6. Фундаменты
Фундаменты являются основным и наиболее ответственным конструктивным элементом несущего остова здания.
6.1. Общие положения
Воздействия на фундаменты. Фундаменты работают в сложных условиях, подвергаясь силовым и несиловым воздействиям различного характера (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Схема воздействий на фундаменты
Силовые воздействия – нагрузки от веса здания и грунта, силы пучения, сейсмические удары, упругая реакция грунта, вибрации – вызывают сжимающие, сдвигающие и изгибающие напряжения, результатом которых могут быть недопустимые деформации фундаментов и их разрушения.
Несиловые воздействия – переменные температура и влажность грунта и воздуха, избыточное увлажнение, воздействие агрессивных химических веществ и биологических факторов – могут привести к нежелательным разрушительным процессам в фундаментах.
Требования к фундаментам. Учет силовых и несиловых воздействий на фундаменты обуславливает основные эксплуатационные требования к ним:
- прочность;
- устойчивость на опрокидывание и скольжение;
- пространственная жесткость;
- долговечность;
- стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессивности среды.
Кроме этого фундаменты должны удовлетворять требованиям технологичности устройства и экономическим требованиям минимума затрат средств, труда и времени на их возведение, что достигается индустриальными методами строительства.
6.2. Классификация фундаментов
По конструктивному типу и форме различают фундаменты (рис. 6.2):
- ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн;
- столбчатые, в виде отдельных опор под колоннами каркасных зданий, а также под стенами малоэтажных бесподвальных зданий;
- сплошные (плитные), представляющие собой монолитные плиты под всей площадью здания или его частью;
- свайные, в виде погруженных в грунт (устроенных в грунте) стержней – свай.
|
Ленточные |
Сплошные | |
|
|
| |
|
Столбчатые |
Свайные | |
|
| ||
Рис. 6.2. Основные типы фундаментов
По материалу фундаменты могут быть: из природного камня, бутобетона, грунтобетона, бетона и железобетона.
По заглублению в грунт различают фундаменты: мелкого (до 5 м) и глубокого (более 5 м) заложения. Большинство зданий проектируется и строится с фундаментами мелкого заложения, которые имеют следующие отличительные особенности:
- нагрузка на основание передается преимущественно через плоскую подошву, в то время как глубокие фундаменты (например, свайные) нагрузку передают также и боковой поверхностью;
- соотношение размеров – ширины и высоты – незначительно, что позволяет рассматривать их как жесткие конструкции;
- устройство фундаментов осуществляется в отрываемых открытых котлованах или в полостях, создаваемых в массиве грунта.
По способу изготовления фундаменты могут возводиться монолитными, сборно-монолитными и 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, и гибкими, рассчитанными на восприятие изгибающих усилий. Гибкие фундаменты выполняются из железобетона, что позволяет снизить расход бетона, но одновременно увеличивается расход стали.
По характеру нагружения различают центрально нагруженные и внецентренно нагруженные фундаменты.
По способу опирания на грунт различают фундаменты: непосредственно опирающиеся на грунт (на естественном основании); фундаменты трения – висячие сваи (на искусственном основании).