4. Виды фундаментов мелкого заложения

К фундаментам мелкого заложения относят фундаменты с глубиной заложения до 4 м. Деление фундаментов по глубине заложения связано собственно с размером глубины заложения фундамента и с условиями работы грунтового основания под нагрузкой и способами производства работ при их устройстве. У фундаментов мелкого заложения потеря несущей способности грунтового основания связано с образованием около фундамента с одной или с двух сторон холмиков выпирания грунта. Такого явления у фундаментов глубокого заложения не наблюдается. Потеря несущей способности грунтового основания для этих фундаментов вызывает изменение структуры грунта внутри грунтового массива. Кроме того, фундаменты мелкого заложения, как правило, возводят в котлованах, предварительно отрытых на всю глубину заложения фундамента.

Наиболее распространенными в современном строительстве являются железобетонные, бетонные и бутобетонные фундаменты.

Применительно к фундаментам следует применять тяжелый конструкционный бетон со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м3. Допускается применять бетон мелкозернистый средней плотности свыше 1800 кг/м3. Класс бетона по прочности на сжатие рекомендуется применяется не ниже В15. При соответствующем обосновании допускается применение бетона класса В20. Марка бетона по водонепроницаемости назначается в соответствие с СП 52-101 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» [7]. Так, например, при возможном эпизодическом воздействии температуры ниже 0 °С, для фундаментов (конструкция, находящаяся в грунте) марка бетона по водонепроницаемости W не нормируется. При проектировании бетонных и железобетонных фундаментов, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, марка бетона по водонепроницаемости назначается в соответствие со СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» [6] и должна быть не менее W4.

По способу изготовления различают монолитные бетонные и железобетонные фундаменты и сборные фундаменты. Монолитные фундаменты изготавливаются на строительной площадке, сборные – на строительной площадке монтируются (собираются) из конструкционных элементов, сделанных на предприятиях строительной индустрии. Существуют и смешанные сборно-монолитные фундаменты, когда одна, как правило, нижняя часть фундамента изготавливается непосредственно по месту ее расположения, а другая, верхняя – монтируется.

Под подошвой фундаментов делается специальная подготовка. Рекомендуется под монолитными фундаментами независимо от подстилающих грунтов (кроме скальных) предусматривать устройство бетонной подготовки толщиной 100 мм и выступающей за грани подошвы фундамента на 100 мм. Бетон подготовки под подошвой монолитного фундамента принимается класса В10 [12]. Толщину защитного слоя бетона для рабочей арматуры подошвы фундаментов при наличии бетонной подготовки принимают не менее 40 мм и не менее диаметра стержня рабочей арматуры.

Допускается применение щебеночной или песчаной подготовки с цементной стяжкой.

При обосновании допускается бетонирование фундаментов без подготовки. В этом случае толщину защитного слоя бетона для рабочей арматуры подошвы назначают не менее 70 мм.

При сборных фундаментах устраивают подготовку из песка или цементного раствора.

Для защиты подошв фундаментов, расположенных в уровне агрессивных грунтовых вод (с учетом возможности их повышения), необходимо предусматривать:

• в кислых слабо- и среднеагрессивных средах — устройство щебеночной подготовки толщиной 100—150 мм из плотных изверженных пород с последующей укладкой слоя кислотостойкого асфальта, а в сильноагрессивных кислых средах — дополнительно по кислотостойкому асфальту наклеивать два слоя рулонной изоляции с последующей укладкой слоя кислотостойкого асфальта;

• в сульфатных слабо- и среднеагрессивных средах — устройство щебеночной подготовки толщиной 100—150 мм с проливкой горячим битумом до полного насыщения с последующей подготовкой из бетона или цементно-песчаного раствора или слоя горячей асфальтовой мастики, а для сильноагрессивных сульфатных сред — подготовки из бетона или цементно-песчаного раствора на сульфатостойком портландцементе.

Характеристики агрессивных сред определяются по СНиП 2.03.11.

По характеру работы железобетонные фундаменты могут быть жесткими или гибкими. В жестких фундаментах линия уступов с вертикалью образует угол, который не превышает угол образования пирамиды продавливания от вертикальных нагрузок (рисунок 24). При этом в теле фундамента не возникает значительных растягивающих напряжений.

П о форме фундаментов в плане и виду конструкций, опирающихся на фундаменты, фундаменты подразделяют на отдельно стоящие, ленточные под стены здания, ленточные под колонны, сплошные (плитные) под стены здания и сплошные под колонны.

О тдельные фундаменты (рисунок 25) устраивают под колонны и стены. В последнем случае для возведения стен под ними устанавливают фундаментные балки (рисунок 26) или цокольные панели, опирающиеся на фундаменты (рисунок 27).

Л енточные фундаменты под колонны (рисунок 28) воспринимают нагрузку от ряда колонн. Иногда под сетку колонн делают ленточные фундаменты в двух направле­ниях (перекрестные ленты). Ленточные фундаменты устраива­ют для уменьшения давлений на грунты основания и уменьшения неравномерностей осадок отдельных колонн.

Ленточные фундаменты под стены (рисунок 29) сохраняют геометрию стен здания в плане. В зданиях с подвальными помещениями и техническими подпольями ленточные фундаменты выполняют функцию стен заглубленных помещений.

С плошные фундаменты (рисунок 30) устраивают под всем соору­жением или под его частью в виде железобетонных плит под сетку колонн и стен. Такие плиты работают на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Сплошные фундаменты существенно уменьшают давления на грунты основания по сравнению с отдельными фундаментами и, при значительной толщине фундаментной плиты, способствуют уменьшению неравно­мерности осадки.