Конструктивные схемы фундаментов

По заглублению в грунт различают фундаменты:

- мелкого заложения – до 5 м;

- глубокого заложения – более 5 м.

По способу изготовления фундаменты могут возводиться:

- монолитными;

- сборно-монолитными;

- сборными.

Применение монолитных фундаментов наиболее рационально, так как они дешевле сборных и имеют лучшие технические характеристики.

По характеру работы конструкции фундаментов могут быть:

- жесткими – работающими только на сжатие;

- гибкими – рассчитанными на восприятие изгибающих усилий.

Гибкие фундаменты изготавливаются из железобетона, что позволяет снизить расход бетона, но одновременно увеличивает расход стали.

Глубина заложения фундамента – это расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы фундамента.

Глубина заложения фундаментов принимается с учетом:

- назначения и конструктивных особенностей проектируемого здания;

- нагрузок и воздействий на фундаменты;

- глубины прокладки инженерных коммуникаций;

- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия склонных к скольжению слоев и пр.);

- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений;

- глубины сезонного промерзания грунтов.

Элементы фундамента и согласование высотных отметок

По условиям недопущения морозного пучения грунтом основания многолетним опытом строительства выработаны общие правила по учету глубины промерзания грунта при проектировании оснований и фундаментов:

- для отапливаемых зданий глубина заложения подошвы фундамента (фундамент мелкого заложения) под наружными несущими и самонесущими конструкциями должна быть не менее 0.7 м и всегда ниже расчетной глубины промерзания (за исключением непучинистых грунтов – крупнообломочных с песчаным заполнителем, песках гравелистых, крупных и средней крупности);

- под внутренними несущими конструкциями отапливаемого здания глубина заложения подошвы фундамента принимается независимо от глубины промерзания грунта, поскольку грунт под зданием не промерзает, и не должна быть менее 0.5 м;

- для неотапливаемых зданий глубина заложения подошвы фундамента под любыми по месторасположению конструкциями должна быть не менее расчетной глубины промерзания;

- устраивать фундаменты на промерзшем и покрытом водой основании запрещено во избежание последующей неравномерных деформаций и возможных разрушений.

Конструктивные решения основных типов фундаментов

Ленточные фундаменты. Ленточный фундамент может служить не только несущей конструкцией, передающей постоянные и временные нагрузки от здание на основание, но и ограждающей конструкцией помещений подвала. Ленточные фундаменты получили большое распространение в жилищном строительстве для зданий до 12 этажей, выполненных по бескаркасной системе при глубине заложения фундаментов до 3 м. Для более высоких зданий они фактически превращаются в фундаментную плиту

Форму в плане и разрезе, а также размеры ленточного фундамента устанавливают так, чтобы было обеспечено возможно более равномерное распределение нагрузки на основание. И форма, и размеры зависят от материала фундамента, нагрузок от здания, качества грунтов, грунтовых вод, глубины промерзания, местных условий и т.д.

Форма фундамента в плане повторяет очертания капитальных стен здания – несущих и самонесущих.

Ширину по обрезу (поверху) у бутовых фундаментов принимают на 8-10 см шире стен. Минимальную ширину бутового фундамента принимают 30-50 см. Для бутобетонных фундаментов ширина поверху может быть равна толщине стены. Их минимальную ширину принимают 35 см. Ширину железобетонных фундаментов определяют расчетом. Она может быть менее толщины стены.

Ширину подошвы ленточных фундаментов определяют исходя из величины нагрузок и расчетных сопротивлений грунтов основания. Необходимо следить, чтобы равнодействующая всех нагрузок от здания проходила в средней трети ширины подошвы фундамента. Этим исключается появление в фундаменте растягивающих усилий.

Переход от ширины обреза к ширине подошвы при значительной разнице их величин обычно выполняется уступами. Размеры уступов должны быть такими, чтобы в теле фундамента не появлялись растягивающие усилия.

В простейшем случае ленточный фундамент под стену представляет собой прямоугольник в поперечном сечении. Однако прямоугольное сечение допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и высокой несущей способности грунта. Теоретической формой сечения фундамента является трапеция с углом к вертикали 25-30^о. Практически фундаменты выполняют со ступенчатым уширением книзу, моделирующим этот угол (по технологической необходимости).

Монолитные ленточные фундаменты устраивают из бутобетона, бетона в виде жесткой конструкции ступенчатой формы. При применении железобетона фундамент применяют в виде армированной ленты-плиты и неармированной или армированной конструктивно фундаментной стены.

Монолитные фундаменты могут применяться в любых грунтовых условиях.

В некоторых случаях для выравнивания неравномерных осадок каркасных зданий можно устраивать монолитный ленточный фундамент с заделкой в него колонн каркаса. Такой фундамент выполняется в виде перекрестных лент, на места пересечения которых опираются колонны. Отдельная фундаментная плита работает в продольном направлении на изгиб как балка, находящаяся под воздействием сосредоточенных нагрузок от колонн сверху и распределенного реактивного давления грунта – снизу. Ребра фундамента армируют подобно многопролетным балкам.

Сборные ленточные фундаменты в зависимости от строительной системы здания проектируют из различных конструктивных элементов.

В современных условиях массового строительства для каменных и крупноблочных зданий ленточные фундаменты, как правило, возводят из сборных бетонных или железобетонных элементов. Индустриальные сборные ленточные фундаменты монтируют из двух типов сборных элементов – железобетонных фундаментных блоков (плит-подушек) и бетонных стеновых блоков подвалов.

Фундаментные блоки маркируют буквами «Ф» с добавлением размеров в дм (например, Ф-6-12 – фундаментный блок шириной 60 см и длиной 120 см). Плиты-подушки изготавливают на заводах толщиной 300, 400, 500 и 600 мм; ширина подушек – от 600 до 3200 мм, длина – 1200, 2400 и 3000 мм.

Стеновые блоки подвалов могут быть сплошные (ФБС – фундаментный блок стеновой) и пустотные (ФБП – фундаментный блок пустотный, или УДБ – унифицированный дырчатый блок, имеющий сквозные на всю высоту блока дыры, проемы, с шагом, равным высоте блоков – 600 мм). УДБ выпускают с закрытыми или открытыми торцами, а также с выпусками арматуры. Раскладка блоков осуществляется так, чтобы проемы совпадали для образования вертикальных колодцев, которые замоноличивают бетоном или остаются пустыми. Стеновые фундаментные блоки имеют размеры: высота – 600 и 300 мм (доборные), ширина – 300, 400, 500 и 600 мм, длина – 600, 800, 900, 1200, 2400 (дырчатые – от 600 до 6000 через 600).

Пустотные блоки дают экономию до 40% бетона и применяются для внутренних стен и для наружных при грунтах, не насыщенных водой. Общая масса блоков не превышает 3 т.

Монтаж сборных бетонных фундаментов осуществляется на цементном растворе вперевязку (несовпадение вертикальных швов). В прерывистых фундаментах вертикальный шов между блоками располагается в пределах фундаментных плит.

Для уменьшения количества типоразмеров фундаментных блоков по длине, а также для устройства вводов коммуникаций в теле фундамента оставляют проемы длиной не более 0.6 м, которые впоследствии заполняют бетоном или кирпичом. При этом вышележащий блок должен перекрывать проем.

Под плиты-подушки устраивают выравнивающую песчаную подсыпку или слой тощего бетона.