Типы отдельно стоящих фундаментов: что нужно знать

Отдельно стоящие фундаменты представлены несколькими основными типами, среди которых стоит выделить ленточные, плитные и свайные. Ленточные фундаменты характеризуются непрерывной конструкцией, обеспечивающей равномерное распределение нагрузки от стен здания. Плитные фундаменты представляют собой сплошные плиты, которые хорошо подходят для мягких грунтов и позволяют избежать осадки.

Свайные фундаменты, в свою очередь, используют вертикальные элементы, вбиваемые в грунт, что позволяет передавать нагрузку на более прочные слои. Каждой из этих разновидностей свойственны свои особенности и преимущества, что стоит учитывать при выборе фундамента в зависимости от конкретных условий строительства.

Отдельно стоящие фундаменты с неплоской подошвой Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ФУНДАМЕНТ / СТРОИТЕЛЬСТВО / ФУНДАМЕНТ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ / СТОЛБЧАТЫЙ ФУНДАМЕНТ / ИЗМЕНЕННАЯ ГЕОМЕТРИЯ / НЕПЛОСКАЯ ПОДОШВА / МЕХАНИКА ГРУНТОВ / ЭФФЕКТИВНОСТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ / ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ / КРИТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ / FOUNDATION / CONSTRUCTION / MODIFIED GEOMETRY / NON-PLANAR SOLE / SOIL MECHANICS / CONSTRUCTION EFFICIENCY / EARTHWORKS / CRITICAL PRESSURE

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сафарян В. С., Бай В. Ф., Коркишко А. Н., Чухлатый М. С

Статья посвящена вопросу эффективности отдельно стоящих фундаментов мелкого заложения . В частности, рассматривается конкретный вариант фундамента с измененной геометрией ступенями вниз. Фундамент со ступенчатой подошвой имеет большую несущею способность и устойчивость, а также его устройство требует меньше трудозатрат, что делает его эффективнее, аналогов с плоской подошвой.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сафарян В. С., Бай В. Ф., Коркишко А. Н., Чухлатый М. С

Системы обнаружения утечек — гарантия безопасной работы магистральных трубопроводов

Автоматизированные системы управления инвестиционно-строительными проектами обустройства месторождений

Фундаменты с неплоской подошвой на неоднородном лессовом основании
Влияние получения разрешительной документации на инвестиционный климат проекта

Размещение оздоровительного комплекса в С. Воронежском Ставропольского края, имеющего один объект культурного наследия — памятник археологии — курганный могильник «Воронежский -2»

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Separate foundations with non-flat sole

The article is devoted to the question of the effectiveness of separate foundations. In particular, a specific version of the foundation with a modified geometry is considered steps down. The foundation with a stepped sole has a greater bearing capacity and stability, as well as its device requires less labor, which makes it more efficient, analogs with a flat sole.

Текст научной работы на тему «Отдельно стоящие фундаменты с неплоской подошвой»

Отдельно стоящие фундаменты со ступенчатой подошвой

В.С. Сафарян, В.Ф. Бай, А.Н. Коркишко, М.С.Чухлатый Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень

Аннотация: Статья посвящена вопросу эффективности отдельно стоящих фундаментов мелкого заложения. В частности, рассматривается конкретный вариант фундамента с измененной геометрией — ступенями вниз. Фундамент со ступенчатой подошвой имеет большую несущую способность, а также его устройство требует меньших трудозатрат, что делает его эффективнее аналогов с плоской подошвой.

Ключевые слова: фундамент, строительство, фундамент мелкого заложения, столбчатый фундамент, измененная геометрия, неплоская подошва, механика грунтов, эффективность в строительстве, земляные работы, критическое давление.

Основная задача фундамента — это прием и передача нагрузок от зданий и сооружений на основание.

Характер напряженного состояния основания зависит от вида фундамента. В фундаментах неглубокого заложения большое влияние на НДС имеет форма поверхности, которой фундамент опирается на грунт.

Стоимость нулевого цикла при неглубоком заложении фундаментов колеблется в пределах 10-12% от стоимости строительства. Поэтому тип применяемого фундамента определяет его эффективность.

Настоящая работа направлена на исследование фундаментов мелкого заложения, которые в свою очередь подразделяются на:

^ Сплошные (плитные) фундаменты;

Предметом конкретных исследований является конфигурация отдельных фундаментов с целью изучения влияния формы подошвы фундамента на напряженно-деформированное состояние (далее НДС) грунтового основания.

Рис. 1. Отдельно стоящий фундамент со ступенчатой и плоской подошвой.

Предлагается обратить внимание на объем земляных работ по устройству фундамента с измененной геометрией, которая заключается в следующем -фундамент, перевернутый ступенями вниз. В таком положении выемка грунта производится только в том объеме, который необходим для формирования геометрии опалубки. При соответствующем показателе текучести грунта само основание может служить опалубкой.

Основатель советской школы механики грунтов Н.М. Герсеванов в своих работах выделил три фазы НДС:

I — нормальное уплотнение;

II — фаза образования локальных зон пластических деформаций (сдвигов);

III — выпирания грунта.

Далее приведен график зависимости давления и вертикальных перемещений грунта:

Фаоы нлпряженно-деформнровднного состояния rpvtrra. Р^ — структурная прочность: Tw — начальное критическое давление; ~ предельное критическое даалекпе; Л — расчетное сопротивление грунта; 0- упругой работы 1 — фаэа уплотнения; П—фага слвпгов. 111 — фаза выпоров: 1 — основание в допредельном состоянии; 2- зоны сдвигов; 3 — лвннн скольжения; 4 — >оны выпоров

Рис. 2. график Н.М. Герсеванова, отображающий перемещения грунта от давления.

Постепенно, с ростом давления, объем пор кончается, вследствие чего дальнейшее уплотнение за их счет становится невозможным. Это приводит к росту напряжений по краям фундамента, что является началом фазы сдвигов. Происходят местные потери устойчивости грунта.

Если первый участок имел большой радиус кривизны, и его можно было сравнивать с линейной зависимостью, то по мере роста нагрузок (следовательно и давления) график становится ближе к параболе, что говорит о непропорциональности дальнейшего приращения значений давления к приращению осадки. Дальнейшее увеличение давления приведет к образованию уплотненного ядра под фундаментом, вплоть до исчерпания несущей способности, когда минимальное приращение давления приводит к очень большим осадкам. Это давление является переходным от второй фазы к фазе выпора грунта.

Рассмотрим механику работы грунтов на наглядных примерах, где два фундамента работают во второй фазе:

Рис. 3. Развитие зон местной потери устойчивости грунта под фундаментами с разным типом подошвы.

Из представленного на рис.3 примера видно, что у фундамента со ступенчатой подошвой больше зон пластических деформаций, что вполне вероятно, несмотря на меньший размер каждой отдельной зоны относительно зон у фундамента с плоской подошвой, может привести к увеличению значения второго критического давления и несущей способности в целом. Также, у фундаментов с плоской подошвой грунт над ступенями догружает основание собственным весом, что приводит к увеличению давления без роста полезной нагрузки, чего нет в случае использования фундамента со ступенчатой подошвой, передающего на основание только полезную нагрузку.

В данный момент проводятся экспериментальные исследования по вопросу эффективности опирания неплоской подошвы на основание с последующим приведением необходимых расчетных схем и результатов эмпирического исследования. [1 — 6]

На данном этапе работы можно отметить, что фундамент со ступенчатой подошвой обладает следующими преимуществами перед фундаментами с плоской подошвой:

• Во-первых, это минимизация земляных работ, как видно из представленных примеров, выигрыш в объеме вынутого грунта может доходит до 7 раз.

• Во-вторых, анализируя результаты исследований работы ленточных фундаментов со ступенчатой подошвой, можно утверждать об увеличении несущей способности отдельно стоящих фундаментов со ступенчатой подошвой относительно аналогичных с плоской подошвой. [7, 8]

• В-третьих, фундамент с измененной геометрией намного более устойчивый, что обуславливается его работой по боковой поверхности, отдельно стоящие фундаменты с плоской подошвой по боковой поверхности не работают. Крен таких фундаментов, как показали постановочные эксперименты в лаборатории, практически отсутствует в отличие от фундаментов с плоской подошвой.

1. Архипов Д.Н. Взаимодействие грунтового основания и сборных ленточных фундаментов с геометрически изменяемой формой подошвы. Волгоград: ВГАСУ, 2006. 24 с.

2. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и к СНиП 2.02.01-83). М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. 144 с.

3. Красовицкий М.Ю. Проектирование фундаментов промышленных и гражданский зданий — курс лекций. М.: МГУПС, 2011. 137 с.

4. Чудновская Н.С., Оценка эффективности финансирования строительства в России // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2042

5. Прокопов А.Ю., Акопян В.Ф., Гаптлисламова К.Н., Изучение напряженно-деформированного состояния грунтового массива и взаимного влияния подземных конструкций существующих и вновь возводимых

сооружений в береговой зоне морского порта Тамань // Инженерный вестник Дона, 2013 №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2104

6. Койнов Н.И., Коркишко А.Н. Подходы в экспертизе проектно-сметной документации в СССР и Российской Федерации // Актуальные проблемы архитектуры, строительства, энергоэффективности и экологии —

2016. Тюмень, 2016. с. 182-187.

7. Бай В.Ф., Сохоян М.О. Исследование работы ленточных фундаментов со ступенчатой подошвой // Нефть и газ Западной Сибири —

2017. Тюмень, 2017. с. 106-107.

8. Сохоян М.О. Исследование работы ленточного фундамента со ступенчатой подошвой. Тюмень: ТИУ, 2018. 84 с.

9. Maltseva T.V., Nabokov A., Chernikh A., Reinforced sandy piles for low-rise buildings. Procedia Engineering. 2015. V. 117. рр. 239-245.

10. Maltseva T., Nabokov A., Novikov Y., Sokolov V., The method of calculating the settlement of weak ground strengthened with the reinforced sandy piles. matec Web of Conferences. 2016. V. 73. pp. 01015.

1. Arhipov D.N. Vzaimodejstvie gruntovogo osnovaniya i sbornyh lentochnyh fundamentov s geometricheski izmenyaemoj formoj podoshvy [The Interaction of the soil base and precast strip foundations with a geometrically variable shape of the sole]. Volgograd: VGASU, 2006. 24 p.

2. Posobie po proektirovaniyu fundamentov na estestvennom osnovanii pod kolonny zdanij i sooruzhenij (k SNiP 2.03.01-84 i k SNiP 2.02.01-83) [Manual on the design of foundations on a natural basis for the columns of buildings and structures]. M.: CITP Gosstroya SSSR, 1987. 144 p.

3. Krasovickij M.YU. Proektirovanie fundamentov promyshlennyh i grazhdanskij zdanij kurs lekcij [Designing the foundations of industrial and civil buildings lecture course]. M.: MGUPS, 2011. 137p.

4. CHudnovskaya N.S., Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2042

5. Prokopov A.YU., Akopyan V.F., Gaptlislamova K.N., Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2104

6. Kojnov N.I., Korkishko A.N. Aktual’nye problemy arhitektury, stroitel’stva, energoeffektivnosti i ekologii 2016. Tyumen’, 2016. pp. 182-187.

7. Baj V.F., Sohoyan M.O. Neft’ i gaz Zapadnoj Sibiri 2017. Tyumen’, 2017. pp. 106-107.

8. Sohoyan M.O. Issledovanie raboty lentochnogo fundamenta so stupenchatoj podoshvoj [Research work tape foundation with a stepped base]. Tyumen’: TIU, 2018. 84 p.

9. Maltseva T.V., Nabokov A., Chernikh A., Reinforced sandy piles for low-rise buildings. Procedia Engineering. 2015. V. 117. рp. 239-245.

10. Maltseva T., Nabokov A., Novikov Y., Sokolov V., The method of calculating the settlement of weak ground strengthened with the reinforced sandy piles. matec Web of Conferences. 2016. V. 73. pp. 01015.

Виды фундаментов по конструкции и изготовлению

Из этой страницы вы узнаете о видах фундаментов, о способе их изготовления и их конструкции. Мы рассмотрим технологии их возведения и расскажем какой техникой это всё делается.

Оглавление:

• Конструкция и способ изготовления фундаментов
• Классификация ленточных оснований
• Классификация столбчатых фундаментов
• Классификация свайных конструкций
• Классификация плитных фундаментов
• Заказ свайных фундаментов

Классификация фундаментов включает несколько типов оснований, имеющих разную конструкцию и обустраиваемых по определённым технологиям. Преимущественно на практике отдают предпочтение 4-ём видам подошв:

Конструкция и способ изготовления фундаментов

Ленточные фундаменты имеют сплошную конструкцию и располагаются под несущими стенами зданий. Основание бывает нескольких типов: монолитное, сборное. Различают мелкозаглублённые и заглублённые фундаменты.

Обустройство мелкозаглубленных фундаментов возможно в условиях несклонных к морозному пучению грунтов. В таком случае лента фундамента (либо опорная часть столбчатых оснований) размещаются в грунте на глубине 30-50 сантиметров.

Рис: Классификация фундаментов по заглублению

Если строительство ведется на пучинистых грунтах, где присутствует повышенный риск деформации основания под воздействием выталкивающих сил, необходимо возводить фундамент глубокого заложения, опорная часть которого углубляется ниже уровня промерзания почвы. В таком случае на фундамент перестают действовать силы вертикального пучения, а касательные воздействия устраняются посредством замены грунта по периметру внешних стенок основания на непучинистую (песчаную) почву.

Плитные основания изготавливаются в виде сплошной конструкции, располагающейся на всей площади будущего дома и позволяющей равномерно распределять нагрузку на слабых грунтовых участках.

Столбчатые фундаменты монтируются в местах расположения каркасных колонн, а свайные создаются в соответствии с разными проектами:

• ленты;
• кусты;
• сплошное поле;
• отдельно стоящие опоры.

Рис.: Фундаменты бесподвальных домов

Фундаменты с ленточным и отдельно стоящим расположением свай используются в малоэтажном строительстве, они обвязываются ленточным ростверком из железобетона либо металлопроката. Свайные поля и кусты применяются при возведении многоэтажных зданий, роль обвязки в таких фундаментах выполняет уложенная поверх свай железобетонная плита.

Рис: Виды ленточных ростверков свайного фундамента

Взводятся свайные конструкции монолитного и сборного типа.

Важно: свайные фундаменты, в зависимости от особенностей конструкции и материалов изготовления, классифицируются на фундаменты из забивных, буронабивных и винтовых свай.

Основания на забивных сваях состоят из железобетонных столбов заводского производства, забивка в грунт которых осуществляется с помощью копровых установок.

Буронабивные фундаменты состоят из опор, сформированных на строительном участке посредством заливки пробуренных в грунте скважин бетонной смесью.

Винтовые фундаменты обустраиваются из вкручиваемых в землю металлических свай, длина которых не превышает 5 метров, тогда как длина используемых в частном строительстве железобетонных и буронабивных свай может достигать 12 м.

Рис: Виды винтовых свай

Классификация ленточных оснований

Ленточные подошвы имеют вид замкнутой железобетонной полосы, укладываемой вдоль периметра стен и равномерно распределяющей нагрузку. Основание отлично справляется с силами пучения, не допускает проседания и перекосов. Изготавливаются ленточные фундаменты на естественной или свайной основе.

• Первый тип характеризуется передачей нагрузки непосредственно на почву.
• Вторая конструкция способствует первоначальной передачи нагрузки на сваи, а затем на грунт.

Недопущение воздействия на подошву грунтовых вод, реализуется посредством использования гравийно-песчаной подушки.

Монолитные основания выделяются широкой фундаментной подушкой, расположенной максимально близко к поверхности и создающей надёжную опору. Конструкция применяется в условиях слабого грунта и высоко залегающих подземных вод. Целостная монолитная конструкция формируется посредством заливки качественного бетонного раствора и создания арматурного укрепляющего каркаса. Сборный фундамент формируется с применением железобетонных блоков, дополнительно скрепляемых цементным раствором.

Рис: Опалубка и армокаркас ленточного фундамента

По причине большей долговечности в жилищном строительстве преимущество отдается ленточным фундаментам монолитного типа. Технология их изготовления состоит из следующих этапов:

• Подготовка строительного участка — уборка поверхностной растительности, выкорчевывание корней, удаление валунов и мусора;
• Разметка контуров фундаментной ленты с помощью досок обноски и бечевки. Размечаются как наружные, так и внутренние стены здания;
• Разработка траншеи под фундамент. При обустройстве оснований мелкогозаглубленного типа котлован откапывается в ручную, при необходимости закладки фундамента ниже уровня промерзания почвы (на глубину 1.5-2 м.) привлекается экскаватор;
• Обустройство уплотняющей подсыпки на дне котлована. Подсыпка состоит из одинаковых по толщине (10-15 см) слоев песка и мелкого щебня, она необходима для предотвращения усадки почвы под весом здания и устранения сил пучения грунта;
• Создание опалубки под заливку бетоном из строганных досок. Опалубка размещается по всему периметру траншеи, ее высота равна проектной высоте поднятия цоколя фундамента над землей. Конструкция фиксируется с помощью упоров из бруса;
• Укладка в траншею и на внутренние стенки опалубки клеенки, которая будет препятствовать утечке из бетона цементного молочка;
• Сборка армокаркаса и его установка в опалубку. Каркас состоит из двух рядов продольных прутьев арматуры по нижнему и верхнему контуру фундамента. Для создания каркаса используются стержни арматуры диаметром 12 мм. (продольные) и 8 мм. (поперечные перемычки), которые соединяются с помощью сварки либо вязальной проволоки;
• Заливка опалубки бетоном и его последующее уплотнение (вибрированием либо штыкованием арматурой). Заливка фундамента выполняется одномоментно либо с минимальными паузами, не допускающими схватывание предыдущих слоев бетона.

Важно: монолитный ленточный фундамент может использоваться для дальнейшего строительства после полного отвердевания бетона (спустя 28-30 дней после заливки).

Рис: Ленточный фундамент после заливки бетоном

Классификация столбчатых фундаментов

Столбчатое основание бывает сборным и монолитным, оно формируется с применением железобетонных перемычек, фундаментных балок, монтируемых под углами здания и в районе пересечения несущих стен, принимающих основную нагрузку. Конструкция имеет унифицированную структуру, состоящую из подошвы, передающей нагрузку на грунт от колонн дома и стакана, выполненного в виде стойки с болтами анкерного типа. Возводятся монолитные и сборные конструкции на свайном и естественном основании.

Рис.: Опора столбчатого фундамента

Монолитные столбчатые фундаменты создаются в результате заливки опалубки, в которой размещен арматурный каркас, бетоном. Опалубка опорных столбов изготавливается из досок, которые демонтируются после набора столбом прочности.

Рис: Схема монолитного столбчатого фундамента

Также монолитные опорные столбы могут обустраиваться посредством заливки бетоном асбоцементных труб, что значительно сокращает сроки на монтаж опалубочной конструкции. Такой вариант распространен при строительстве легких каркасных зданий.

Сборные столбчатые фундаменты изготавливаются из ФБС — фундаментных блоков, либо кирпича. Они обладают меньшей долговечностью и надежностью, поскольку их армирование выполняется не арматурными стержнями а обычной металлической сеткой, укладываемой в кладочные швы.

Рис: Сборный столбчатый фундамент из кирпича

Если используется естественная основа, то подошва монтируется на предварительно утрамбованной, залитой бетоном площадке. Отдав предпочтение свайному основанию, требуется сделать подошву в виде верхнего сегмента, распределяющего нагрузку на подошву, созданную из балок, объединённых ростверком.

Рис: Обустройство столбчатого фундамента из асбоцементных труб

Этапы изготовления монолитного столбчатого фундамента из асбоцементных труб:

• Разметка фундамента и определение мест расположения опорных столбов;
• Бурение скважин под столбы с помощью ручного бура. Глубина заложения опор должна быть ниже сезонного промерзания почвы, оптимальный вариант 2-2.5 метров;
• Подсыпка в скважину уплотняющей подушки из песка толщиной 15-20 см. Песок поливается водой и утрамбовывается;
• Установка в скважины асбоцементных труб, высота которых выравнивается по нулевому уровню фундамента. Трубы закрепляются временными распорками из деревянного бруса;
• Внутрь труб устанавливаются арматурные прутья в количестве 4-6 шт., связанные между собой стальной проволокой;
• Заливка асбоцементных труб бетоном;

Важно: после отвердевания бетона опорные столбы обвязываются ростверком из деревянного бруса, швеллера либо двутавровой балки.

Рис: Столбчатый фундамент из асбоцементных труб с обвязкой из бруса

Классификация свайных конструкций

Свайный фундамент сооружается с применением стоек и висячих конструкций. Когда на незначительной глубине залегает твёрдый грунт, то отдают предпочтение сваям-стойкам, прорезающим почву и передающим нагрузку на надёжный слой. Залегание твёрдого слоя грунта на существенной глубине вынуждает использовать висячие сваи, способствующие уплотнению почвы в процессе погружения.

Сваи изготавливаются из металла, древесины, железобетона. Конструкции различают исходя, из технологии опускания, выделяя следующие методики:

Рис.: Типы свай

Фундаменты на забивных сваях предназначены для возведения тяжелых зданий из кирпича и бетона. Они обладают максимальной несущей способностью, которой достаточно для многоэтажных домов и сооружений. Основания на буронабивных сваях промышленного изготовления (созданные с помощью буровых установок) в плане эксплуатационных характеристик аналогичны фундаментам из забивных свай.

Рис: Этапы обустройства буронабивных свай с помощью буровой установки

Буронабивные опоры широко распространены в индивидуальном строительстве, где они изготавливаются с помощью ручных инструментов. Такие опоры (заложенные на глубину до 2,5-4 м.) могут использоваться для возведения одноэтажных домов из среднетяжелых материалов — бруса, пенобетона.

Рис: Самодельные буронабивные сваи

Основания на винтовых сваях используются для строительства легких каркасных и деревянных домов, это наиболее быстровозводимый тип фундамента, который может быть обустроен за 2-3 дня.

Рис: Забивка железобетонных свай

Этапы изготовления фундамента на забивных сваях:

• Перебазирование строительной техники и доставка свай на объект;
• Разбивка свайного поля, состоящая из разметки точек погружения свай, базисных осей и нулевого уровня фундамента;
• Забивка свай. Цикл работы копровой установки состоит из подтягивания сваи к месту погружения, строповки и установки столба в вертикальное положение, забивки опоры до наступления отказа;
• Обрезка голов погруженных свай по нулевому уровню;
• Обустройство опалубки ростверка по периметру свайного поля;
• Установка в опалубку армокаркаса и его приваривание к выступающей из свай арматуре;
• Заливка ростверка бетоном.

Рис: Свайное поле из забивных железобетонных свай

Классификация плитных фундаментов

Плитные фундаменты имеют сплошную железобетонную конструкцию. Основание не подвергается заглублению, и классифицируются следующим образом:

• монолитные балочные;
• монолитные своды;
• массивные коробчатые конструкции.

Выбор зависит от типа почвы и глубины залегания грунтовых вод.

Балочные фундаменты и плитные своды не предусматривают возможность обустройства подвального помещения. Балочные плиты имеют увеличенную толщину по контуру расположения стен дома (уширения выполняют функцию ребер жесткости), толщина сводных плит одинакова по всему периметру.

Рис: Схема монолитной фундаментной плиты

При строительстве зданий с подвальными помещениями используются коробчатые конструкции, состоящая из двух плит, первая из которых углублена в почву и выступает в качестве полового перекрытия подвала, вторая плита — поднятая до уровня почвы, используется как потолочное перекрытие. Плиты соединяются стенами подвала и дополнительными колоннами, расположенными по его периметру.

Рис: Процесс обустройства плитного фундамента

Этапы изготовления фундамента из монолитной плиты:

• Разработка котлована на глубину заложения плиты;
• Подсыпка уплотняющей песчано-гравийной подушки на дно котлована (толщина от 20 до 40 см);
• Заливка подбетонки — чернового слоя жидкого бетона толщиной 2-3 см, который после отвердевания будет препятствовать утечкам цементного молочка при заливке основной плиты;
• Установка опалубочных щитов по периметру котлована и их фиксация боковыми упорами;
• Обустройство пространственного арматурного каркаса по всей площади котлована. Используется двухконтурный каркас, соединенный вертикальными перемычками;
• Заливка фундаментной плиты бетоном и последующее уплотнение смеси вибрированием.

Важно: демонтаж опалубки плитного фундамента осуществляется спустя 2 недели после заливки, после чего плита выдерживается до набора бетоном проектной прочности. Общий срок отвердевания составляет 28-30 дней.

Виды фундаментов

Разные виды фундаментов по-разному взаимодействуют с грунтами основания, поэтому, выбирая технологию нужно понимать, соответствует ли она грунтовым условиям.

Назначение фундамента на основании
данных о грунтах
Фундамент – это заглубленная в грунт конструкция,
передающая нагрузки и воздействия от здания (сооружения) на основание
(напластование грунтов, воспринимающее давление от сооружения).

Независимо от типа сооружения способность фундаментной конструкции к восприятию проектных нагрузок определяется в первую очередь несущей способностью грунтов, и только потом конструктивными параметрами самого фундамента, которые также будут назначаться с учетом нагрузок и данных о грунтовых условиях конкретной площадки строительства ( подробнее). Невозможно делать какие-то выводы о способности к восприятию проектных нагрузок (а также о сроке службы) фундамента, не владея никакой информацией о грунтах. Для получения необходимой информации достаточно выполнить геотехнические и геолого-литологические исследования, а также измерения коррозионной агрессивности грунтов (КАГ). Эти процедуры, разработанные специалистами ГК «ГлавФундамент», адаптированы к нуждам малоэтажного строительства, в том числе по стоимости.

В рамках геотехнических исследований (ГТИ) выполняется динамическое зондирование грунтов, которое позволяет определить физико-механические характеристики основания, используемые непосредственно в расчетах оснований конкретных зданий/сооружений, спрогнозировать поведение грунтов под фундаментом при различных воздействиях и т.д.

В части проведения полевых исследований динамическое зондирование ГК «ГлавФундамент» полностью соответствует ГОСТ 19912 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием». А интерпретация данных осуществляется по собственной методике, разработанной специалистами научного отдела.

В рамках ГТИ для идентификации литологических типов грунтов (глина, песок, гравийные отложения и др.), выяснения характера их напластования (установления литологического разреза), уровня подземных вод, выявления грунтов со специфическими свойствами (просадочные, пучинистые, слабые) выполняется оценка геолого-литологического строения площадки строительства.

Виды фундаментов

Различают столбчатые, ленточные, плитные (сплошные) и свайные конструкции. В последней группе отдельно стоит выделить фундаменты из винтовых свай. Большинство из перечисленных конструкций – бетонные или железобетонные. Их значительная распространенность связана с тем, что многие уверены в надежности бетона, а В том, что он якобы хорошо сохраняет тепло и позволяет отказаться от дорогих и трудоемких дополнительных мероприятий по утеплению пола, коммуникаций, отделке и утеплению цоколя.

Хотя мифы о бетоне популярны, доверять им слепо все же не стоит, ведь любой строительный материал имеет недостатки. Бетонные или железобетонные фундаменты по способу сооружения:

• монолитные (сооружаются на площадке строительства);
• сборные (строятся из готовых железобетонных элементов);
• комбинированные (сооружаются из готовых элементов заводского изготовления и бетонного раствора).

Столбчатый фундамент

Надежен и экономичен, так как не требует дополнительных земляных и гидроизоляционных работ. Подходит для зданий из легких материалов (дома из бруса, SIP-панелей, каркасно-щитовые дома, беседки) без подвала.

Столбы устанавливают по периметру во всех точках пересечения наружных и внутренних стен здания и по углам наружных стен.

Расстояние между столбцами может меняться от 1,2 до 2,5 метров, в зависимости от нагрузки на фундамент. Сверху на столбы крепят обвязочные балки. Если расстояние между столбами составляет более 2,5 или 3 метров, то на них устанавливают балки, изготовленные из металла или железобетона. Необходимое сечение столбов зависит от того, из какого материала они изготовлены: бетонные столбы, столбы из кирпича или камня.

Столбчатые фундаменты бывают:

Монолитные. Используют, когда глубина залегания грунтовых вод составляет более одного метра. Выкапывают шурфы или бурят скважины спецтехникой. Столбы армируют каркасами для восприятия горизонтальных и моментных нагрузок, а затем формируют в опалубке.

Сборные. Используются в местности с высоким уровнем грунтовых вод, например, на заболоченных участках. Их производят заранее на заводе. Это железобетонные столбы, которые соединены с опорной плитой или ростверком.

Ленточный фундамент

Ленточные фундаменты чаще всего применяют в индивидуальном жилищном строительстве. Это простая, но трудоемкая технология, для которой характерен большой объем земляных работ и расход материалов.

Ленточный фундамент – это железобетонная или бетонная полоса по периметру всего сооружения. Она закладывается под все несущие наружные и внутренние стены здания. Ширина ленты зависит от нагрузок, которые передаются от наземной конструкции.

На таком фундаменте строят тяжелые дома из камня, кирпича, бетона, керамзитобетона и шлакобетона, здания с подвалом, цокольным этажом или гаражом.

Монолитные ленты выдерживают большие нагрузки (в зависимости от марки бетона и армирования) и пригодны для сооружений любой формы. Для их строительства выкапывают траншею, в которой устанавливают опалубку. Устанавливают арматурный каркас, а затем укладывают бетонную смесь, получая бетонные ленты, ширина которых обычно около 40-80 сантиметров.

Технология строительства сборного ленточного фундамента отличается: бетонные или железобетонные блоки укладывают на раствор. Конструкция собирается быстро, а перевязка швов обеспечивает надежность.

Недостатки «ленты»:

• для обеспечения надежности «ленту» нужно заглублять за глубину промерзания грунта (более 2 м) – дополнительное увеличение расходов;
• сложность организации надлежащего контроля качества выполненных работ (использование бетона низкого качества, недостаток арматуры и пр.);
• много времени уходит на набор прочности бетоном;
• высокая стоимость.

Плитный фундамент

Плитный или сплошной фундамент – монолитная железобетонная плита без пустых полостей, заливаемая по всей площади строения.

Для его установки нужно разработать котлован (глубина зависит от грунтов на участке строительства и запроектированных конструктивных решений), в который затем засыпается песок и гравий, образуя песчано-гравийную подушку для выравнивания основания. Монтируется опалубка, выполняется армирование, по всей площади заливается бетон.

Плитные фундаменты эффективны в слабых грунтах. Их проектируют в виде плоской или ребристой плиты с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Сплошные фундаменты обеспечивают более равномерную осадку здания и защищают подвальные помещения от подпора грунтовых вод.

Преимущество плиты – большая площадь:

• обеспечивает высокую несущую способность;
• снижает давление на основание;
• позволяет проводить работы в сложных грунтовых условиях;
• дает больше свободы в выборе планировки за счет более равномерного распределения нагрузок.

Недостатки:

• высокая стоимость;
• необходимость качественной гидроизоляции;
• сложность организации контроля качества выполненных работ;
• много времени уходит на набор прочности бетоном.

Свайный фундамент

Свайный фундамент – комплекс свай, объединенных в единую конструкцию, передающую нагрузки на основание.

Сваи по способу заглубления в грунт:

• забивные или вдавливаемые – железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его разбуривания или в лидерные скважины молотами, вибропогружателями, вибровдавливающими, виброударными и вдавливающими устройствами, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью;
• сваи-оболочки – железобетонные, погружаемые вибропогружателями с выемкой грунта из их полости и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;
• набивные – бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения — отжатия грунта;
• буровые – железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;
• винтовые – состоящие из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемые в грунт путем ее завинчивания в сочетании с вдавливанием.

По условиям взаимодействия с грунтом выделяют:

• сваи-стойки – сваи всех видов, которые опираются на малосжимаемые грунты в основании;

• висячие сваи – сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.

Свайный фундамент подходит для оснований сложенных большой мощностью слабых грунтов в верхней зоне, или в местности, где зафиксирован высокий уровень подземных вод. Сваи переносят нагрузку с верхних слоев грунта, на более глубокие, с большей несущей способностью.

Преимущества свайных фундаментов – значительно меньший уровень осадок и сравнительно невысокая цена. Но строительство такого фундамента – комплекс работ, проконтролировать качество которых трудно.

Главный же недостаток – привлечение спецтехники для устройства свай. Этот фактор можно исключить, если использовать фундамент из винтовых свай.

Фундамент из винтовых свай

Фундамент из винтовых свай – один из подвидов свайного фундамента.
Недостатки

Несоответствие срока службы требованиям ГОСТ 27751 «Надежность строительных конструкций и оснований».

Только подобрав толщину стенки ствола и лопасти, марку стали в соответствии с указанными данными, определив порядок действий для снижения коррозии (водоотведение, использование цинковых колец (анодов) можно обеспечить нормативный срок службы фундаментный конструкции и всего сооружения.

«Уход в срыв» однолопастных дезаксиальных винтовых свай при нормируемых осадках, если диаметр их ствола менее 159 мм.

При расчете свайно-винтовых фундаментов используют формулы, заложенные в СП 24.13330 «Свайные фундаменты». Эти формулы, разработанные еще в 60-е годы 20 века и базирующиеся на упрощенных моделях взаимодействия (например, модель Мариупольского для анкеров), не учитывают многие особенности совместной работы свай и грунтов.

Поэтому при расчете несущей способности винтового основания нужно учитывать результаты полевых испытаний грунтов (ГОСТ 5686).

Может потребоваться бетонирование основания колонны или создание жесткого сопряжения для однолопастных свай малых диаметров (57-76 мм).

Из-за недостаточности диаметра ствола эти сваи не обеспечивают достаточное сопротивление горизонтальным нагрузкам без проведения дополнительных мероприятий.

Чтобы отказаться от бетонирования основания колонны или создания жесткого сопряжения, достаточно использовать элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН).

Нарушение структуры грунта при погружении винтовых свай и снижение его несущей способности.

Такие ситуации возникают, когда в расчетах учитывается только диаметр лопасти, но не ее конфигурация.

Конфигурация лопасти винтовой сваи, подобранная под конкретные грунтовые условия, сводит к минимуму нарушения структуры грунта при погружении, что обеспечивает надлежащее восприятие проектных нагрузок.

Сваи с двумя и более лопастями могут уступать в восприятии, к примеру, горизонтальных нагрузок даже однолопастным дезаксиальным конструкциям.

Причина– неправильное (часто просто бездумное) расположении второй и последующих лопастей на стволе.

Неравномерное распределение запаса прочности по фундаментам объектов ИЖС, из-за которого снижается уровень их надежности и сокращается срок службы.

Причина – неучет разных величин нагрузок, воздействующих на фундаменты даже простых сооружений (под ответственными узлами, под несущими стенами, под ненесущими стенами, под лагами пола).

Чтобы этого избежать, под разные нагрузки нужно устанавливать разные типоразмеры свай (подробнее).