Часть 2 Конструкции зданий
Основания. Виды грунтов
Основание - часть массива грунта, на которую передается нагрузка от сооружения. Основание называется естественным, если фундамент возводится непосредственно на грунте природного сложения, и искусственным, когда несущая способность грунта увеличена различными способами.
Грунты, применяемые в качестве основания, подразделяются на глинистые, песчаные, крупнообломочные, скальные и насыпные.
Глинистые грунты - связанные, обладающие во влажном состоянии пластичностью. Такие грунты могут сжиматься, размываться и при замерзании вспучиваться.
Песчаные грунты - сыпучие в сухом состоянии, не обладающие пластичностью во влажном состоянии и содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2 мм.
Крупнообломочные грунты - несцементированный грунт, содержащий песок и более 50% по массе частицы крупнее 2 мм. Подразделяются на два вида. Грунт щебенистый (галечниковый) - масса частиц крупнее 10 мм составляет более 50% массы сухого грунта и грунт дресвяный (гравийный) - масса частиц крупнее 2 мм составляет более 50%.
Скальные грунты - наиболее надежные. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Залегают в виде сплошного массива
К насыпным относятся грунты с нарушенной структурой, напластования которых образованы в результате отвалов, отсыпок строительных котлованов, намыва, вскрышных работ при открытой разработке полезных ископаемых
Искусственные основания.
К искусственным основаниям прибегают в тех случаях, когда естественные грунты по своим свойствам не отвечают нормальным условиям возведения и эксплуатации здания или сооружения, т. е. являются слабыми. В этих случаях применяют уплотнение и закрепление грунтов или заменяют их более прочными, т. е. создают искусственное основание.
Механическое уплотнение грунтов может быть осуществлено тремя способами: непосредственным весом механизмов (катки), ударным (трамбовки) и вибрационным (вибраторы).
Закрепление грунтов достигается цементацией(закачивают цемент), битумизацией, силикатизацией, стабилизацией, а также при помощи полимерных смол.
Термический способ можно осуществлять при помощи нагнетания в грунт воздуха, нагретого до температуры 600-800°, или путём сжигания различного горючего (преимущественно солярового масла) непосредственно в толще грунта. Второй способ более экономичен.
Электрическое закрепление грунтов основано, на том, что при пропуске постоянного электрического тока через водонасыщенный глинистый грунт возникают электроосмос (т. е. перенос воды от положительного полюса к отрицательному), электролиз и вторичные химические реакции. В результате происходит обезвоживание и уплотнение грунта
Замену грунтов применяют в том случае, когда их уплотнение или закрепление вызывают ряд затруднений
Фундаменты. Требования к фундаментам. Классификация фундаментов.
Фунда́мент—строительная несущая конструкция, часть здания, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию
Требования, предъявляемые к фундаментам:
1) прочность;
2) устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента;
3) устойчивость к агрессивным грунтовым водам;
4) стойкость к атмосферным факторам (морозостойкость; пучение грунтов при замерзании);
5) соответствие по долговечности сроку службы здания;
6) индустриальность;
7) экономичность
а — ленточный; б — столбчатый; в- сплошной; г — свайный
По конструктивной схеме (рис. 2) фундаменты делят:
1) на ленточные (в виде непрерывной ленты под всеми несущими стенами);
2) столбчатые (в виде отдельных столбов);
3) сплошные (в виде сплошной плиты под всем зданием);
4) свайные.
По работе материала фундамента под нагрузкой различают жесткие фундаменты, работающие преимущественно на сжатие, и гибкие, работающие на растяжение и скалывание.
К жестким фундаментам относят бутовые, бутобетонные и бетонные фундаменты. Гибкие фундаменты выполняют из железобетона.
По способу возведения фундаменты могут быть монолитными и сборными.
В зависимости от глубины заложения подошвы фундаментов различают фундаменты глубокого (более 5 м) и мелкого заложений.
Ленточные фундаменты. Сплошные фундаменты
Ле́нточный фундамент представляет собой замкнутый контур (ленту) – полосу из железобетона, укладываемую под всеми несущими стенами здания и распределяющую вес здания по всему своему периметру. Таким образом, оказывая сопротивление силам выпучивания почвы, избегая проседания и перекоса здания. Сплошные фундаменты Представляют собой сплошную безблочную или ребристую железобетонную плиту "под всей площадью здания. Сплошные фундаменты устраивают в случаях когда нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт основания слабый.
Столбчатые и сплошные фундаменты
Сплошные фундаменты Представляют собой сплошную безблочную или ребристую железобетонную плиту "под всей площадью здания. Сплошные фундаменты устраивают в случаях когда нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт основания слабый. Столбчатый фундамент очень похож на свайный фундамент и представляет собой систему столбов, установленных в наиболее нагруженных точках - местах схождения стен, а также на углах строения. Возможна установка столбов под тяжёлыми внутренними стенами или в других местах с большим сосредоточением нагрузки. Для такого типа фундамента обязательно нужно устраивать армированный пояс - ростверк (рандбалки, обвязочные балки), позволяющий минимизировать вероятность опрокидывания или горизонтального смещения фундамента.
Свайные фундаменты
Свайный фундамент – это фундамент, в котором для передачи нагрузки от здания на грунт используются сваи. Фундамент на сваях целесообразно возводить в тех случаях, когда несжимаемый слой грунта находится настолько глубоко, что другие типы фундаментов строить невозможно, а именно в случае возведения дома на слабых грунтах (например, на торфяных грунтах или в болотистой местности).
Сваи — деревянные, металлические, или железобетонные стержни, которые заглубляют в грунт в основании зданий и сооружений для придания прочности фундамента.
Гидроизоляция фундаментов
Способы гидроизоляции принято делить на два типа. Выполняться они могут в различных плоскостях - в вертикальной, в горизонтальной.
Вертикальная гидроизоляция, как правило, выполняется с наружной стороны самого фундамента. Гидроизоляцию при этом лучше всего наносить до уровня тротуара или отмостки. Таким образом, фундамент будет идеально защищен от грунтовой воды. Горизонтальная же гидроизоляция предназначена скорее для защиты от воды стен подвалов (стен здания). Это та вода, которая может проникать от подошвы фундамента по капиллярам использованных при строительстве пористых материалов.
В обоих типах изоляции используется гидрозамок из глины, разница лишь в том, что в вертикальной гидроизоляции между замком и фундаментом есть еще прижимная стенка, выполненная из кирпича.
Плиточный фундамент
Гидроизоляция плиточного фундамента выполняется рулонным рубероидом. Минимум – два слоя, с нахлесткой от десяти до двадцати сантиметров. В качестве клеящей основы лучше всего взять горячую битумную мастику. Укладывается гидроизоляция непосредственно на фундаментную плиту, но если на ней есть неровности, то их выравнивают стяжкой. Утеплитель укладывается поверх гидроизоляции, и именно по нему выполняется стяжка.
Ленточный фундамент
Гидроизоляция ленточного фундамента может быть выполнена в несколько различных способов.
Самым экономным вариантом следует считать обмазку битумной мастикой. Также гидроизоляция может быть выполнена с использованием рулонных материалов. Самым простым из них считается рубероид, который кроме своей экономичности радует еще и прочностью (прочнее обмазки) и долговечностью. Метод проникающей гидроизоляции является одним из самых эффективных современных способов.
Свайный, столбчатый фундамент
Гидроизолировать сваи и столбы чрезвычайно сложно. Для фундаментов столбчатых чаще всего применяется гидроизоляция насыпного типа. Для фундаментов столбчатых и свайных может применяться гидроизоляция обмазочная или покрасочная. Представлены такие материалы, как правило, в виде битумных, латексно – битумных быстрозасыхающих составов. Есть также проникающая гидроизоляция, которая считается самым эффективным оптимальным способом гидроизоляции такого типа фундамента.