14. Виды фундаментов и основные требования, предъявляемые к ним.

Фундамент – конструктивный элемент, передающий нагрузки от вышележащих элементов грунту – основанию. Фундамент должен удовлетворять следующим требованиям: 1) быть прочным и долговечным, не разрушаться под воздействием грунтовых вод (обычных и агрессивных); 2) быть устойчивым по отношению к опрокидывающим силам, сдвигу и скольжению; 3) не превышать допустимых величин осадок; 4) иметь наиболее экономичные конструктивные формы для данного сооружения и основания. По конструктивной форме фундаменты бывают четырех основных типов: 1. Сплошные, располагающиеся под всем сооружением в виде плиты или массива (фундаменты под машины, трубы, памятники и др.); 2. Ленточные, располагающиеся в виде непрерывной ленты под всеми несущими конструкциями; 3. Отдельные фундаменты в виде столбов, соединенных между собой арками или рандбалками для восприятия нагрузок от стен здания; 4. Смешанные фундаменты – сочетание ленточного или сплошного фундамента со столбчатым.

15. Последовательность проектирования фундаментов мелкого заложения.

Расчет оснований по деформациям включает следующие этапы:   определение нормативных и расчетных нагрузок на фундаменты;  оценку инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства;   выбор глубины заложения фундамента;   назначение предварительных размеров подошвы с использованием условного расчетного сопротивления грунта R₀;   вычисление расчетного сопротивления R и уточнение принятого размера подошвы фундамента;   проверку прочности слабого подстилающего слоя при его наличии;   определение деформаций основания и сравнение их с предельными значениями.

16. Классификация и конструкции фундаментов мелкого заложения.

Различают следующие основные типы фундаментов мелкого заложения (рис.Ф.12).

1. Ленточные фундаменты под стены и колонны.

2. Ленточные прерывистые фундаменты под стены.

3. Столбчатые фундаменты под стены.

4. Отдельно стоящие фундаменты под колонны.

5. Щелевые фундаменты.

6. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.

7. Сплошные фундаменты в виде железобетонных плит.

8. Коробчатые фундаменты.

1) Ленточные фундаменты под стены устраиваются монолитными или из сборных блоков (рис.Ф. 12,а,б,в,г,д). В монолитном варианте армируется только плитная часть фундамента. В сборном варианте используются железобетонные подушки и бетонные блоки для фундаментных стен. Ленточные фундаменты под колонны (рис.Ф. 12,е) выполняются из монолитного железобетона с армированием подошвы и стен фундамента. Если ленты делаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях, то фундамент называется фундаментом из перекрестных лент (рис.Ф.12,ж). Данный тип фундаментов имеет ряд преимуществ перед обычными ленточными, так как обладает способностью к выравниванию неравномерных деформаций основания.

2) Ленточные прерывистые фундаменты (рис.Ф.12,а) отличаются от обычных тем, что фундаментные подушки укладываются с разрывом, величина которого определяется расчетом. Пространство между подушками заполняется песком или уплотненным грунтом. Нагрузка от фундаментной стены передается через уплотненный грунт на основание.

3) Столбчатые фундаменты (см.рис.Ф.12,з,к) применяются в зданиях с конструктивной схемой из неполного каркаса. Столбчатые фундаменты состоят из фундамента стаканного типа, на обрез которого укладываются фундаментная балка или цокольная панель. Фундаменты данного типа допускается устраивать на грунтах с высокими деформационными и прочностными характеристиками. Это объясняется тем, что подобные фундаменты не допускают неравномерности деформаций. Фундаменты армируются в плоскости подошвы сварными сетками и пространственными каркасами в теле столба.

4) Отдельно стоящие фундаменты (рис.Ф.12,л,м) устраивают под колонны из монолитного железобетона, включая плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Монолитные фундаменты выполняются как одно целое с колоннами. При этом арматура колонн соединяется с арматурой фундамента. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана, а металлических колонн  при помощи анкерных болтов. Высота ступеней принимается кратной 150 мм. Первая ступень должна быть не менее 300 мм. Ширина ступеней определяется из условия продавливания. Отдельные фундаменты могут быть сборными, состоящими из одного или нескольких элементов (рис.Ф.12,м).

Рис.Ф.12. Фундаменты мелкого заложения:

а - сборный ленточный, прерывистый; б, в, г,д - поперечные сечения ленточных фундаментов под стены; е - ленточный монолитный под колонны; ж - фундамент из перекрестных лент; з, к - отдельно стоящий из сборных столбов и рандбалок; л,м - отдельно стоящий под колонны; н - коробчатый плитный; о - плоский плитный; п - многоугольный плитный; р - плитный под колонны: 1 - отмостка; 2 - гидроизоляция; 3 - сборные бетонные стеновые блоки; 4 - армированный пояс; 5 - подушка ленточного фундамента; 6 - стеновая ребристая панель; 7 - подушка под колонну (столб); 8 - колонна (столб); 9 - рандбалка сборная; 10 - колонна; 11 - железобетонная лента; 12 - железобетонная плита; 13 - бетонная подготовка

5) Щелевые фундаменты (рис.Ф. 20) представляют собой тонкие стенки толщиной от 10 до 20 см, устраиваемые путем прорезки грунта и заполнения щели бетоном с полным или частичным армированием. Подколонник опирается непосредственно на бетонные пластины и выполняется в монолитном варианте. Преимущество щелевого фундамента в том, что нагрузка на основание передается не только торцом, но и боковой поверхностью. Однако щелевые фундаменты можно устраивать только в глинистых грунтах.

Рис.Ф.20. Ленточный многощелевой фундамент: 1 - поверхность грунта; 2 - распределительная плита; 3 - надземная стена; 4 - бетонные пластины; 5 - перекрытие; 6 - пол подвала

6) Фундаменты в вытрамбованных котлованах (рис.Ф. 21) устраивают с помощью конической или трапецеидальной трамбовки путем ее сбрасывания с высоты 4-6 м до образования полости в грунте, которая заполняется бетоном. Преимущество подобного фундамента в том, что при вытрамбовании грунта вокруг котлована образуется зона с большей плотностью, чем плотность естественного грунта. В результате не только увеличивается несущая способность фундамента, но и частично устраняются просадочные свойства лессовых грунтов. Несущую способность фундамента можно увеличить, если выполнить устройство уширенной зоны втрамбованием в грунт щебня.

Рис.Ф.21. Фундаменты в вытрамбованных котлованах: а - столбчатый без уширения; б - с уширенным основанием: 1 - стакан для установки колонны; 2 - фундамент; 3 - уплотненная зона грунта; 4 - втрамбованный жесткий материал (грунт)

7) Фундаменты в виде сплошных железобетонных плит (рис.Ф. 12,н,о,п) устраиваются под всем зданием или сооружением и представляют собой плоскую, ребристую или коробчатую плиты. В плане эти фундаменты имеют прямоугольное, круглое или кольцевое очертания. Сплошные фундаменты обладают способностью изгибаться под действием внешних нагрузок. Поэтому сплошные фундаменты армируются как в нижней, так и в верхней зонах сечения. Армирование выполняется плоскими сварными сетками или отдельными стержнями, которые укладываются на поддерживающие каркасы. Данный тип фундаментов имеет наибольшее преимущество при слабых грунтах, так как эти фундаменты нечувствительны к неравномерным осадкам.

Рис.Ф.22. Плитные фундаменты: а - со сборными стаканами; б - с монолитными стаканами; в - ребристая плита; г - плита коробчатого сечения: 1 - верхняя рабочая сетка; 2 - нижняя рабочая сетка;3 - вертикальная арматура