Если фундамент мелкого заложения

Фундамент мелкого заложения подходит для строительства на местах с хорошими и стабильными геологическими условиями, где уровень грунтовых вод находится на значительном расстоянии от поверхности. Такой тип фундамента менее затратен и быстрее возводится, однако он менее устойчив к нагрузкам и подвижкам почвы, что требует внимательного подхода к проектированию и выбору материалов.

При использовании фундамента мелкого заложения важно учитывать особенности местности, такие как тип грунта и климатические условия. Если строительство происходит в зонах с высоким уровнем осадка или подвижными грунтами, могут возникнуть проблемы с устойчивостью сооружения, что в дальнейшем приведет к деформациям и трещинам. Поэтому перед началом строительства следует проводить тщательное геодезическое и геологическое обследование участка.

Фундаменты мелкого заложения

Конструкции фундаментов мелкого заложения должны выбираться на основе технико-экономического анализа, с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства, а также с учетом производственных возможностей и опыта строительной организации.

При проектировании фундаментов мелкого заложения учитываются требования заказчика, сформулированные в техническом задании и в строительных нормах и правилах.

Конструкции фундаментов должны характеризоваться минимальными затратами на производство, материалоемкости, трудоемкости, энергоемкости и технологичности производства.

Фундаменты мелкого заложения — фундаменты с отношением высоты к ширине подошвы не более 4. Эти фундаменты передают нагрузку от конструкций на грунты основания через подошву.

Фундаменты мелкого заложения возвод ятся или в открытых к отлованах или в отдельных выемках.

В качестве материалов фундаментов применяется:

железобетон;
бетон;
бутобетон;
каменные материалы;

По форме эти фундаменты разделяются на следующие виды: отдельные, ленточные, сплошные и массивные.

Отдельные фундаменты

Отдельные фундаменты выполняют под отдельные опоры и колонны зданий и сооружений с каркасной конструктивной схемой. Под стены отдельные фундаменты устраивают только при наличии прочных грунтов, когда неравномерность осадок не превышает допустимых значений, т.к. отдельные фундаменты не увеличивают жесткости сооружения.

Отдельные фундаменты могут выполняться в монолитном или сборном варианте.

Фундаменты из бутовой кладки или бетона рассматриваются как жесткие. Они имеют наклонные боковые грани или уступы, расширяясь к подошве фундамента.

При устройстве отдельных фундаментов из железобетона (монолитные, сборные) они проектируются с учетом совместной работы конструкций здания и грунтов основания. Размеры сечений таких фундаментов, количество, площадь и класс арматуры проектируются с учетом требований предъявляемых к железобетонным конструкциям.

С целью оптимизации конструкций фундаментов по стоимости и трудоемкости разработаны различные типы отдельно стоящих фундаментов — буробетонные, щелевые, анкерные фундаменты и пр..

Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты как разновидность фундаментов мелкого заложения применяются для восприятия нагрузок от протяженных элементов конструкций зданий и передачи нагрузок на грунты основания. Ленточные фундаменты могут располагаться независимо друг от друга или взаимоувязаны в перекрестной системе. Перекрестные ленты, как правило, используют для восприятия нагрузок от колонн здания.

В случае расположения прочных грунтов в основании здания возможно устройство прерывистых ленточных фундаментов.

Для устройства сборных фундаментов используют железобетонные плиты (фундаментные подушки) и бетонные блоки.

При необходимости выравнивания осадок или в качестве антисейсмических мероприятий фундаменты усиливают железобетонными поясами расположенными поверх сборных железобетонных блоков.

Сплошные фундаменты

Эти фундаменты также, называют плитными. Их устраивают под всем зданием в виде монолитной железобетонной плиты. При необходимости плитные фундаменты подлежат рассечению системой деформационных швов.

Фундаментные плиты обеспечивают совместную работу надземной и подземной частей сооружения. Эти фундаменты способствуют снижению неравномерных осадок, являются практически водонепроницаемыми, обеспечивают высокую экономическую эффективность за счет технологичности устройства и относительно малых размеров сечений конструкций.

Возможно устройство плитных фундаментов коробчатого сечения, с целью снижения расхода материалов.

Сечения плитных фундаментов рассчитывают исходя из действия изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а также с учетом продавливающих нагрузок (в зоне опирания колонн).

Массивные фундаменты

Массивные фундаменты устраивают в виде жесткого массива под небольшие в плане сооружения (устои мостов, дымовые трубы, мачты и пр.).

Как правило эти фундаменты выполняют в железобетонном исполнении. Часто, для экономии материалов, при бетонировании, закладывают пустотообразователи. Возможно комбинированное решение с устройством анкеров — используется для восприятия значительных опрокидывающих нагрузок.

Расчет фундаментов мелкого заложения

Нагрузки и воздействия

Все расчеты фундаментов производятся на расчетные значения нагрузок. Нагрузки и воздействия определяются расчетом исходя из совместной работы сооружения и основания. Пример из практики описания и расчета нагрузок и воздействий на фундаменты.

Характеристики грунтов оснований

К основным характеристикам грунтов оснований используемых в расчетах относят прочностные и деформационные характеристики:

угол внутреннего трения;
удельное сцепление грунта;
предел прочности на одноосное сжатие скального грунта;
модуль деформации;
коэффициент поперечной деформации;

Возможно использование других характеристик:

удельные силы пучения;
коэффициент жесткости основания и пр..

Характеристики грунтов оснований определяются в процессе инженерно-геологических изысканий по результатам полевых и лабораторных испытаний грунтов.

Все расчеты производятся на расчетные значения прочностных и деформационных характеристик.

Подземные воды

В расчетах фундаментов мелкого заложения в обязательном порядке учитываются гидрогеологические условия площадки строительства:

сезонные и многолетние колебания уровня грунтовых вод;
изменения уровня грунтовых вод в силу техногенного воздействия;
значения высоты капиллярного подъема грунтовых вод;
агрессивное воздействие грунтовых вод по отношению к конструкциям фундаментов.

В процессе проектирования фундаментов также, производится оценка влияния строительства на гидрогеологические условия площадки.

Глубина заложения фундамента

От глубины заложения фундамента зависят многие факторы строительства сооружения — технология производства, экономическая эффективность строительства, величина осадок или подъема (в силу морозного пучения) фундаментов, долговечность конструкций и пр.

На глубину заложения фундамента в значительной мере влияют инженерно-геологические условия площадки, а именно прочность и сжимаемость грунтов.

При определении глубины заложения фундамента обычно придерживаются общих правил:

минимальная глубина заложения фундамента принимается не менее 0.5м от спланированной поверхности территории;
врезка фундамента в несущий слой должна быть не менее 15см.;
подошва заложения по возможности, должна быть выше уровня грунтовых вод;
все фундаменты здания или сооружения по возможности, необходимо закладывать на одном типе грунта или на грунтах с близкой прочностью и сжимаемостью.

Часто глубина заложения фундамента определяется по условию сезонного промерзания грунтов, которая зависит от типа, вида и разновидности грунта, и определяется в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания. Нормативная глубина сезонного промерзания приводится в нормативной документации и устанавливается по результатам многолетних наблюдений за фактическим промерзанием.

При определении глубины заложения фундаментов также, учитывают конструктивные особенности сооружения: наличие подвальных и цокольных этажей, наличие приямков под технологическое оборудование, глубину расположения подземных коммуникаций, глубину расположения фундаментов близстоящих зданий и сооружение и пр..

Фундаменты здания или сооружения, как правило, закладывают на одном уровне с фундаментами существующих строений. Если это требование не удается соблюсти в процессе проектирования, то необходимо разрабатывать дополнительные инженерно-технические мероприятия.

Подземные коммуникации должны быть (по возможности) расположены выше отметки заложения фундаментов. Это позволяет избежать увеличения давления на конструкции коммуникаций, опирания фундаментов на насыпной грунт траншей прокладки коммуникаций, замены и ослабления грунтов основания в случае необходимости замены подземных коммуникаций.

Часто при определеннии глубины заложения фундаментов приходиться учитывать другие требования участников строительства, например, возможность изменения объемно-планировочного решения подземной части здания в процессе его эксплуатации.

Проектирование фундамента мелкого заложения

В процессе разработки проекта фундамента мелкого заложения в том числе, приходится устанавливать форму фундамента.

Форма фундамента часто, определяется геометрической конфигурацией здания или сооружения (круглая, кольцевая, квадратная и пр.).

Предварительные размеры фундамента рассчитывают из условия при котором среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетное сопротивление грунта. Где давление под подошвой является функцией действующих нагрузок на фундамент и площадью фундамента. Расчетное сопротивление грунта зависит от геометрических размеров фундамента, от механических характеристик грунтов основания и от глубины заложения фундамента.

Подобрав предварительно форму и размер фундамента выполняют расчет осадок фундаментов здания. Осадка основания фундамента не должна превышать предельных значений осадки указанных в нормативных документах.

При этом совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:

осадкой или подъемом основания фундамента;
средней осадкой;
относительной разностью осадок;
креном фундамента;
относительным прогибом или выгибом;
кривизной изгибаемого участка;
относительным углом закручивания;
горизонтальным перемещением фундамента.

В расчете осадок фундаментов аналитическим методом, наиболее популярны метод послойного суммирования и метод эквивалентного слоя.

По методу послойного суммирования полную осадку основания определяют как сумму осадок отдельных слоев грунта, в пределах сжимаемой толщи.

Метод эквивалентного слоя учитывает такие составляющие как жесткость и форма фундамента, нормальные напряжения в толще линейно деформируемого грунта по основным направлениям.

Наиболее достоверные результаты расчетов напряжений и деформаций оснований и фундаментов получаются на основе численных решений конечно-элементных моделей, с учетом физической и геометрической нелинейности.

Накопленные и проанализированные данные в процессе проектирования, а также принятые технические решения отражаются в проекте фундамента.

Фундамент мелкого заложения: принципы, типы, плюсы и минусы

Современные технологии возведения фундаментов подстраиваются под решение различных вопросов: от общих — например, повышения эффективности оснований в разных грунтовых условиях, до частных, но не менее важных — разработки облегченных конструкций и новых точных методов их расчетов.

Решения подобных задач впоследствии формируются в основные принципы конструкционного развития, каждый из которых находит свое применение на практике. Одним из оптимальных решений для организации фундамента под частное строение стал вариант основания мелкого заложения.

Фундамент мелкого заложения (ФМЗ) — пожалуй, самый распространенный тип основания для частного строительства. В этом материале разберемся — в чем его плюсы, какие технологии применяются при его возведении и почему он так популярен у застройщиков.

Каким принципам отвечает ФМЗ?

Минимальная ресурсоемкость — за счет этого достигается эффект экономии, как на материалах, так и на трудоемкости процесса. Принцип способствует уменьшению собственного веса конструкции, которая при прочих равных остается надежным решением.

Ресурсоемкость напрямую влияет на экономическую сторону вопроса строительства: чем выше данный показатель, тем больше вариативности у проектировщиков и заказчиков;

Увеличение прочностных свойств используемых материалов — конструкторским отделом разрабатывается геометрия конструкции, при которой плохо работающая часть в сечении минимальна, а все нагрузки воспринимались максимально эффективным образом;

Вовлечение в работу максимального объема грунта — регулирование осадок отдельных частей основания и здания в целом.

Какие типы фундаментов мелкого заложения существуют?

Конструкция мелкозаглубленного фундамента для малоэтажных домов допускает монолитный или сборный способ заложения — лента или плита, а для легковесных построек (беседки, террасы, бани и хозяйственные строения) может реализовываться в виде столбчатого основания.

Самый распространенный вид — ленточный. Мелкозаглубленная лента характеризуется простотой сооружения и минимальной стоимостью. Облегченная версия железобетонного фундамента закладывается на глубину не более 0,5 метров, сооружается тепло- и гидроизоляция по всей длине и отмостка. При высоком уровне грунтовых вод вокруг основания и под ним сооружается дренажная система.

Плита мелкого заложения — решение проблемы с обустройством фундаментов на проблемных грунтах. Обустройство малозаглубленного основания на противопучинной подушке с использованием теплоизоляционного материала исключает промерзание грунта под ним. А сам принцип технологии заключается в подъеме всего строения на определенную высоту в холодное время года, и его возвращении в исходное положение при оттаивании.

Мелкозаглубленный столбчатый фундамент состоит из опорных столбов, установленных на углах зданий и в местах сосредоточения наибольшей нагрузки. Такое основание применяется в случаях возведения легковесных конструкций: каркасных домиков, террас, бань и времянок. В качестве материалов используются кирпичи, бетонные блоки, ЖБ монолит и даже бревна.

Преимущества ФМЗ:

Сниженные расходы на возведение фундаментной конструкции;
Упрощенные технологии строительства — и, как следствие, малая трудоемкость строительства, быстрые сроки;
Минимизация рисков разрушения конструкции в результате пучения грунта;

К недостаткам технологии стоит отнести невозможность ее использования для строительства тяжеловесных капитальных строений и несовместимость такого фундамента с участками под уклоном более 5 градусов. Возведение фундамента мелкого заложения на участке с пучинистым грунтом требует дополнительных затрат на качественное утепление, сооружение дренажной системы.

Классификация фундаментов мелкого заложения

Технологии современного строительства предусматривают применение различных типов фундаментов. В зависимости от глубины заложения (расстояния от подошвы до поверхности почвы) они бывают глубокого (ФГЗ) и мелкого заложения (ФМЗ)

Виды и особенности плывунов

В основе даннной особой разновидности почвы – вода и мелкозернистый песок, эта плавучая масса (что и обуславливает название) не приспособлена для больших нагрузок. Если неправильно спроектировать фундамент, дом может изрядно просесть. Встречаются плывуны истинные и ложные.

Истинного происхождения

Такой грунт состоит из суглинка, глинистого песка, супесей, он проявляет высокие гидрофобные свойства. Почва быстро и обильно впитывает воду, частицы характеризуются молекулярным взаимодействием. Плывуны можно узнать по специфической пленке, имеющей минимальную степень очистки. Для определения сущности почвы можно использовать внешние признаки: на дне скважины появляется «цементное молочко», когда оттуда извлекают пробу, последняя моментально расплывается. Чтобы в точности удостовериться в наличии на участке подобной почвы, пробу необходимо исследовать в лаборатории.

Как выглядит плывун

Яма, вырытая на такой территории, быстро заполнится водой, притом жидкость будет иметь красноватый оттенок. По мере высыхания в ней образуется плотная, тягучая масса. Подобная плавающая прослойка может стать причиной усложнения монтажных работ, так как в процессе строительства почва способна проникнуть в любые углубления. В таких условиях труднее сформировать закрытый контур.

Ложного происхождения

Основным компонентом в данном случае служит гравиевый песок. Образования не столь опасны, как в предыдущем случае, так как в составе не присутствуют крепкие молекулярные связи. Жидкость, появляющаяся на дне, обычно светлая, она быстро испаряется, в результате формируется рыхловатая масса.

Основные типы

Существует следующая классификация фундаментов по нескольким основным параметрам:

По конструкции (конструктивный тип): ленточный, столбчатый, свайный, плиный (монолитный), комбинированный.
По заглублению: неглубокого заложения (мелкозаглубленные) и глубокого заложения.
По применяемым материалам: бетонный (железобетонный), каменный (из природного или искусственного камня), кирпичный, блочный.
По назначению: несущий, комбинированный и специальный (плавающий, сейсмостойкий и т.д.).

Выбор разновидности фундамента осуществляется с учетом структуры и свойств грунта, залегания подземных вод и увлажнения грунта, глубины промерзания, нагрузки от здания и климатических особенностей региона. Конструкция фундамента зависит от назначения, размеров и веса сооружения.

Конструктивные решения фундаментов

10.3.1. Устройство фундаментов под резервуары рекомендуется выполнять с применением следующих конструктивных решений:

– грунтовая подушка (рис. 10.2);

– кольцевой железобетонный фундамент (рис. 10.3);

– сплошная железобетонная плита (рис. 10.4).

10.3.2. Для устройства грунтовой подушки используются чистые и прочные сыпучие материалы – песок и щебень.

Рис. 10.2. Грунтовая подушка

Формирование подушки осуществляется слоями толщиной около 150 мм с утрамбовкой слоев катками массой от 5 до 10 тонн. Высота подушки должна составлять не менее 0,5 м.

По верху подушки устраивается гидрофобный слой из битумно-песчаной смеси толщиной не менее 50 мм, состоящей из формованной в горячем состоянии смеси следующих компонентов: 9 % битума, растворенного в чистом керосине, 10 % портландцемента и 81 % чистого песка.

Дренаж грунтовой подушки и контроль протечек через возможные повреждения днища обеспечивается путем установки по периметру фундамента на расстоянии не более 5 м друг от друга радиальных дренажных трубок диаметром 75 мм, закрытых с торцов пластиковой сеткой 10 × 10 мм.

Рис. 10.3. Кольцевой железобетонный фундамент

10.3.3. Кольцевой железобетонный фундамент используется при наличии значительных контурных нагрузок по периметру стенки или при необходимости установки анкеров.

Ширина кольцевого фундамента должна быть не менее 0,8 м для резервуаров объемом до 3000 м3 и не менее 1,0 для резервуаров объемом свыше 3000 м3. Толщина железобетонного кольца принимается не менее 0,3 м. При строительстве резервуаров в сейсмических районах наличие кольцевого железобетонного фундамента является обязательным. Ширина кольца должна быть не менее 1.5 м, а толщина не менее 0,4 м.

Рис. 10.4. Сплошная железобетонная плита

10.3.4. Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты рекомендуется для резервуаров диаметром не более 15 м на немерзлых грунтах, для всех резервуаров на мерзлых грунтах, а также для всех резервуаров при хранении в них этилированных бензинов, реактивного топлива или иных ядовитых продуктов. Для обнаружения возможных протечек продукта железобетонная плита должна иметь уклон не менее 1 % от центра к периметру, а также радиально расположенные дренажные канавки.

Классификация и требования к фундаментам

важнейший конструктивный элемент, воспринимающий все нагрузки от вышестоящих элементов здания и передающих их грунтам основания.

По конструктивной схеме фундаменты делят на:

– под всей длиной стен либо в виде сплошных лент под рядами колон;

– под лёгкие стены при глубине залегания подходящего грунта основания ниже 2м. имеют вид отдельных опор под стены, колонны или столбы;

– особенно актуальны при необходимости передать на слабый грунт значительные нагрузки, при высоком уровне стояния грунтовых вод. Отдельные, погруженные в грунт сваи, через которые происходит передача на грунт нагрузок от здания, по верху сваи объединяются бетонной или ж/б плитой, либо балкой – ростверк; висячие и сваи-стойки

– монолитные плиты под всей площадью здания (применяются при особо больших нагрузках, слабых неоднородных грунтах основания, для создания водонепроницаемой защиты подвалов, во влажных грунтах с высоким уровнем стояния грунтовых вод).

Материалы применяемые для фундаментов:

* тяжёлый бетон марки 50 и выше

* железобетон (монолитный или сборный, изделия из них);

* металл, асбоцементные трубы (для свайных фундаментов);

* обожжённый красный кирпич (прочной марки 1 00 и более);

* антисептированная древесина (для деревянных зданий);

* редкий для средней полосы естественный камень из тяжёлых природных пород марки 200 и выше.

материал которых работает на сжатие) в теле этих фундаментов не возникает деформаций изгиба. Для их устройства применяют: кладка из природного камня, бутобетон, бетон

(работают на изгиб)

По способу устройства:

o сборные (заводское изготовление)

o монолитные (опалубка под стены, заливают бетон, 24 суток…)

По глубине заложения:

? глубокого (больше 1м)

* грунтов. Глубина заложения фундаментов.

Глубина заложение фундамента

– расстояние от планировочной отметки грунта до подошвы фундамента.

Глубина заложения фундаментов зависит от ряда условий:

-вида сооружения (дом, баня, гараж, хозяйственные постройки) и его конструктивных особенностей (наличия цокольного, подвального этажа и т.д.);

-величины и характера нагрузок, действующих на фундамент;

-геологических условий площадки (физико-механические параметры грунта);

– гидрогеологических условий площадки (и их изменений в процессе строительства и эксплуатации)

Основные виды фундаментов мелкого заложения

ФМЗ имеют глубину заложения, не превышающую их учетверенной ширины. Они могут обеспечить прочную основу сооружения на достаточно сложных грунтах, включая пучинистые. При этом требуют существенно меньших затрат на строительство, чем ФГЗ.

Особенности фундамента мелкого заложения: что нужно знать