5 Проектирование оснований
5.1 Общие указания
5.1.1 Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор: типа основания (естественное или искусственное);
типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения; ленточные, столбчатые, плитные и др.; железобетонные, бетонные, из каменной или кирпичной кладки и др.);
мероприятий, указанных в подразделе 5.9, применяемых при необходимости снижения влияния деформаций оснований на эксплуатационную надежность сооружений;
мероприятий, применяемых для снижения деформаций окружающей застройки.
5.1.2 Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний: первой – по несущей способности и второй — по деформациям.
К первой группе предельных состояний относятся состояния, приводящие сооружение и основание к полной непригодности к эксплуатации (потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; резонансные колебания; чрезмерные деформации основания и т.п.).
Ко второй группе предельных состояний относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения или снижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок, подъемов, прогибов, кренов, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).
Основания рассчитывают по деформациям во всех случаях, за исключением указанных в 5.6.52, а по несущей способности — в случаях, указанных в 5.1.3.
Вопрос№ 13
Бутовые фундаменты имеют толщину не менее 500 мм, лишь в случае применения бутаплитника толщина фундаментной кладки может быть уменьшена до 300 мм. Строительство фундамента из бута - процесс очень трудоемкий, камни приходится укладывать вручную, кроме того возведение фундамента такой конструкции требует больших временных затрат. Изготовление фундамента из бута имеет смысл в том случае, когда бутовый камень является местным материалом и его применение позволяет ссэкономить деньги. Строительство бутовых фундаментов осуществляется из тяжелого природного камня, известняка или песчаника. Бутобетонные фундаменты по сравнению с бутовыми наиболее экономичны. Это связано с тем. что за счет сокращения размеров фундамента сокращается расход материалов, необходимых для его приготовления. Возведение бутобетонного фундамента предполагает сооружение опалубки и готовых (инвентарных) щитов или из досок. Строительство этого вида фундамента осуществляется с применением бетона марки "5 и выше (тяжелый бетон). По мере возведения фундамента в бетон добавляют (вводят) бутовый камень, он может составлять 30 -40 % общей массы. Толщина бутобетонного фундамента должна быть не менее 350 мм. В связи с неточностью плоскости верхнего обреза как у бутовых, так и у бутобетонных фундаментов его следует увеличить по отношению к толщине надземной стены на 80 - 100 мм. Бутовые и бутобетонные фундаменты сооружают в форме уступов. Делается это для того, чтобы нагрузка передавалась на большую площадь основания. Укладывать бутобетонные фундаменты следует на слой щебенки толщиной 50-100 мм; перед тем как приступить к постройке фундамента, щебень нужно хорошенько утрамбовать.
Бетонные фудаменты изготавливаются из бетона марки 50 и выше, сооружение этого вида фундаментов целесообразно в тех районах, где нет бутового камня либо других аналогичных заполнителей. Для изготовления бетонного фундамента требуется большое количество цемента.
Вопрос № 14
Фундаменты — это часть здания, расположенная ниже отметки дневной поверхности грунта. Их назначение — передать все нагрузки от здания на грунт основания. В случаях когда под зданием устраивают подвалы, фундаменты выполняют роль ограждающих конструкций подвальных помещений. Долговечность, надежность, прочность и устойчивость здания во многом зависят от качества фундаментов. Значительна их роль и в экономике строительства. В общих затратах на возведение здания доля фундаментов составляет по стоимости 8-—10 % и по трудоемкости 10— 15%.
Работа фундаментов протекает в сложных условиях, Они подвергаются влиянию разнообразных внешних воздействий, как силовых, так и несиловых (рис. 2). Такие силовые воздействия, как нагрузки от массы здания и грунта, отпор грунта, силы пучения, сейсмические удары, вибрация, вызывают появление различного вида сжимающих, сдвигающих и изгибающих напряжений, результатом которых могут быть недопустимые деформации и разрушения.
Несиловые воздействия: переменные температура и влажность, избыточное увлажнение, воздействие химических веществ, деятельность насекомых, грибков и бактерий — могут привести как к появлению напряжений и. разрушений в фундаментах, так и к нарушению эксплуатационного режима помещений зданий.
Рис. 2. Воздействия на фундаменты
Силовые воздействия: 1 - нагрузка от здания; 2 - боковые давление грунта; 3 - сейсмические нагрузки; 4 - силы пучения грунта; 5 - упругий отпор грунта; 6 - вибрации. Несиловые воздействия: 7 - температура грунта; 8 - температура помещения подвала; 9 - влага грунта; 10 - влага воздуха подвала; 11 - агрессивные примеси в воде и воздухе; 12 - биологические факторы
Чтобы противостоять различного рода воздействиям и обеспечить необходимые условия эксплуатации здания, фундаменты должны отвечать ряду требований. Основные из них; прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и на скольжение, стойкость воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессии. Наряду с эксплуатационными фундаменты должны удовлетворять экономическим требованиям минимума затрат труда, средств и времени на возведение, что может быть достигнуто при индустриальных методах строительства. Разнообразие материалов и конструктивных решений зданий, климатических и грунтовых условий определил множество различных видов фундаментов, используемых в современном строительстве.
Материалом для фундаментов могут служить дерево, бутовый камень, бутобетон, бетон, железобетон. Деревянные фундаменты как правило, используют лишь для временных деревянных зданий. В условиях переменной влажности древесина быстро загнивает, поэтому для продления срока службы деревянные фундаменты следует антисептировать — обрабатывать химическими веществами, препятствующими гнилостным процессам
В современных условиях все реже применяют фундаменты из бута. В этих фундаментах бутовый камень R= 200—300 кгс/см2 укладывают на раствореR= 30 кгс/см2, что позволяет получить кладку, прочность на сжатие которой составляет 18—24 кгс/см2. Устройство таких фундаментов трудоемко, ограничено теплым сезоном и требует труда квалифицированных каменщиков. Несколько проще устройство бутобетонных фундаментов. Их возводят в опалубке, включая в бетон 25—35 % бута. Прочность бутобетонных фундаментов достигаетR=50—90 кгс/см2. Затраты на возведение меньше, чем на бутовые, необходимость в квалифицированных каменщиках отпадает.
а - ленточные; 6 - отдельностоящие; в - сплошные; г - свайные
Массовое распространение в современном строительстве получили бетонные и железобетонные фундаменты, особенно сборные. Бетонные и железобетонные сборные фундаменты позволяют круглогодичное ведение работ с широким применением индустриальных методов изготовления и монтажа элементов. Бетон и железобетон в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к материалам для фундаментов: морозостойкости, механической прочности, стойкости к агрессивным водам, биостойкости и т.д.
По конструктивной схеме фундаменты различают ленточные, отдельностоящие, сплошные и свайные.
Ленточные фундаменты (рис. 3) устраивают под все капитальные стены, а в некоторых случаях и под колонны. Они представляют собой заглубленные в грунт ленты — стенки из бутовой кладки, бутобетона, бетона или железобетона.
Вопрос №15