Главная » Мансарда

Сплошной плитный фундамент. Фундамент своими руками: пошаговая инструкция для самостоятельного возведения фундамента Сплошная платформа фундамента под малоэтажное строительство

Делятся на: отдельные - под каждой колонной; ленточные - под рядами колонн в одном или двух направлениях, а также под не­сущими стенами; сплошные - под всем сооружением. Фундаменты возводят чаще всего на естественных основаниях (они преимущественно и рассмотрены здесь), но в ряде случаев выполняют и на сваях. В последнем случае фундамент представляет собой группу свай, объединенную поверху распределительной железобетонной плитой - ростверком.

Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн. Ленточные фундаменты под рядами колонн делают тогда, когда подошвы отдельных фундаментов близко подходят друг к другу, что обычно бывает при слабых грунтах и больших нагрузках. Целесообразно применять ленточные фундаменты при неоднородных грунтах и внешних нагрузках, различных по значению, так как они выравнивают неравномерные осадки основания. Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна или деформации основания под ними больше допустимых, то устраивают сплошные фундаменты. Они в еще большей мере выравнивают осадки основания. Эти фундаменты применяют при слабых неоднородных грунтах, а также при значительных и неравномерно распределенных нагрузках.

По способу изготовления фундаменты бывают сборные и монолитные.

28. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения. Расчет центрально нагруженных фундаментов.

В зависимости от размеров сборные фундаменты ко­лонн выполняют сборными и монолитными. Их выполняют из тяжелых бетонов классов В15...В25, уста­навливают на песчано-гравийную уплотненную подготов­ку толщиной 100 мм. В фундаментах предусматривают арматуру, располагаемую по подошве в виде сварных сеток. Минимальную толщину защитного слоя арматуры принимают 35 мм. Если под фундаментом нет подготовки, то защитный слой делают не менее 70 мм.

Необходимая площадь подошвы центрально-нагруженного фундамента при предварительном расчете

A=ab=(1,2…1,6)Ncol/(R-γ m d) R – расчетное давление на грунт; γ m усредненная нагрузка от веса фундамента и грунта на его ступенях; D – глубина заложения фундамента

Минимальную высоту фундамента с квадратной по­дошвой определяют условным расчетом его прочности на продавливание в предположении, что оно может проис­ходить по поверхности пирамиды, боковые стороны кото­рой начинаются у колонн и наклонены под углом 45°. Это условие выражается формулой (для тяжелых бето­нов)

P<=Rbt ho u m

Продавливающую силу принимают согласно расчету по первой группе предельных состояний на уровне верха фундамента за вычетом давления грунта по площади основания пирамиды продавливания: P=N-A1 p.

P=N/A1; A1=(hc+2ho)(b c +2h 0)

29. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения. Особенности расчета внецентренно нагруженных отдельных фундаментов.

Внецентренно нагруженные фундаменты. Их целесообразно выполнять с прямоугольной подошвой, вытяну­той в плоскости действия момента.

Соотношение сторон b/a=0,6…0,8. При том размеры сторон округляем в большую сторону до значения кратного 30 см при использовании металлической инвентарной опалубки и 10 см при неинвентарной опалубки.

Максимальное и минимальное давление под краем подошвы определяют из предположения линейного распределения напряжений в грунте:

Pmax min=Ntot/A+-Mtot/W=Ntot/ab(1+-b*eo/a)

Ntot Mtot – нормальная сила и изгибающий момент при гамма ф =1 на уровне подошвы фундамента.

Ntot=Ncol+A гамма м Н

Mtot=Mcol+Qcol H

Eo – эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести подошвы фундамента. Eo= Mtot/ Ntot

Максимальное краевое давление на грунт не должно превышать 1,2R а среднее давление – R.

В промышленных здания с мостовыми кранами Q<75 т принимают pmin>0, не допускается отрыв фундамента от грунта.

Высоту внецентренно нагруженного фундамента определяют из условия:

Ho=-hcol/2+0,5(Ncol/Rbt+P)^0,5

И конструктивных требований

Hsoc=>(1-1,5)hcol+0.05

Hsoc=>lan+0.05

Hsoc – глубина стакана

Lan – длина анкеровки арматуры колонны в стакане фундаментаю

Определив высоту фундамента из расчета на продавливание и конструктивных требования принимают большую из них.

При h<450 мм фундамент выполняют одноступенчатым, при 450

Затем проверяют дно стакана на продавливание, проверяют высоту ступени на действие поперечной силы по наклонному сечению и подбирают арматуру.

30. Классификация одноэтажных производственных зданий по конструктивным признакам. Компоновка конструктивной схемы здания, привязка элементов к разбивочным осям. Устройство температурно-деформационных швов.

Одноэтажные промышленные здания делятся на:

По количеству пролетов – однопролетные и много пролтеные;

По наличию кранового оборудования: здания без кранового оборудования, здания с подвесными кранами, здания с мостовыми кранами;

Фонарные и бесфонарные здания;

Здания со скатной кровлей, здания с малоуклонной кровлей.

Современные одноэтажные производственные здания в большинстве случаев решаются по каркасной схеме.

Каркас может быть образован из плоских элементов, работающих по балочной схеме (стропильных конструкций), либо включать в себя пространственную конструкцию покрытия (в виде оболочек, опертых на колонны).

Пространственный каркас условно расчленяют на поперечные и продольные рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки.

Основным элементом каркаса является поперечная рама, состоящая из колонн защемленных в фундаментах, ригелей (ферма балка арка), покрытия над ними в виде плит.

Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении.

В продольную раму включают один ряд колонн в пределах температурного блока и продольные конструкции, такие как подкрановые балки, вертикальные связи, распорки по колоннам, конструкции покрытия.

Продольная рама обеспечивает жесткость здания в продольном направлении и воспринимает нагрузки от продольного торможения кранов и ветра, действующего в торец здания.

В задачу компоновки конструктивной схемы входят:

Выбор сетки колонн и внутренних габаритов здания

Компоновка покрытия

Разбивка здания на температурные блоки

Выбор схемы связей, обеспечивающих пространственную жесткость здания

В целях обеспечения максимальной типизации элементов каркаса приняты следующие привязки к продольным и поперечным координационным разбивочным осям:

1. Наружные грани колонн и внутренние поверхности стен совмещаются с продольными разбивочными осями (нулевая привязка) в зданиях без мостовых кранов и в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м.

2. Наружные грани колонн и внутренние поверхности стен смещаются с продольных разбивочных осей наружу здания на 250 мм в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн 12 м и высоте от 8,4 до 18 м.

3. Колонны средних рядов (за исключением колонн, примыкающих к продольному температурному шву, колонн, установленных в местах перепада высот пролетов одного направления, а также кроме колонн при поперечных температурных швах и колонн, примыкающих к торцам зданий) располагают так, чтобы оси сечения подкрановой части колонны совпадали с продольными и поперечными разбивочными осями.

4. Геометрические оси торцовых колонн основного каркаса смещаются с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500 мм, а внутренние поверхности торцовых стен совпадают с поперечными разбивочными осями (нулевая привязка).

5. Перепады высот между пролетами одного направления и продольные температурные швы в зданиях с железобетонным каркасом следует осуществлять, как правило, на двух колоннах со вставкой.

6. Поперечные температурные швы осуществляют на парных колоннах. При этом ось температурного шва совмещается с поперечной разбивочной осью, а геометрические оси парных колонн смещаются с разбивочной оси на 500 мм.

7. В зданиях, оборудованных электрическими мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно, расстояние от продольной разбивочной оси до оси подкранового рельса принимается равным 750 мм.

8. Примыкание двух взаимно перпендикулярных пролетов следует осуществлять на двух колоннах со вставкой размером 500 и 1000 мм.

Высота здания определяется по технологическим условиям и назначается исходя из верха кранового рельса.

С изменением температуры железобетонные конст­рукции деформируются - укорачиваются или удлиня­ются; вследствие усадки бетона - укорачиваются. При неравномерной осадке основания части конструкций взаимно смещаются в вертикальном направлении. В большинстве случаев железобетонные конструкции представляют собой статически неопределимые системы и поэтому от изменения температуры, усадки бетона, а также от неравномерной осадки фундаментов в них возникают дополнительные усилия, что может привести к появлению трещин или к разрушению части конструк­ции. Чтобы уменьшить усилия от температуры и усадки, железобетонные конструкции делят по длине и ширине температурно-усадочными швами на отдельные части - деформационные блоки. Температурно-усадочные швы выполняют в назем­ной части здания-от кровли до верха фундамента, разделяя при этом перекрытия и стены. Ширина температурно-усадочного шва составляет 20-30 мм. Осадочные швы, служащие одновременно и темпе­ратурно-усадочными, устраивают между частями зданий разной высоты или в зданиях, возводимых на участке с разнородными грунтами; такими швами делят и фун­даменты. Осадочные швы устраивают с помощью вкладного пролета из плит и балок.

Наибольшее допустимое расстояние между температурно-усадочными швами в железобетонных конструкциях нормируется и составляет в отапливаемых одноэтажных зданиям из сборного железобетона 72 м, в неотапливаемых – 48 м..

Фундаменты для малоэтажного строительства изготовляют из местных строительных материалов (естественный камень, бутобетон, красный кирпич и др.), а также используют монолитный бетон или сборные бетонные и железобетонные блоки.

Плоскость нижней части фундамента называют подошвой (рис.3.1), ее уширение – подушкой , а горизонтальная плоскость верхней части фундамента – обрезом . При отсутствии подвалов и больших приямков обычно проектируют фундаменты мелкого заложения, подошва которых располагается на глубине не менее 0,5 м от уровня земли. На грунтах, вспучивающихся при замерзании, глубину заложения подошвы фундамента наружных стен принимают ниже толщины промерзающего слоя не менее чем на 0,2 м.

Между архитектурно-планировочным решением малоэтажного дома, конструкцией фундамента и состоянием грунта существует определенная взаимосвязь. Например, если архитектор в проекте дома предусматривает подвал, большой приямок или цокольный этаж, то фундамент должен быть ленточной конструкции, чтобы успешно выполнять функции стены подвала. Состояние грунта может оказать влияние на выбор варианта архитектурного решения подземной части дома. Например, если дом ставят на грунты с высоким уровнем стояния грунтовых вод, то толщина стенок ленточного фундамента увеличивается за счет дополнительных элементов гидроизоляции, что приводит к некоторому уменьшению площади помещений подземной части. Кроме того, может возникнуть угроза поднятия («всплытия») подвальной части вместе с домом или части дома с приямком под действием напора грунтовых вод. В этом случае обычно приходится отказываться от проектирования подземных помещений или проектировать дорогостоящую конструкцию фундамента с якорями в грунте или пригрузом пола подземных помещений.

Важнейшим параметром, от которого зависят форма и объем фундаментов является глубина заложения фундамента .Глубина заложения фундамента – это расстояние от дневной поверхности грунта до подошвы фундамента .

Глубина заложения фундаментов зависит от многих факторов: назначения здания; его объемно-планировочного и конструктивного решения; величины и характера нагрузок; качества основания; окружающей застройки; рельефа; принятых конструкций фундаментов и методов производства работ по их возведению. Однако, в первую очередь, заглубление будет определять качество грунтов основания, уровень грунтовых вод и промерзание грунта.

Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий обычно принимают под наружные стены – 0,7 м, под внутренние – 0,5 м.

Практика эксплуатации малоэтажных жилых зданий с фундаментами мелкого заложения показала, что вспучивающиеся при замерзании грунты постепенно выталкивают такие фундаменты из земли. За несколько лет дом может подняться над уровнем земли на десятки сантиметров, при этом различные участки строения обычно поднимаются на различную величину, что приводит к перекосу окон, дверей и даже к разлому стен. Такое явление происходит от действия сил бокового трения вспучивающегося грунта на поверхностях фундаментов, которые превышают противодействие относительно малой массы дома. Чтобы нейтрализовать нежелательный эффект вспучивания при замерзании грунта, приходится проектировать дома без подвалов на фундаментах мелкого заложения с основанием в виде песчаной подушки. При устройстве песчаной подушки грунт вынимают на глубину ниже промерзания не менее 0,2 м и засыпают выемку крупнозернистым песком с проливкой водой и с уплотнением послойно. Засыпку ведут до отметки 0,5 м от уровня планировки участка. На полученное таким способом искусственное основание устанавливают фундаменты мелкого заложения. Этот прием позволяет достигнуть значительной экономии материалов и средств. Например, в районе Киева глубина промерзания грунта равна 0,9 м, следовательно, фундамент мелкого заложения будет высотой 1,1 м, а при песчаной подушке – 0,5 м, т.е. при песчаной подушке на вспучивающихся от замерзания грунтах экономится около 50 % материала на устройство фундамента.

По методу возведения фундаменты могут быть индустриальные и не индустриальные. В массовом строительстве используют индустриальные фундаменты, которые выполняют из сборных крупноразмерных бетонных или железобетонных элементов. Эти фундаменты позволяют ведение работ без сезонных ограничений и сокращают трудозатраты на строительной площадке. Не индустриальные фундаменты могут выполняться из монолитного бетона или железобетона, а также из мелкоразмерных элементов (кирпич, бутовый камень и др.). Подобного рода фундаменты используются, как правило, для нетиповых зданий.

По характеру работы конструкции фундаментов могут быть жесткими, работающими только на сжатие, и гибкими, которые рассчитаны на восприятие растягивающих усилий. К первому виду относят все фундаменты, за исключением железобетонных. Применение гибких железобетонных фундаментов, воспринимающих изгибающие моменты, позволяет резко снизить затраты бетона, но резко увеличивает расход металла.

По конструктивной схеме фундаменты различают ленточные, столбчатые, свайные и сплошные.

Под всеми несущими стенами здания устанавливают ленточные фундаменты в виде сплошных стенок. Они могут служить не только несущей конструкцией, передающей постоянные и временные нагрузки от здания на основание, но и ограждающей конструкцией помещений подвала.

Ленточные фундаменты устраивают под все капитальные (несущие и самонесущие) стены, а в некоторых случаях и под колонны. Они представляют собой загубленные в грунт ленты-стенки прямоугольной или ступенчатой формы в поперечном сечении.

Ленточные фундаменты получили большое распространение в жилищном строительстве для зданий до 12 этажей, выполненных по бескаркасной схеме.

Форму в плане и разрезе, а также размеры ленточного фундамента устанавливают так, чтобы было обеспечено возможно более равномерное распределение нагрузки на основание. Размер подошвы фундамента определяют расчетом в зависимости от массы надземной части, материала фундамента и несущей способности грунта. Толщину его стенки определяют расчетом на прочность и в зависимости от технологических особенностей материала, например, стенку из бутобетона делают толщиной не менее 0,35 м в зависимости от размера камней заполнения. Необходимо следить, чтобы равнодействующая всех нагрузок от здания проходила в средней трети ширины подошвы фундамента, т.е. е < 1/3 (рис.3.3). Этим самым исключается появление в фундаменте растягивающих усилий.

В зависимости от величины и направления расчетных нагрузок ленточные фундаменты могут быть симметричными и несимметричными (рис.7.3).

Рис.7.3. Ленточные фундаменты: а – план и разрез ленточного фундамента из сборных бетонных блоков здания с подвалом; б, в – варианты без подвала из сплошных и пустотелых блоков; г, д, е – конструкция жесткого фундамента с минимальной, обычной и максимально уширенной подошвой; ж – несимметричный фундамент; и – переход от одной глубины заложения фундамента к другой; к, л, м, - варианты ленточных фундаментов из монолитного бетона, бутобетона и бута; 1 – стеновые блоки подвалов; 2 - пустотные стеновые блоки подвалов; 3 - фундаментные подушки; 4 – стены; 5 – перекрытия; 6 – полы подвала; 7 – отмостка; 8 – бетонный фундамент; 9 – бутобетонный фундамент; 10 – бутовый фундамент; 11 – пол первого этажа.

Для изготовления ленточных фундаментов используют любые строительные материалы, кроме дерева. На скальных грунтах чаще используют монолитный бетон с включением обломков скалы (бутобетон). Этот материал лучше заполняет неровности поверхности скального основания. Ленты фундаментов из бутового камня отличаются меньшим расходом цемента, но имеют большую трудоемкость и материалоемкость. Из-за размера камней по стандарту минимальную ширину лент принимают не менее 0,5 м. Как правило, стенки ленточных фундаментов из этих материалов для малоэтажных зданий уширений в зоне подошв не имеют. Ленточные фундаменты из красного кирпича проектируют для сухих прочных грунтов толщиной 0,25 – 0,51 м. Подушку кирпичного фундамента лучше делать из монолитного железобетона толщиной не менее 0,1 м, что повышает долговечность конструкции.

В условиях массового строительства ленточные фундаменты, как правило, возводят из сборных бетонных или железобетонных элементов. Сборные ленточные фундаменты монтируют из блоков двух типов (рис.7.4) – фундаментных блоков-подушек (ФБП) и стеновых блоков (ФСБ). Последние изготовляют сплошными из легкого бетона (γ ≤ 1600 кг/м 3) или пустотелые из тяжелого бетона (γ > 1600 кг/м 3), которые могут быть применены для внутренних стен и для наружных при грунтах не насыщенных водой. Стеновые блоки используются следующих размеров: высотой 0,6 м, длиной до 2,4 м и шириной 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 м.

Рис.7.4. Сборные ленточные фундаменты: а – конструкция фундамента при слабых грунтах; б – укладка фундаментных блоков при плотных грунтах и малых нагрузках; в, г - фундаменты крупнопанельных зданий; д – элементы сборных крупноблочных бетонных фундаментов; е, ж – элементы крупнопанельных фундаментов.

Монтаж сборных бетонных фундаментов осуществляют на цементном растворе с перевязкой швов. При слабых грунтах по фундаментным подушкам и по обрезу фундамента укладывают армированные распределительные пояса (рис.7.4 а). При плотных грунтах и малых нагрузках фундаментные подушки могут быть уложены с промежутками (рис 7.4 б). Промежутки следует засыпать грунтом.

Для малоэтажных зданий при малых нагрузках и прочных основаниях, когда ленточные фундаменты нерациональны, применяют столбчатые фундаменты . Их устраивают под все несущие и самонесущие стены, а также под отдельные столбы и колонны.

Столбчатые фундаменты представляют собой фундаменты, состоящие из столбов, загубленных в грунт, и опирающихся на них фундаментных балок, которые воспринимают на себя нагрузку от стен и передают ее на столбы.

Столбы устанавливают в местах пересечения стен и в промежутках между ними с определенным шагом, который определяют расчетом в зависимости от массы здания и несущей способности грунта. Для малоэтажных зданий шаг фундаментных столбов составляет 2,5 – 3,0 м.

Конструктивные варианты фундаментных балок и их пропорции в зависимости от шага столбов приведены на рис.7.5. Для устранения возможности смещения фундаментной балки и расположенной на ней стены вследствие пучения грунта под фундаментной балкой устраивают подушку из песка или шлака толщиной 0,4 м.

Рис.7.5. Конструктивные схемы фундаментных балок столбчатых фундаментов: а – фрагмент общего вида фундамента; 1 – стена; 2 – фундаментная балка; 3 – столбы; б – е – различные типы фундаментных балок; 4 – сборная железобетонная; 5 – сборные железобетонные перемычки (балочные усиленные); 6 – монолитная железобетонная балка; 7 – рядовая армокирпичная балка; 8 – армокирпичная балка со стальными каркасами в вертикальных швах кладки.

Столбы квадратного сечения в поперечнике изготовляют из сборных бетонных блоков, из монолитного бетона, красного кирпича, природного камня. Размеры столбов принимают по расчету на прочность (материала и грунта). Для малоэтажных жилых зданий размер подушки столбов не превышает 1 м, а горизонтальное сечение столба может быть равным размеру подошвы или быть меньшим. В последнем случае высоту подушки принимают не более 0,3 м.

В тех случаях, когда необходимо передать значительные нагрузки на слабый грунт, применяются свайные фундаменты .

Свайные фундаменты представляют собой фундаменты, состоящие из железобетонных, бетонных или металлических стержней-свай, погруженных в грунт, оголовков – верхнее уширенное завершение сваи, и ростверка, объединяющего работу всех свай

Свайные фундаменты применяют на слабых сжимаемых грунтах, при глубоком залегании прочных материковых пород, больших нагрузках и т.д. В последнее время свайные фундаменты получили широкое распространение для обычных оснований, т.к. их применение дает значительную экономию объемов земляных работ и затрат бетона.

По материалу сваи бывают деревянные, железобетонные, бетонные, стальные и комбинированные. В зависимости от способа погружения в грунт различают забивные, набивные, сваи-оболочки, буро набивные и винтовые сваи (рис.7.6).

Забивные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов. Эти сваи получили наибольшее распространение в массовом строительстве. В поперечном сечении железобетонные сваи могут быть квадратные прямоугольные и полые круглые: обычные сваи диаметром до 800 мм, а сваи оболочки – свыше 800 мм. Нижние концы свай могут быть заостренными или плоскими, с уширением или без него, а полые сваи – с закрытым или открытым концом и с камуфлетной пятой (рис.7.6 г).

Набивные сваи устраивают методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых или выштампованных скважин. Нижняя часть скважин может быть уширена с помощью взрывов (сваи с камуфлетной пятой).

Буронабивные сваи отличаются тем, что в скважину устанавливают готовые железобетонные сваи с заполнением зазора между сваей и стенками скважины цементно-песчаным раствором.

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

Если прочный грунт находится на значительной глубине, применяют висячие сваи , несущая способность которых определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи. Свайные фундаменты в плане могут состоять из:

    одиночных свай – под отдельные опоры (рис.7.6 д);

    лент свай – под стены здания, с расположением свай в один, два и более рядов;

    кустов свай – под тяжело нагруженные опоры;

    сплошного свайного поля – под тяжелые сооружения с равномерно распределенными по всему плану здания нагрузками.

Рис.7.6. Свайные фундаменты: а – план и разрезы; б – виды свай в зависимости от конструктивной схемы – сваи стойки и висячие сваи; в – элементы свайного фундамента: 1 – ростверк; 2 – уголовник; 3 – свая; г – виды свай: 1 – четыре забивные бетонные и железобетонные сваи – квадратные, круглые, сплошные и пустотелые; 5,6 – набивные обычные и с уширенной пятой; 7, 8 – камуфлетные; 9 – с шарнирно раскрывающимися упорами; 10 – призматическая свая; 11 – свая-оболочка; 12 – свая в лидерной скважине; 13 – деревянная свая; 14 – винтовая свая; д – расстановка свай: свайные ряды, свайные кусты, свайное поле; е – вариант свайного безростверкового фундамента; ж, и – варианты свайных фундаментов без ростверков и оголовков: 1 – оголовок; 2 – свая; 3 – цокольная панель; 4 – перекрытия; 5 – колонна; 6 - ригель

Для малоэтажного строительства используют короткие железобетонные забивные сваи, чаще квадратного сечения 150 × 150 мм, 200 × 200 мм, или буро набивные сваи диаметром 300, 400 мм и более. Глубину заложения коротких свай принимают не более 6 м.

Расстояние между сваями и их число определяются расчетом. Обычно расстояние между висячими сваями принимают (3 – 8)d, где d – диаметр круглой или сторона квадратной сваи. Расстояние в свету между сваями-оболочками должно быть не менее 1 м.

Балки ростверка имеют много общего с фундаментными балками. Для их изготовления используют те же материалы. Железобетонный ростверк устраивают двух видов – монолитный и сборный. Его ширину принимают 250 × 250 или 300 × 300 мм, высоту – 400 – 500 мм.

Свайные фундаменты экономичнее ленточных на 32 – 34 % по стоимости, на 40 % по затратам бетона и на 80 % по объему земляных работ. Такая экономия позволяет снизить стоимость здания в целом на 1 – 1,5 %, затраты труда на 2 %, расход бетона на 3 – 5 %. Однако затраты стали увеличиваются на 1 – 3 кг на м 2 .

В тех случаях, когда нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт основания слабый, устраивают сплошные фундаменты под всей площадью здания. Их, как правило, сооружают на тяжелых пучинистых и просадочных грунтах.

Сплошные фундаменты представляют собой фундаменты в виде жестких сплошных балочных или безбалочных бетонных или железобетонных плит, устраиваемых под всей площадью здания.

Такие фундаменты хорошо выравнивают все вертикальные и горизонтальные перемещения грунта.

Ребра балочных плит могут быть обращены вверх или вниз. Места пересечения ребер служат для установки колонн в каркасных зданиях. Пространство между ребрами в плитах с ребрами вверх заполняют песком или гравием, а поверх устраивают бетонную стяжку. Бетонные плиты не армируют. Железобетонные армируют по расчету. При большом заглублении сплошных фундаментов и необходимости обеспечить большую их жесткость фундаментные плиты можно проектировать коробчатого сечения с размещением между ребрами и перекрытиями коробок помещений подвалов (рис.7.7).

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

Сплошную плиту фундамента под малоэтажные дома проектируют только в случаях строительства зданий на грунтах с неравномерной осадкой или вспучиванием и при высоком уровне стояния грунтовых вод (в зданиях с подвалом). Плиту выполняют из монолитного тяжелого железобетона толщиной не менее 100 мм. Толщину плиты определяют расчетом в зависимости от массы здания, прочности грунтов и расстояния между стенами. Для домов без подвала плиту фундамента устанавливают на песчаную подушку, что уменьшает неравномерность осадки грунтов. В зданиях с подвалом плита фундамента одновременно выполняет функции основания пола.

Плитные фундаменты достаточно дороги из-за большого объема бетона и расхода металла на арматуру.

На слабых грунтах, характерной чертой которых является повышенное сжатие, оптимальным вариантом основания дома является сплошной фундамент. Начало строительных работ по возведению дома связано с определением качества грунта на месте постройки, глубины залегания грунтовых вод, уровня промерзания и материала, из которого будет осуществляться постройка. Кроме того, обязательно нужно определиться с этажностью здания, ведь от этого зависит нагрузка, оказываемая непосредственно на основание дома. Сооружение сплошного фундамента необходимо в тех случаях, когда нагрузка на слабый грунт довольно велика. Такой фундамент представляет собой монолитную бетонную плиту, расположенную под всей площадью здания.

Особенности монолитного фундамента


Главная особенность, которой обладает сплошной монолитный фундамент, заключается в том, что он способен выдерживать высокой степени нагрузки, так как плита изготавливается с использованием армированного каркаса, занимающего всю площадь здания. Такое основание имеет ровную гладкую поверхность и поэтому может выполнять функции пола цокольного этажа.

Для монтажа сплошного фундамента необходимо возведение опалубки и позволяет вести строительство дама на любом грунте.

Даже подвижный грунт неспособен нарушить целостность конструкции, а равномерно распределенная нагрузка дает возможность возводить на таком основании постройки как самые легкие, так и тяжелые, состоящие из двух и более этажей.

Монтаж сплошного фундамента оправдан при проведении работ по возведению построек:

  • на грунте с большим содержанием песка;
  • в заболоченной местности;
  • на просадочных и заторфованных грунтах.

Незаменимым является сплошной фундамент и в районах, характерной особенностью которых является нахождение грунтовых во близко к поверхности.

Использование сплошного фундамента необходимо при возведении зданий грунтах склонных к значительному вспучиванию. Плита, изготовленная из железобетона, расположена по всей площади возводимого здания и не теряет своей прочности и формы, перемещаясь при необходимости, вместе с грунтом.

Работы по сооружению сплошного фундамента

Первым делом перед началом работ потребуется выполнить расчет для определения:

  • толщины плиты;
  • глубины закладки плиты;
  • общей площади основания.

Для того чтобы в значительной степени повысить прочность постройки площадь ее основания увеличивают на один или даже два метра в каждую сторону. Выполняя расчеты необходимо учитывать несущую способность грунта и увеличение нагрузки за счет межкомнатных стен, перекрытий, установленной мебели и техники. Для получения более точных результатов к значению веса самой постройки прибавляют 150 кг/м2 затем полученное число необходимо разделить на площадь дома. Учитывается и марка цемента, который используют для приготовления бетона.

Цемент марки М500 позволяет получить состав, который при застывании выдерживает нагрузку 500 кг/м2, соответственно толщина плиты основания будет не менее 50 сантиметров.

Используя железобетонные плиты, строители получают надежное и долговечное основание для легких каркасных конструкций и тяжелых многоэтажных зданий.

Монтаж сплошного фундамента


Заливка монолитной плиты

Железобетонные сплошные фундаменты возводятся в несколько этапов:

  • разметка участка, предназначенного для строительства;
  • возведение опалубки;
  • монтаж арматурного каркаса;
  • заливка бетона.

Для строительства небольшого дома обычной формы можно использовать готовые железобетонные плиты, но если проект будущего здания составлен с учетом пожеланий владельцев и дом имеет нестандартные формы и размеры, то необходимо заливать бетон в соответствии имеющимися данными.

Разметка

Перед тем как приступить к разметке участка следует тщательным образом подготовить площадку, избавившись от мусора и растительности. Потом необходимо с помощью уровня добиться идеально ровной поверхности, на которой и будет проводиться разметка. Перенос составленного согласно проекту плана будущего дома на поверхность земли требует использования специальных меток, колышков, шнурки.Строительная нить не должна быть изготовлена из капрона. Растягивающийся шнур не способен сохранить форму и размер, значит, выполненная разметка будет неточной. Посмотрите видео, как сделать разметку фундамента.

После того как будет готов котлован, на дне его обустраивают песчано-гравийную подушку, которая должна быть тщательно утрамбована. Поперек будущего фундамента по всей его площади прокладывают траншеи, дно которых выстилают геотекстилем, а затем засыпают их гравием и щебнем. Это необходимый дренаж.

Опалубка и каркас

Опалубка для сплошного фундамента выставляется, выступая за пределы котлована на 20 см по всему периметру. Дно котлована покрывают слоем щебня, толщина которого должна быть не менее 20 сантиметров, а сверху на него выливают раствор на основе цементно-песчаной смеси, выполняя первую стяжку и создавая ровную поверхность. Ее закрывают рулонными гидроизоляционными материалами и приступают к сооружению опалубки. По всему периметру котлована вкапывают опоры для досок или щитов, из которых и будет возведена опалубка. Работа выполняется под контролем уровня. Посмотрите видео, как поставить опалубку сплошного фундамента.

На поверхность первой стяжки укладывают армированную сетку, на расстоянии 20 см вертикально устанавливают прутки, к которым вяжется нижняя сетка и, позже еще одна, верхняя.

Скрепление конструкции выполняют с помощью отожженной проволоки. Использование сварки приведет к образованию мостиков, способствующих развитию коррозии.

Заливка бетона

Приступая к завершающему этапу работ, необходимо помнить, что для создания железобетонной плиты можно заказать готовый раствор, а можно приготовить его самостоятельно. Но время застывания составляет всего 3-5 часов, и потому приготовить бетон самостоятельно можно не успеть. Поэтому стоит потратить деньги и заказать миксер с готовым бетоном. Поданный раствор распределают по площади основания с помощью правила, а потом трамбуют, используя вибратор.

Над поверхностью готовой плиты не должно быть видно металлических составляющих, поэтому с помощью уровня еще до начала заливки на вертикальных прутах отмечается высота, соответствующая толщине фундамента.

Сплошные фундаменты в виде монолитных железобетонных ребристых или безбалочных плит устраивают под все здание в тех случаях, когда на фундамент действует значительная нагрузка, а грунты основания очень слабые, с неравномерной просадочностью, или когда необходимо защитить подвал от проникновения грунтовых вод при высоком их уровне.

Для передачи значительных нагрузок от зданий или сооружений при слабых грунтах устраивают свайные фундаменты . Свайные фундаменты позволяют повысить уровень индустриализации строительных работ. В последние годы они находят все более широкое применение и при строительстве на естественных основаниях.

По методу изготовления различают сваи, погружаемые в грунт ударами, вибрированием, завинчиванием, и в виде монолитной конструкции, бетонируемой на месте в специально подготовленных скважинах (набивные сваи). В зависимости от характера работы различают сваи висячие и материковые (сваи-стойки).

Висячие сваи целесообразны, когда глубина залегания прочного (материкового) грунта значительна, а сопротивление грунта у боковой поверхности свай и под нижними концами достаточное, чтобы выдержать передаваемую нагрузку (рис. 1. а).

Если глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины свай, применяют сваи-стойки, которые своими концами входят в материковый грунт и передают на него нагрузку (рис. 1. б).

Рис. 1. Свайные фундаменты а - висячая свая; б-свая-стойка; в-железобетонные сваи; г-набивные бетонные; д-металлические завинчивающиеся; 1 - железобетонная свая; 2 - сборный железобетонный ростверк; 3 - заполнение из бетона; 4 - стеновая панель; 5 - слабый грунт; 6 -плотный (материковый) грунт; 7 - лопасть. 8 - стык

В зависимости от материала сваи бывают деревянные, железобетонные, бетонные, стальные и комбинированные (рис. 1. в-д).

Сваи под подошвой фундамента располагают обычно, группами или рядами. Одиночными называют сваи, размещенные изолированно или на расстоянии более 1/4 их длины.

Группа свай, расположенных под фундаментом, называется свайным кустом, а сваи, расположенные в один или несколько рядов, образуют свайную полосу. Верхние концы свай объединяют в единую конструкцию при помощи бетонной или железобетонной плиты - ростверка (рис. 1. а, б).

Для отвода от фундамента и цоколя атмосферных осадков служат отмостки или тротуары

●Конструктивные решения сплошных фундаментов аналогичны решениям монолитных железобетонных перекрытий и могут проектироваться как ребристые или безбалочные плиты, загруженные снизу отпором грунта, а сверху - сосредоточенными или распределенными нагрузками от колонн или стен.

В ребристых плитах ребра располагают сверху или снизу плиты. Последнее решение предпочтительнее, особенно в зданиях с подвалом, поскольку в этом случае не требуется устройства опалубки ребер (бетон можно укладывать в траншеи) и упрощается устройство пола подвала. Безбалочные плиты целесообразны при сетке колонн, близкой к квадратной (см. рис. 10.1, в). Применяют также коробчатые (рамные) фундаменты под многоэтажные здания и некоторые другие высокие сооружения. Они состоят из верхней и нижней плит и системы продольных и поперечных вертикальных ребер (диафрагм).

Особенности расчета сплошных фундаментов изложены в .

Свайные фундаменты

●Свайные фундаменты применяются при возведении зданий и сооружений на грунтах с недостаточной несущей способностью. Они состоят из группы свай, объединенных поверху ростверком - железобетонной плитой (балкой). По сравнению с фундаментами на естественном основании применение свайных фундаментов уменьшает объем земляных работ, снижает трудоемкость нулевого цикла, облегчает производство работ в зимнее время.

Рис. 10.6. Схема свайного фундамента:

а - на сваях-стойках, б - на висячих сваях;

1 - твердый грунт; 2 - сваи; 3 - рыхлый грунт; 4 - ростверк

●По характеру работы различают сваи-стойки, опирающиеся на твердый грунт, и висячие сваи, нагрузка на которые воспринимается грунтом как по площади поперечного сечения сваи, так и силами трения по ее боковой поверхности (рис. 10.6). В отечественной практике известно более 150 видов свай, отличающихся материалом, способом устройства и т. п., однако наибольшее распространение получили железобетонные сваи.

●По форме поперечного сечения различают железобетонные сваи сплошные и полые (пустотелые и сваи-оболочки). При диаметре поперечного сечения до 800мм и наличии внутренней полости сваи называют пустотными, при диаметре более 800мм - сваями-оболочками.

При небольших нагрузках широко применяют сваи квадратного сплошного сечения (цельные и составные) размером от 200×200 мм до 400×400 мм, длиной 3...16м без предварительного напряжения продольной арматуры и 3...20 м с предварительным напряжением. Сваи без предварительного напряжения изготовляют из бетона класса В15, арматуры классов А-II, А-III, диаметром не менее 12мм. В верхней части сваи, непосредственно воспринимающей удар молота, устанавливают 3...5 сеток из арматурной проволоки на расстоянии 5см друг от друга. В средней части располагают две строповочные петли. Шаг поперечной (спиральной) арматуры принимают у концов сваи 50мм, в средней части 100...150 мм (рис. 10.7). Сваи с предварительно напряженной продольной арматурой изготовляют из бетона В20...В25; по сравнению со сваями без предварительного напряжения арматуры они экономичней (по расходу арматуры) и поэтому предпочтительней. Полые круглые сваи и сваи-оболочки применяют при больших нагрузках. Их изготовляют звеньями длиной 2...6 м. Стыки звеньев могут быть болтовыми, сварными или на вкладышах.

Несущая способность фундаментов на сваях-стойках (при любой их расстановке в плане) равна сумме несущих способностей отдельных свай, а несущая способность свайных фундаментов на висячих сваях зависит от числа свай, их расстановки в плане, формы, размеров поперечного сечения и длины.

Сваи и свайные фундаменты рассчитывают по предельным состояниям. По предельным состояниям первой группы определяют несущую способность свай по грунту, прочность материала свай и ростверков ; по предельным состояниям второй группы рассчитывают осадки свайных фундаментов, образование и раскрытие трещин в железобетонных фундаментах и ростверках. Помимо этого сваи рассчитывают по прочности на воспринятие усилий, возникающих при монтаже, транспортировке, а также при выемке свай из пропарочных камер.