Фундаменты зданий и сооружений классификация и требования к ним

Классификация фундаментов

Фундаменты

Фундаменты являются основным и наиболее ответственным конструктивным элементом несущего остова здания.

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:

– устойчивость на опрокидывание и скольжение;

– 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.

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).

Классификация и требования к фундаментам

Фундамент – важнейший конструктивный элемент, воспринимающий все нагрузки от вышестоящих элементов здания и передающих их грунтам основания.

По конструктивной схеме фундаменты делят на:

! Ленточные – под всей длиной стен либо в виде сплошных лент под рядами колон;

! Столбчатые – под лёгкие стены при глубине залегания подходящего грунта основания ниже 2м. имеют вид отдельных опор под стены, колонны или столбы;

! Свайные – особенно актуальны при необходимости передать на слабый грунт значительные нагрузки, при высоком уровне стояния грунтовых вод. Отдельные, погруженные в грунт сваи, через которые происходит передача на грунт нагрузок от здания, по верху сваи объединяются бетонной или ж/б плитой, либо балкой – ростверк; висячие и сваи-стойки

! Сплошные – монолитные плиты под всей площадью здания (применяются при особо больших нагрузках, слабых неоднородных грунтах основания, для создания водонепроницаемой защиты подвалов, во влажных грунтах с высоким уровнем стояния грунтовых вод).

Материалы применяемые для фундаментов:

* тяжёлый бетон марки 50 и выше

* железобетон (монолитный или сборный, изделия из них);

* металл, асбоцементные трубы (для свайных фундаментов);

* обожжённый красный кирпич (прочной марки 1 00 и более);

* антисептированная древесина (для деревянных зданий);

* редкий для средней полосы естественный камень из тяжёлых природных пород марки 200 и выше.

§ жесткие (материал которых работает на сжатие) в теле этих фундаментов не возникает деформаций изгиба. Для их устройства применяют: кладка из природного камня, бутобетон, бетон

§ гибкие (работают на изгиб)

По способу устройства:

o сборные (заводское изготовление)

o монолитные (опалубка под стены, заливают бетон, 24 суток…)

По глубине заложения:

¨ глубокого (больше 1м)

*10.Промерзание грунтов. Глубина заложения фундаментов.

Глубина заложение фундамента – расстояние от планировочной отметки грунта до подошвы фундамента.

Глубина заложения фундаментов зависит от ряда условий:

-вида сооружения (дом, баня, гараж, хозяйственные постройки) и его конструктивных особенностей (наличия цокольного, подвального этажа и т.д.);

-величины и характера нагрузок, действующих на фундамент;

-геологических условий площадки (физико-механические параметры грунта);

– гидрогеологических условий площадки (и их изменений в процессе строительства и эксплуатации)

-возможности пучения грунта при промерзании и осадки при оттаивании.

При выборе глубины заложения фундамента:

1Предусматривается заглубление фундамента в несущий слой не менее 10..15 см

2Избегать наличие подошвой слоя, если его прочностные деформационные свойства хуже свойств подстилающего слоя

3Стремиться закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод, для исключения необходимости применения водопонижения при строительных работах.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов (d_f), м, определяется по формуле:

где k_n — коэффициент влияния теплового режи­ма сооружения на промерзание грунта у фундамен­та, принимаемый:

— для ленточных фундаментов наружных стен ота­пливаемых сооружений — по СНиП т.53 СТБ 5.01.01.99

— для ленточных фундаментов наружных стен не­отапливаемых сооружений и внутренних стен соору­жений равным 1,1;

d_fn — нормативная глубина сезонного промерзания грунтов.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов (d_fn) м, принимается на такой глубине, где зимой 0°С, за искл. глин и суглинков -1°С . Определяется как средняя величина ежегодных максимальных глубин сезонного про­мерзания грунтов за период наблюдений не менее 10 лет на открытой, очищенной от снега горизон­тальной площадке при отсутствии подземных вод. Согласно климатологической карте для Республики Беларусь она составляет 0.9·1.2=1.08м, для супесей, мелких и пылеватых грунтов, и – 0.9м в остальных случаях.

Глубина заложения фундамента под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от промерзания грунта. Ее назначают 0.5м от уровня земли либо пола.

Глубина заложения фундаментов стен зданий, имеющих не отапливаемые подвалы назначается от пола подвала и = половине расчетной глубины промерзания. Для гравелистых=1.3; для…=1.7

*11.Монолитные и сборные ленточные фундаменты. Типы фундаментных блоков. Устройство уступов и осадочных швов в фундаментах.

фундаменты, возводимые непосредственно под стены дома или под ряд отдельных опор. В первом случае они имеют форму непрерывных подземных стен, во втором состоят из железобетонных перекрестных балок.

Ленточные фундаменты подводят под дома с тяжелыми стенами (бетонными, каменными, кирпичными и т. п.) или с тяжелыми перекрытиями. Их закладывают под все наружные и внутренние капитальные стены. Наличие под домом подвалов, теплых подполий, гаража или цокольного этажа делают просто необходимым выбор именно этого типа фундамента.

Для этого типа фундамента характерны большие объемы земляных работ и используемых материалов, значительный вес и трудоемкость возведения. Несмотря на это, ленточные фундаменты получили довольно широкое распространение, в основном благодаря простой технологии.

Ленточные фундаменты бывают МОНОЛИТНЫМИ и СБОРНЫМИ.

Для сооружения ленточных монолитных фундаментов на дне котлована выставляется опалубка (деревянная), арматура, листы теплоизоляции и между стенками опалубки заливается бетон. Для снижения потери при обогреве дома в такие фундаменты закладывается утеплитель (керамзит, минераволатные плиты, пенопласт).

Монолитные ленточные фундаменты устраивают:

· Бутовые (из природного камня. Растворные швы должны перекрываться. Ограничения :

o Ширина для обеспечения необходимой перевязки швов должна быть 600мм

o Высота ступеньки 500мм

o Ширина 150..250мм)

· Бутобетонные (состоят из бетона с включениями в его толщу отдельных кусков бутового камня. Размеры камней не должны превышать1/3 ширины фундамента)

ДОСТОИНСТВА ленточных монолитных:

– могут быть использованы для зданий любой формы;

Сборные ленточные фундаменты состоят из крупных фундаментных бетонных или железобетонных блоков.

Под стены возводятся из фундаментных подушек и стеновых фундаментных блоков. Их укладывают на основание или на песчаную подготовку 100.150, которая должна быть тщательно утрамбована. При строительстве на слабых грунтах устраивают ж/б пояса толщиной 100..150 мм или армированные швы толщиной 30..50 мм, размещая их между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков, а так же на уровне верхнего обреза фундамента.

ДОСТОИНСТВА ленточных из железобетонных блоков:

– значительное сокращение сроков возведения;

НЕДОСТАТКИ всех ленточных:

– увеличение срока строительства за счет производства земляных работ, заполнения бетоном опалубки;

НЕДОСТАТКИ ленточных из железобетонных блоков:

– менее практичны (пропускают воду в местах своего соединения);

– пригодны для зданий простых форм (при сложных архитектурных формах блоки, выпускаемые стандартных размеров, приходится обрезать).

По очертанию профиля ЛФ под каменные стены представляет собой в простейшем случае –прямоугольник. В большинстве случаев для передачи давления основанию приходится уширять подошву фундамента.

Теоретической формой фундамента с разной подошвой является трапеция. Уширение подошвы не должно быть большим во избежание появления растягивающих и скалывающих напряжений, и появления трещин.

Предельный угол альфа, называемый условным углом распределения давления, составляет для бутовых и бутобетонных 27° 33°

Устройство трапецеидальных фундаментов связано с определенными трудозатратами, поэтому в зависимости от расчетной ширины подошвы, выполняют либо прямоугольный фундамент, либо фундаменты ступенчатой формы с соблюдением правила, чтобы габариты фундамента не выходили за пределы теоретической формулы.

При расположении на местности с уклоном фундаменты выполняются с уступами . Высота уступов (h) должна быть не более 500мм, а длина (L) не менее 100мм. Отношение высоты уступа к его длине должно быть не более 1/3 для песчаных грунтов и не более 1/2 для связевых.

При устройстве фундаментов смежных стен на разной глубине фундамент меньшего заложения следует дополнительно заглублять до угла наклона 40° от ребра фундамента большого заложения до ребра фундамента меньшего заложения

Отдельные отсеки здания при неблагоприятных грунтах (при неравномерных осадках основания, при существенных отличиях в ширине фундаментов или их заглублениях в смежных объемах сооружения, а также при возведении объекта несколькими очередями с большими интервалами в сроках строительства и др.) отделяются осадочными швами , которые представляют собой сквозные вертикальные зазоры в конструкция фундамента. Разрезая фундамент, швы позволяют отдельным отсекам здания смещаться по вертикали, что предотвращает образование деформационных трещин при его осадке. Стены подвалов со стороны осадочных швов защищают битумной мастикой. Угол или часть стены поднимется или опустится точно по данному шву, то есть по заранее отведенной щели. В эту щель вставляется доска коротыш. Доску обрезают и обмазывают горячим битумом за два раза (или оборачивают в 2 слоя толя).

*12.Столбчатые (отдельностоящие) фундаменты. Сплошные и свайные фундаменты.

Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 1033 . Нарушение авторских прав

Тема 2 Фундаменты, требования к ним, классификация, глубина заложения фундаментов

Прочитать учебный материал темы, составить конспект, подготовиться к закреплению.

Подземный несущий конструктивный элемент, воспринимающий нагрузку от здания и передающий её на основание, называется фундаментом.

Как подземный и несущий элемент здания, фундаменты должны удовлетворять следующим требованиям:

– устойчивости на опрокидывание и на скольжение;

– стойкости к воздействию грунтовых вод;

– стойкости к химической и биологической агрессивности;

– индустриальности в изготовлении;

– экономичности в возведении и эксплуатации.

Фундаменты классифицируются по следующим признакам:

1) По виду материала – из природного камня (бута), бутобетона, бетона, дерева, железобетона, песка крупного;

2) По характеру работы:

а) жёсткие, работают на сжатие;

б) гибкие, работают на сжатие и изгиб;

3) По конструктивному решению (рисунок 28):

4) По глубине заложения:

а) мелкого заложения до 5 метров;

б) глубокого заложения свыше 5 метров;

5) По способу возведения:

а) индустриальные, состоящие из сборных элементов заводского изготовления;

б) неиндустриальные, возводятся на строительной площадке из бута, кирпича;

в) монолитные, возводятся на строительной площадке из бетона и бутобетона в опалубке.

а – ленточный; б – столбчатый; в – сплошной (плитный); г – свайный

Рисунок 28 – Конструктивные решения фундаментов

Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются стены, называется обрезом (рисунок 29).

Нижняя плоскость фундамента, которой фундамент опирается на грунты и передаёт нагрузку на основание, называется подошвой фундамента.

Важнейшим параметром, от которого зависит выбор типа фундамента, является его глубина заложения.

Расстояние от поверхности грунта до подошвы фундамента называется глубиной заложения фундамента (рисунок 9).

Глубина заложения фундамента зависит от следующих факторов:

– промерзания грунтов (района строительства);

– уровня грунтовых вод;

– характера и вида грунтов в основании;

– конструктивного решения здания и его назначения;

– наличия подвала или подполья;

– условий эксплуатации здания;

– рельефа площадки застройки;

– нагрузки от строящегося и рядом стоящих зданий.

1 – подошва фундамента; 2 – обрез фундамента; 3 – спланированная поверхность грунта

Рисунок 29 – Глубина заложения фундамента

Расчётная глубина промерзания грунта Н отличается от нормативной глубины промерзания грунта, так как тепловой режим здания оказывает влияние на промерзание окружающего грунта и рассчитывается по формуле:

где Н н – нормативная глубина промерзания, определённая как средняя за 10 лет, определяется по карте средней глубины промерзания грунтов;

m_t – коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта, колеблется от 0,4 до 0,8.

Материал для закрепления:

1 Назначение фундамента.

2 Определить признаки классификации фундаментов.

3 Определить требования к фундаментам.

4 Назвать материал для изготовления фундаментов.

5 Указать типы фундаментов по конструктивному решению.

6 Дать определение глубины заложения фундаментов.

7 Перечислить факторы, от которых зависит глубина заложения фундаментов.

Проверка степени усвоения материала:

1) Назвать требование к фундаменту, закончив предложение:

А – Способность фундамента воспринимать нагрузку от здания и передавать её на основание отвечает требованиям …..;

Б – Сопротивление фундамента силам опрокидывания удовлетворяет требованиям ….;

В – Фундаменты, смонтированные из сборных элементов, отвечают требованиям ….;

Г – Способность фундамента сопротивляться действию грунтовых вод решает требования ….;

Д – Фундаменты с наименьшими затратами средств, материалов, трудозатрат отвечают требованиям …..;

Е – Фундаменты, обеспечивающие зданию функциональную способность, отвечают требованиям …..;

Ж – Способность фундамента не подвергаться воздействию отрицательных температур отвечает требованиям …..

2) Определить глубину заложения фундамента по рисункам 29 и 30.

3) Определить по рисунку 30 материал и конструктивное решение фундамента:

Рисунок 30 – Виды фундаментов

Дата добавления: 2019-02-13 ; просмотров: 60 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Классификация фундаментов: виды и требования

Фундамент — это подземное либо наземное основание для здания. Что представляет собой классификация фундаментов? Выделяют кирпичные, каменные, деревянные, бетонные варианты. Остановимся подробнее на особенностях каждого типа основания, так как именно от фундамента зависит качество и надежность возводимого сооружения.

Параметры для классификации

Фундамент является опорным основанием, предназначен он для перенесения нагрузки здания на базовую площадку. Делят основания на два вида: природные и искусственные. К первой группе относятся земли, расположенные под фундаментом. Они обладают определенной пропускной способностью, обеспечивают устойчивость сооружения при усадке.

Искусственный фундамент не имеет несущей способности. Для повышения его прочности используют трамбовку, понижают влажность грунта, переносят основу на другое место.

Классификация фундаментов по конструктивным особенностям предполагает выделение следующих видов:

Важные моменты

Ленточное основание укладывается под стенами здания либо под конкретными опорами.

Столбчатый фундамент закладывают на требуемую глубину под легкие конструкции.

Свайный тип используют при высоком уровне грунтовых вод, а также при необходимости строительства здания повышенной нагрузки. В настоящее время он активно применяется при установке малоэтажных зданий на воде, строительстве домов на болотистых почвах.

Плитный сплошной фундамент используют на грунтах, обладающих незначительной несущей способностью. Данный тип применяют для дополнительной гидроизоляции при сооружении основы для подвала.

По типу строительства

Классификация фундаментов по данному признаку предполагает выделение нескольких групп оснований:

При выборе одного из вариантов учитывают максимальные нагрузки, которые будут оказывать на фундамент стены и крыша.

Ленточный вариант

Рассмотрим подробнее виды фундаментов. Классификация на первое место ставит ленточный фундамент. Этот вариант считается оптимальным для строительства частного дома. Классификация фундаментов данного типа регламентируется нормативами СНиП (3.02.01) по следующим признакам:

По первому признаку выделяют сборные конструкции из железобетонных заводских блоков, монолитные варианты (заливка их выполняется в опалубку на месте строительства), кирпичные или бутовые конструкции.

По глубине заложения ленточные основания подразделяют на две группы:

ленточный фундамент незначительного заглубления (0,4-0,7 м);

глубокого залегания (ниже уровня промерзания грунта).

В индивидуальном строительстве применяют монолитный вариант.

Свайные конструкции

Что представляет собой классификация свайных фундаментов? Для начала дадим краткую характеристику данного варианта основания. Это подземные конструкции, имеющие удлиненную форму. Они располагаются в качестве отдельных элементов либо группой, устанавливаются наклонно или вертикально. Часть свай вбивается непосредственно в грунт. Также такой вариант фундамента устанавливается с помощью вкручивания, вдавливания, погружения, набивания.

У каждого варианта предполагается своя технология монтажа, материал изготовления, условия эксплуатации. Классификация свай и свайных фундаментов предполагает определение их функциональной принадлежности, касающейся повышения несущей способности грунта. Такие основания применяют при возведении жилых домов, дачных домиков.

Что представляют собой виды свайных фундаментов? И классификация, и применение их основывается на нескольких параметрах:

В зависимости от особенностей конструкции, для строительства можно выбирать цельные либо составные, сделанные из нескольких секций, сваи. Они могут иметь острие или тупой нижний конец, а также дополнительные расширения на различных уровнях.

По размеру сваи делят на жесткие (короткие) и длинные (средней жесткости).

В настоящее время предлагаются следующие формы свай: многоугольные, круглые, пирамидальные, трапецеидальные, крестообразные, конические, пустотелые, сплошные.

Материалы для изготовления свай: бетон, железобетон, дерево, металл. В последнее время все чаще применяется комбинация нескольких материалов, что существенно увеличивает технические характеристики свай.

По характеру работы выделяют опорные и висячие варианты. При установке свай используют забивание, вкручивание, набивание, вдавливание.

Особенности выбора свай

При подборе вида свай необходимо учитывать особенности грунта, высоту и конструкции дома. Например, для районов с вечной мерзлотой не подойдут сплошные ж/д сваи без поперечного армирования.

Важно сначала изучить фундаменты: классификацию, требования, особенности, подобрать оптимальный вариант, и только потом приступать к строительству нового сооружения. От правильности выбора напрямую зависит безопасность и эксплуатационные характеристики создаваемой конструкции.

Сваи-стойки — столбы, которые проходят через слабый грунт, опираются на его пласты. Висячие сваи — стволы, которые передают нагрузку от здания на грунт через боковые поверхности.

Оборудование

Чтобы погружать свайный фундамент на определенную глубину вдавливанием или забиванием, применяется специальное оборудование: копры, молоты, иные ударные или вибрационные установки. Выделяют следующие их варианты:

Если в строительстве используются набивные типы свай, изначально бурят скважины либо забивают в грунт полые трубы. Полученное отверстие заполняют раствором бетона.

В зависимости от качества грунта и выбранной технологии оболочку либо оставляют, либо же вынимают после установки свай.

Особенности свай

Для изготовления винтовых свай используют металл либо железобетон. Состоят они из ствола и винтовых лопастей, которые располагаются на специальном башмаке-наконечнике. Столб бывает пустотелым, а также заполненным бетоном. Лопасти могут быть металлическими сварными, стальными литыми, пластмассовыми.

В качестве материала для деревянных свай используется древесина сосны либо ели. Иногда основой для деревянной сваи становится лиственница, дуб, кедр. Выбирают для свай прямоствольные бревна, предварительно удаляют с них кору. В случае значительного заглубления выполняют сращивание деревянных свай по 3-5 элементов.

Железобетонные сваи производят на заводах, а монолитные конструкции сооружают непосредственно на строительной площадке (согласно проекту). Арматуру заливают бетоном с учетом климатических особенностей региона.

Для металлических свай применяют трубы, прокатный профиль, сварные конструкции. Для защиты от атмосферной коррозии их обрабатывают каменноугольными смолами, битумом, специальными антикоррозийными составами.

Свайный фундамент состоит из системы ростверков и свай, которые являются связывающими и распределяющими элементами нагрузки сооружения. На несущие балки или плиты, которые объединяют сваи, будут опираться наземные элементы сооружаемого здания.