.

Очень важную роль играет качественная гидроизоляция, которая защитит нашу конструкцию от проникновения грунтовых вод и последующего разрушения. Гидроизоляция под фундаментом может быть наплавляемая (по бетонной подготовке) либо рулонная (можно уложить непосредственно на грунтовое основание), существует много современных рулонных гидроизоляционных материалов как, например, мембрана Planter, выполняющих одновременно функцию и гидроизоляции, и опалубки.

Далее возводится непосредственно фундамент, он может быть:

• монолитный
• железобетонный или
• сборный.

Нижняя часть фундамента, которая непосредственно передает усилия на грунтовое основание, называется «подошвой». Именно подошва фундамента подвергается расчету, очень важно точно определить необходимые размеры, чтобы избежать неравномерных осадок и деформаций. Правильно подобранные размеры подошвы гарантируют уверенное поведение фундамента практически на любых грунтах.

Выше располагается «тело» фундамента, оно является основой для несущих конструкций здания, таких как стены, колонны. Размеры «тела» фундамента подбираются конструктивно, исходя из габаритов вышестоящих конструкций. «Тело» фундамента прочно связано с «подошвой» и передает на нее нагрузки от здания.

В зависимости от выбранного типа фундамента внешний вид и характеристики элементов фундамента могут значительно отличаться, кроме того необходимо учитывать и грунтовые условия и условия площадки строительства. Несмотря на разнообразие возможных вариантов, одно остается неизменным – качественно выполненный фундамент является залогом надежного здания.

Фундамент на коттеджном участке
Под дом, баню, гараж. С экономией до 120 000 руб.

Ирина Смирнова

Строительная компания “Фундамент-СПб”
Санкт-Петербург, ул. Оптиков, д. 4, корпус 2 ПН-ВС с 9:00 до 18:00
ЗАКРЫТЬ
ЗАКРЫТЬ
ЗАКРЫТЬ

Скачайте памятку 10 ошибок 10 ошибок
ЗАКРЫТЬ
ЗАКРЫТЬ

1 — Проведение геологических изысканий перед началом подготовки участка. 2 — Контроль на всех этапах расчистки территории ведется строителями, которые обычно возводят фундаменты. 3 — Проведение топографической съемки, изучение рельефа местности и принятие соответствующих мер.

ЗАКРЫТЬ
ЗАКРЫТЬ

Руководствуясь действующим законодательством Российской Федерации (Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 года № 152-ФЗ «О персональных данных»), а также предписаниями Федеральной службы по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), ООО «Фундамент-СПб» уведомляет Вас о порядке сбора, обработки и хранения персональных данных, полученных из сети интернет. В зависимости от использования Вами тех или иных функций сайта могут быть получены следующие персональные данные: ФИО, адрес электронной почты, номер телефона. Персональные данные собираются с целью консультации пользователей о предоставляемых услугах посредством обмена текстовыми сообщениями, телефонными звонками либо письмами электронной почты. Мы удаляем индивидуальные данные, предоставляемые Вами добровольным образом, включая имена, адреса электронной почты и телефонные номера.

Мы не передаём Ваши персональные данные третьим лицам. На сайте используются технологии, позволяющие собрать некоторые технические сведения о пользователе, в частности — адрес интернет-протокола; операционную систему Вашего устройства и его тип; интернет-браузер, используемый для просмотра нашего сайта, а также данные о веб-сайтах и других способах источников перехода на наш сайт.

В эту группу собираемых данные не входят персональные данные, они собираются исключительно в целях отображения статистических данных об использовании нашего сайта. На пользователей сайта может быть направлен маркетинг на базе списков пользователей, с применением систем провайдеров услуг третьей стороны (например, Google). В маркетинге на базе списков пользователей используются списки, составленные по использованным на данном сайте файлам куки. При осуществлении маркетинга на базе списков пользователей соблюдается, в частности, политика персонализированной рекламы Google Inc., последнюю версию которой можно прочитать по адресу https://support.google.com/adwordspolicy/answer/143465?hl=ru. Управлять настройками рекламных инструментов Google-маркетинга Вы можете на странице: http://google.com/ads/preferences.

С персональными данными, предоставляемыми в добровольном порядке осуществляется совершение следующих операций: сбор, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу (предоставление, доступ), блокирование, удаление, уничтожение, осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка). В соответствии с действующим законодательством предоставление какой-либо информации о не являющейся контактной и не относящейся к целям настоящего согласия, а равно предоставление информации, относящейся к государственной, банковской и/или коммерческой тайне, информации о расовой и/или национальной принадлежности, политических взглядах, религиозных или философских убеждениях, состоянии здоровья, интимной жизни запрещено. Мы не проверяем достоверность персональных данных, предоставляемых пользователем, и не имеем возможности оценивать Вашу дееспособность. Мы исходим из того, что Вы предоставляете достоверные персональные данные и поддерживаете такие данные в актуальном состоянии. Согласие на обработку персональных данных может быть отозвано мною в любое время на основании письменного заявления.