Массив грунта расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания

Основания и фундаменты

1. Основания фундаментов и их характеристика.

1.1. Работа грунта под нагрузкой.

1.2. Естественные основания. Виды грунтов и их важнейшие характеристики.

1.3. Искусственные основания.

2. Фундаменты малоэтажных жилых зданий.

2.1. Классификация фундаментов

2.2. Конструктивные решения фундаментов.

1. Основания фундаментов и их характеристика.

1.1. Работа грунта под нагрузкой

Грунты – это геологические породы, залегающие в верхних слоях земной коры, состоящие из твердых частиц (зерен) разной крупности (скелета грунта) и пор, заполненных или воздухом полностью, либо частично водой. А грунт, который находится под фундаментом в напряженном состоянии от действия нагрузки от здания, называется основанием фундамента.

Основание фундамента представляет собой массив грунта, расположенный под фундаментом и непосредственно воспринимающий через него нагрузки от здания или сооружения.

Эти нагрузки вызывают в основании напряженное состояние (рис.7.1), которое при достижении определенного уровня может привести к деформациям, как самого основания, так и фундамента.

Вследствие давления, предаваемого зданием на основание, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих усилий грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой грунта, которая вызывает осадку фундаментов.

Неравномерные деформации грунта, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, собственной массы грунта и других факторов (замачивания просадочного грунта, подтаивание линз льда в грунте и т.д.), называют просадками. Они могут вызвать повороты фундаментов и т.п. вплоть до разрушения. Просадки оснований недопустимы.

Для того чтобы осадки не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, а также не повлияли на условия эксплуатации зданий, установлены предельные величины деформаций основания и напряжений в грунте, возникающих под подошвой фундаментов.

1.2. Естественные основания. Виды грунтов и их важнейшие характеристики.

Если грунты неподвижны и способны воспринимать нагрузку без предварительного усиления, то они могут быть использованы в качестве естественных оснований.

Качество естественного основания зависит от многих факторов, однако в первую очередь, его определяет вид грунта, его влажность, уровень грунтовых вод и условия промерзания.

Естественные основания – это грунты, которые в природном состоянии имеют достаточную несущую способность, небольшую и равномерную сжимаемость, не превышающую допустимые значения.

По своему строению грунты состоят из частиц, удерживаемых от взаимного смещения различным образом: жесткой связью между зернами (спаянностью) – в сцементированных грунтах, постоянно сохраняющих свою структуру; силой трения – в сыпучих грунтах; силой сцепления – в связных грунтах.

Грунты, используемые в качестве оснований зданий и сооружений, подразделяют в зависимости от геологических характеристик на скальные и нескальные.

К скальным грунтам относятся: изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. К таким породам относят, например, граниты, базальты, песчаники, известняки. Под нагрузкой от зданий и сооружений указанные породы не сжимаются и являются наиболее прочным естественным основанием.

К нескальным грунтам относятся крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Крупнообломочные грунты по своей структуре (зерновому составу) подразделяются на щебенистые (вес частиц крупнее 10 мм составляет более половины) и дресвяные (вес частиц размером 2 – 10 мм составляет более 50 %). Если в этих грунтах преобладают окатанные частицы, они соответственно получают названия галечникового или гравийного.

Пески в сухом состоянии представляют в своей массе сыпучий грунт. По крупности частиц различают пески: гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые с соответствующим соотношением частиц от 2 мм до 0,05 мм в % от веса воздушно-сухого грунта. Песчаные грунты из гравелистых, крупных и средней крупности песков мало сжимаемы и при достаточной мощности слоя служат прочным и устойчивым основанием зданий и сооружений.

Глинистые грунты относятся к категории связных грунтов с размерами плоских частиц, не превышающими 0,005 мм, и толщиной менее 0,001 мм. Глинистые частицы скреплены силами внутреннего сцепления, величина которого зависит от влажности грунта. Глинистые грунты пластичны, т.е. способны при увлажнении переходить из твердого состояния в пластическое и даже в текучее. Глинистые грунты, находящиеся в твердом сухом состоянии, служат прочным основанием.

К глинистым грунтам относятся также суглинки и супеси, содержащие наряду с глинистыми частицами примеси песка. Содержание этих примесей характеризуется так называемым «числом пластичности». Для супесей это значение составляет от 0,01 до 0,07, для суглинков – от 0,07 до 0,17.

При наличии в глинистых грунтах до 15 – 25 % (по весу частиц крупнее 2 мм к указанным наименованиям должны прибавляться термины «с галькой» («со щебнем») или «с гравием» («с дресвой»); если же содержание частиц составляет 25 – 50 % (по весу) прибавляются термины «галечниковый» («щебенистый»), «гравелистый» («дресвянистый»). При наличии частиц крупнее 2 мм более 50 % (по весу) грунты относятся к крупнообломочным.

В зависимости от степени влажности или степени заполнения пор водой различают грунты маловлажные, влажные и насыщенные водой. Крупнообломочные и песчаные грунты с крупностью частиц выше средней при увлажнении мало сжимаемы и могут служить устойчивым основанием. Увлажнение мелкозернистых песчаных грунтов снижает их несущую способность тем больше, чем меньше размеры частиц грунта. Особенно сильно влияет на снижение несущей способности грунта увлажнение пылеватых песков с глинистыми и илистыми примесями. Такие грунты в водонасыщенном состоянии становятся текучими и называются плывунами. Возведение зданий на таких грунтах требует дополнительных мер по усилению основания.

В строительной практике встречаются насыпные грунты – искусственные насыпи, образованные в результате культурной и производственной деятельности человека. Такие грунты формируются при засыпке оврагов, высохших водоемов, на месте свалок и отходов производства и т.п.

Плотность насыпных грунтов часто зависит от характера подстилающего слоя и состава насыпи (наличие мусора, шлаков и др.). Вопрос об использовании насыпных грунтов в качестве основания для зданий и сооружений рассматривается в каждом отдельном случае в зависимости от характера грунта и возраста насыпи. Так, например, песчаные насыпи, в своей основе содержащие песок, самоуплотняются через 2-3 года, а глинистые – через 5 – 7 лет, после чего они могут быть использованы в качестве естественного основания. Несущая способность глинистых грунтов при их увлажнении значительно снижается. При замерзании влажных глинистых грунтов основания происходит замерзание воды в порах: происходит так называемое «пучение», которое часто является причиной деформаций фундаментов и зданий. Поэтому глубина заложения фундаментов от уровня земли на глинистых грунтах должна быть, как правило, ниже глубины зимнего промерзания на 15 – 20 см.

Глинистые грунты (например, лессы и лессовидные), обладающие в природном состоянии видными невооруженным глазом крупными порами (макропорами), называют макропористыми грунтами. При увлажнении такие грунты из-за содержания в них растворимых в воде извести, гипса и других солей теряют связность, быстро намокают и при этом уплотняются, образуя просадки. Указанные грунты называют просадочными и для обеспечения необходимой прочности и устойчивости возводимых на таких грунтах зданий и сооружений должны выполняться специальные мероприятия по укреплению грунтов основания и по защите их от увлажнения.

Грунтовые воды образуются в результате проникновения в грунт атмосферных осадков. Дойдя до водонепроницаемого слоя («водоупора»), например слоя глины, вода стекает по его склону, просачиваясь через водопроницаемые слои (крупнозернистые и т.п.). Уровень дренируемой воды зависит от близости водоупора к поверхности, от сезонных колебаний уровней воды в водоемах местности и т.п. Этот уровень, называемый уровнем грунтовых вод, может изменяться еще и от проникновения воды сверху – так называемой верховодки при таянии снегов, дождях и при наличии прослоек глинистых грунтов, задерживающих движение воды.

Читать еще:  Как выбрать краску по дереву для наружных работ?

В зависимости от гидрогеологических условий, слои грунта могут быть в различной степени насыщены грунтовой водой. Крупнозернистые грунты содержат ее в том случае, если ниже них залегают водоупорные слои. Мелкозернистые грунты могут содержать грунтовую воду частично или полностью, а глинистые грунты в силу своей большой влагоемкости чаще всего имеют только капиллярную (связную) воду.

Грунтовые воды, содержащие растворенные примеси солей и других веществ, разрушающих материал фундаментов, называют агрессивными.

Для защиты от агрессивных грунтовых вод создаются специальные конструкции, способные работать в агрессивной среде и защищающие фундаменты от разрушения (СНиП 3.02.01-83).

Грунты, имеющие в своем составе лед, называют мерзлыми. Грунты, промерзающие только в течение одного зимнего времени, называются сезонно-мерзлыми; сохраняющие мерзлое состояние непрерывно в продолжении долгих лет – вечномерзлыми. Сезонно-мерзлые грунты в зимнее время под воздействием нулевой или отрицательной температуры района строительства промерзают на некоторую глубину.

Промерзание некоторых из этих грунтов может вызвать их пучение. Грунты, в которых присутствует значительное количество глины (супеси, суглинки и глины), называют вспучивающимися при замерзании. Остальные грунты (пески, гравелистые и др.) составляют группу невспучивающихся при замерзании. Силы пучения всегда направлены снизу вверх, в процессе замерзания или оттаивания происходит смещение отдельных участков поверхности относительно друг друга. По степени пучения грунты разделяются на сильно пучинистые, пучинистые и непучинистые. Более всего пучинят глинистые грунты. При насыщении водой в небольшой степени пучинят мелкие пески. Крупнообломочные и песчаные грунты крупных фракций не пучинят даже в насыщенном водой состоянии. В скальных породах и крупнообломочных грунтах деформации грунта, развивающиеся при замерзании, незначительны либо вовсе отсутствуют.

Основания и фундаменты

Классификация оснований

Массив грунта, залегающий под фундаментом, способный надежно воспринимать давление от здания, называют естественным основанием. Грунты, образующие основание, подразделяют на глинистые, песчаные, крупнообломочные и скальные. Они представляют собой горные породы, состоящие из минеральных частиц различной величины, между которыми находятся пустоты (поры). Прочность сцепления между частицами этих грунтов значительно меньше прочности самих частиц.

Скальные грунты представляют собой плотные горные породы с прочной связью между зернами и залегают в виде сплошного каменного массива (скалы) или трещиноватого слоя.

Если грунты основания не способны надежно воспринимать давление от здания, их искусственно укрепляют. Основание, грунты которого искусственно укреплены, называют искусственным.

Естественные основания

Под действием нагрузки от здания глинистые, песчаные и крупнообломочные грунты способны сжиматься, что может повлечь за собой осадку здания. Величина и равномерность осадки зависят от величины нагрузки, сжимаемости грунта, формы и размеров опорной площади фундамента. Следовательно, естественные основания должны обладать небольшой равномерной сжимаемостью и достаточной несущей способностью, определяемой нагрузкой, при которой величина и равномерность осадки не могут нарушить прочность и устойчивость здания.

Сжимаемость и несущая способность различных видов грунтов неодинаковы, так как различны их физико-механические свойства. Физико-механические свойства грунтов зависят от природы и структуры самих грунтов, а также от наличия или отсутствия в них грунтовых вод. В большинстве случаев грунтовые воды снижают несущую способность основания, а колебание уровня грунтовой воды (например, в результате изменения сезонного режима) может вызвать неравномерную осадку здания. Грунт, способный удерживать в своих порах воду, при промерзании вспучивается, так как вода при замерзании увеличивается в объеме. Силы пучения велики и могут вызвать недопустимые деформации здания.

Пучение грунтов зависит не только от их влажности, но и от уровня грунтовых вод, крупности зерен и глубины промерзания грунтов. Чем мельче зерна грунта и чем больше в нем влаги, тем больше способность грунта к пучению при замерзании. Естественные основания должны обладать постоянством объема при промерзании или находиться ниже линии промерзания грунта.
Грунты основания должны быть устойчивыми к воздействию грунтовых вод. При наличии в грунтах основания легко растворимых в воде веществ (например, гипса) возможно выщелачивание грунта, что может привести к недопустимым деформациям основания.

Естественные основания должны обладать неподвижностью, что связано с устойчивостью пластов грунта. Большой угол наклона пластов может привести к скольжению одного пласта по другому (оползень) и к разрушению здания.

Грунты и их строительные свойства

Глинистые грунты состоят из мельчайших частиц чешуйчатой формы размерами в плане менее 0,005 мм и толщиной менее 0,001 мм. Благодаря большой удельной поверхности соприкосновения и наличию тонких капилляров, всасывающих грунтовую воду, создается взаимное притяжение частиц, обуславливающее вязкость глинистых грунтов. К глинистым грунтам относятся глина, супеси и суглинки.

Глиной называют глинистый грунт, содержащий более 30% глинистых частиц; суглинком — грунт, содержащий от 10 до 30% тех же частиц, и супесью — от 3 до 10%.

В зависимости от влажности глинистые грунты могут находиться в твердом, пластичном или текучем состоянии. Несущая способность твердых глин больше, чем у пластичных. При замерзании глинистые грунты вспучиваются. Вследствие небольшой скорости уплотнения частиц грунты обладают длительной осадкой под нагрузкой.

Песчаные грунты состоят из частиц размером от 0,1 до 2,0 ли: и подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые, а по минеральному составу — на кварцевые, сланцевые и известковые. Наиболее прочны кварцевые пески. С увеличением содержания пылеватых и глинистых частиц прочность песчаного грунта уменьшается. Вследствие значительной водопроницаемости увлажнение гравелистых, крупных и средней крупности песков почти не сказывается на их механических свойствах, а при насыщении водой мелких и пылеватых песков последние становятся текучими (плывуны), приобретают подвижность, при этом уменьшается их несущая способность. Крупные и чистые пески при промерзании не вспучиваются, дают быструю, окончательную осадку под нагрузкой и являются хорошим основанием.

Крупнообломочные грунты представляют собой не связанные обломки скальных пород, содержащих свыше 50% обломков крупнее 2 мм, и подразделяются на щебень, дресву, гальку и гравий. Они не подвержены вспучиванию, малосжимаемы, не размываются водой; основания из них надежны.

Скальные грунты залегают сплошными массивами или трещиноватыми слоями и (при отсутствии трещин или пустот) являются наиболее прочным основанием. К скальным грунтам относят граниты, кварциты, песчаники, известняки и др.

Грунты, имеющие прочность при сжатии образца в водонасыщенном состоянии менее 50 кГ/см2, называют полускальными грунтами (растворимые гипсы и гипсовые песчаники, плотные глины и песчаники).

Кроме перечисленных грунтов, в строительстве приходится иметь дело с растительными (верхний гумусовый слой) грунтами, непригодными для оснований из-за неоднородности состава и сильной сжимаемости под нагрузкой, насыпными грунтами в виде различных пород и отходов, являющимися ненадежными основаниями из-за неравномерной сжимаемости.

Для выбора основания грунты на участке строительства исследуют с целью определения характера напластований, толщины слоев, физико-механических свойств грунтов, вида грунтовой воды и уровня ее стояния. Исследование (разведку) грунтов производят способом бурения или шурфования.

При бурении, как наиболее эффективном методе разведки грунтов, с каждым изменением пласта (но не реже, чем, через 50 см) отбирают пробы грунта для исследования его в лабораторных условиях.

Читать еще:  Гидро и пароизоляция пола второго этажа в деревянном доме

При шурфовании роют отдельные колодцы (шурфы), позволяющие брать пробы с ненарушенной структурой и осматривать грунт в условиях природного залегания. На основании исследований составляются геологические разрезы (рис. 38), дающие представление о геологическом строении участка и являющиеся исходным материалом для расчета основания.

Расчет основания сводится к ограничению деформаций конструкций здания из-за возникающих осадок основания такими пределами, которые не могут вызвать в конструкциях повреждений, недопустимых для нормальной эксплуатации зданий. Предельно допускаемые осадки для различных зданий определяются по СНиПу (в среднем 8—10 см), а фактически возможные осадки основания под нагрузкой от здания определяются расчетом.

Нагрузка от здания на основание передается через опорную площадь (подошву) фундамента.
Условно считают, что под подошвой фундамента (рис. 39) давление (в кГ/см2) от здания распределяется по прямолинейному закону с интенсивностью

р — N/F,
где N — нагрузка от здания; F — площадь подошвы фундамента.


Рис. 38. Чертежи геологического строения площадки строительства:

а — план местности с нанесением строения, скважин и шурфов; б — разрез по скважине № 1 (колонка); в — геологический разрез по линии скважин № 1—4


Рис. 39. Распределение давления в основании:
а — условная схема распределения давления на поверхности основания; б — то же, на глубине основания; в — эпюры давления в горизонтальных слоях основания; 1 — поверхность основания; 2 — фундамент; 3 — грунт

В глубине пластов основания давление от здания передается во все стороны, постепенно уменьшаясь по величине, в чем наглядно можно убедиться, если представить массив грунта в виде плотно уложенных шариков, к двум из которых приложена сила Р = 1.
При рабочем проектировании несущая способность грунтов принимается только на основании результатов исследования их на площадке. Для предварительных расчетов и при проектировании небольших зданий разрешают пользоваться нормативными давлениями на грунт при глубине заложения подошвы фундамента от 1,5 до 2,0 м и ширине подошвы фундамента от 60 до 150 см, равными (кГ/см2):

Нормативные давления скальных грунтов принимают равными 1/6 предела прочности скальной породы на сжатие.

Искусственные основания

Несущую способность слабого грунта можно увеличить путем его уплотнения, закрепления или замены слабого грунта на более прочный (рис. 40). Уплотняют грунты укаткой, трамбованием, вибрацией и устройством грунтовых свай. Укатка грунта катками уплотняет его на 15—20 см, а трамбование падающими механическими трамбовками — на глубину до 1,5—2,0 м, причем в последнем случае несущая способность увеличивается до 30%.

Рис. 40. Грунтовые искусственные основания: а — грунтовая свая; б —песчаная подушка; в — усиление грунта силикатизацией (цементи- зацией); 1 — слабый грунт; 2 — песчаная подушка; 3 — зона уплотненного грунта силикатизацией (цементизацией); 4 — инъекторы; 5 — фундамент

Крупнообломочные и крупнозернистые песчаные грунты хорошо уплотняются поверхностными вибраторами. Укатка, трамбование и вибрирование относятся к поверхностному уплотнению грунтов. Глубинное»уплотнение грунтов производят глубинными вибраторами или с помощью грунтовых свай (путем заполнения заготовленных скважин песком или грунтом с послойным трамбованием его до необходимой плотности). Длина свай может достигать 15 м.

Закрепление грунтов производят силикатизацией, цементированием или битумизацией — путем нагнетания по трубам в грунт соответствующих эмульсий. Применение одного из трех указанных способов определяется видом грунтов.
Силикатизацией (нагнетание в грунт через трубы жидкого стекла и хлористого кальция) можно закрепить песчаные пылеватые грунты, плывуны.

Цементированием (нагнетание в грунт цементного молока) закрепляют гравелистые крупно- и среднезернистые грунты.
Битумизация применяется для закрепления сильно трещиноватых скальных и песчаных пород и песчаных грунтов. После затвердевания эмульсии в порах грунта происходит его окаменение.

Замена слабого грунта более плотным производится устройством песчаных или щебеночных подушек. Песчаная подушка выполняется из среднезернистого или крупнозернистого песка с увлажнением и уплотнением его при укладке. Подушка распределяет давление от фундамента на большую площадь слабого грунта и уменьшает его за счет своей упругости.

Виды оснований, краткая характеристика грунтов оснований. Работа оснований под нагрузкой.

Основанием считают массив грунта, расположенный под фундаментом, воспринимающий нагрузку от здания и испытывающий вследствие этого дополнительные напряжения и деформации.

Здания размещают на естественных и искусственных основаниях. Естественнымназывают основание в том случае, когда природные грунты находятся в условиях естественного залегания. Если грунты, расположенные под фундаментом, в своем природном состоянии не обладают достаточной прочностью, устраивают искусственные основания путем соответствующего укрепления грунтов.

Грунты, служащие естественнымиоснованиями, подразделяют на: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные грунты, залегающие в виде сплошного массива (граниты, кварциты, песчаники и др.), водоустойчивы, несжимаемы; при отсутствии трещин и пустот они являются наиболее прочными и надежными основаниями.

Крупнообломочные грунты – несвязанные обломки скальных пород в основном размере более 2 мм (щебень, галька, дресва, гравий). Когда такие грунты подстилаются плотным грунтом и не подвержены размыванию, они являются хорошими основаниями для строений.

Песчаные грунты состоят преимущественно из округленных частиц крупностью от 0,1 до 2 мм. В зависимости от крупности частиц различают пески гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Чем крупнее зерна и плотнее песчаный грунт, тем меньше осадка под нагрузкой и выше несущая способность грунта. Грунты, сложенные из частиц крупностью от 0,05 до 0,005 мм, называют пылеватыми. Содержание в грунте пылеватых частиц ухудшает его прочность.

Глинистые грунтыявляются связными породами с очень мелкими частицами крупностью меньше 0,005 мм. Они пластичны и уменьшаются в объеме при высыхании и увеличиваются при увлажнении. Глина сильно поглощает воду и при насыщении становится водонепроницаемой; при замерзании она пучится. Глина в сухом состоянии обладает большой прочностью и служит хорошим основанием; несущая способность разжиженной глины резко снижается.

Суглинки и супеси представляют собой смесь песка, глины пылеватых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30% глинистых частиц, супеси – от 3 до 10%. По своим свойствам эти грунты занимают промежуточное положение между глиной и песком.

Некоторые супеси и другие мелкозернистые грунты, разжиженные водой, могут течь, как густая жидкость, вследствие чего их называют плывунами. Такие грунты непригодны в качестве естественных оснований под фундаменты крупных зданий.

Лёссовые грунты (разновидности суглинков), обладающие в природном состоянии видимыми порами (макропорами), называют макропористыми. Эти грунты при увлажнении быстро намокают и при этом уплотняются и дают просадку, из-за чего их относят к просадочным. При строительстве на таких грунтах предусматривают специальные меры защиты их от увлажнения.

Грунты с органическими примесями (растительный грунт, ил, торф, болотный торф) неод-нородны по своему составу, рыхлы; они неравномерно и сильно сжимаются и поэтому в качестве естественных оснований непригодны.

Насыпные грунты, образованные при засыпке оврагов, прудов, мест свалки, также неравномерно сжимаются, из-за чего в большинстве случаев их нельзя использовать в качестве естественных оснований. Только рефулированные насыпные грунты являются хорошим основанием. Рефулированием называют перекачку землесосом (рефулером) разжиженного грунта по трубопроводу.

Естественные основания сооружений должны удовлетворять следующим требованиям: обладать небольшой и равномерной сжимаемостью, обеспечивающей равномерную осадку здания в допустимых для него пределах; иметь достаточную несущую способность; быть устойчивыми к воздействию грунтовых вод; не выпучиваться при промерзании.

Искусственные основания под здания и сооружения устраивают на слабых грунтах путем их уплотнения или упрочнения, а также путем замены слабого грунта основания более прочным.

Читать еще:  Как делать фундамент под старый дом с подкапыванием подробнее?

Уплотнение слабого грунта производят поверхностным и глубинным способом. В первом уплотняют грунт трамбованием пневматическими трамбовками или трамбовочными плитами. Для уплотнения грунта на больших площадях его можно укатывать катками. Песчаные и пылеватые грунты хорошо уплотняются поверхностными вибраторами. Для глинистых грунтов вибрирование мало эффективно.

Работа грунта под нагрузкой.

Под действием нагрузки от фундаментов в грунтах основания возникает давление, величина которого зависит от собственного веса грунта и от веса здания или сооружения. Давление от собственного веса грунта, зависящее, в свою очередь, от объемного веса грунта и от глубины заложения фундамента, называется природным (бытовым) давлением. Давление от веса здания или сооружения называется дополнительным давлением.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; Нарушение авторского права страницы

Конструкции гражданских зданий – Основания и фундаменты

Основанием называют массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания. Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании напряженное состояние и деформирует его. Деформации основания, происходящие вследствие уплотнения грунтов, вызывают осадку здания. Осадка бывает равномерная, когда все элементы здания опускаются одинаково по всей его площади и в конструкциях здания не возникает дополнительных напряжений, и неравномерная, когда отдельные элементы здания опускаются на различную относительно друг друга величину. В этом случае в конструкциях здания могут возникнуть дополнительные напряжения и вызвать трещины, разрывы и даже разрушения здания.

Таким образом, главное влияние на сохранность здания оказывает не столько глубина осадки здания, сколько степень ее неравномерности.

Тест на внимательность Только 5% пользователей набирают 100 баллов. Сколько баллов наберешь ты?

Естественным основанием называется грунт, способный в своем природном состоянии воспринять нагрузку и обеспечить устойчивость здания, допустимые по величине и равномерности осадки. К естественным грунтам относятся скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Если в напряженной зоне грунты основания не обладают необходимой несущей способностью, их искусственно уплотняют или укрепляют. Укрепление слабого грунта производят с помощью цементизации или силикатизации. Цементизацию грунта осуществляют нагнетанием в грунт по трубам жидкого цементного раствора или цементного молока. Силикатизацию применяют при песчаных пылеватых грунтах, плывунах (жидкое стекло и хлористый кальций). При очень слабых грунтах их часто заменяют на более прочный слой из песка.

Фундаменты. Они должны удовлетворять основным требованиям: прочности, устойчивости на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы, сопротивлению влияния грунтовых вод, экономичности.

Глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам может быть принят для данного здания за естественное основание. За глубину заложения фундамента принимают расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, которое зависит от величины и характера нагрузок на грунты основания, гидрологических условий, глубины промерзания, принятой конструкции фундаментов.

Уровень промерзания определяется глубиной, на которой зимняя t = 0°С. У глинистых и суглинистых грунтов уровень промерзания принимается на меньшей глубине, где t ≈ -1°C. Нормативная глубина промерзания указана в СНиПе на карте в см. (СНиП 2.01.01.-86.)

Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта и назначается не менее 0,5 м от уровня земли или пола подвала. Глубину заложения фундаментов стен и колонн зданий, имеющих неотапливаемые подвалы, назначают от пола подвала и она равна половине расчетной глубины промерзания.

По конструктивной схеме различают фундаменты ленточные, столбчатые, сплошные и свайные; по характеру работы под нагрузкой – жесткие и гибкие.

Жесткие фундаменты (бетонные, бутовые, кирпичные) работают преимущественно на сжатие, а гибкие (железобетонные) – на изгиб.

В зависимости от способа и технологии возведения фундаменты бывают сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м). Форма фундаментов и их габариты зависят от необходимой площади подошвы и вида применяемого материала.

Ленточные фундаменты устраивают под стены здания или под ряд отдельных опор. В первом случае фундаменты имеют вид непрерывных подземных стен. Во втором – железобетонных перекрестных балок. По очертанию в профиле ленточный фундамент представляет собой в простейшем случае прямоугольник. Ширину бутового фундамента поверху делают немного больше толщины стены, устраивая с каждой стороны уступы на 50-60 мм, называемые обрезами. Прямоугольная форма допустима при небольших нагрузках. В большинстве случаев приходится уширять подошву фундамента.

Теоретической формой фундамента с уширенной подошвой является трапеция. Практически фундамент делают ступенчатого сечения. В зданиях с подвалами в пределах подвала – прямоугольные фундаменты, а ниже делают уширение, называемое подушкой.

Ленточные фундаменты подразделяют на сборные и монолитные. Сборные фундаменты состоят из железобетонных блоков-подушек и фундаментных стеновых блоков. Блоки-подушки бывают прямоугольной или трапецевидной формы. Их укладывают на тщательно подготовленную и утрамбованную песчаную подготовку. В целях сокращения расхода бетона и уменьшения веса применяют блоки с пустотами. Экономия в материале достигается и при устройстве прерывистых фундаментов, когда блоки-подушки укладываются с промежутками.

Наиболее трудоемки бутовые фундаменты, возводимые вручную. Их применение ограничено районами, где бутовый камень – природный материал.

Наиболее индустриален бутобетонный фундамент, возведение которого производят в инвентарной щитовой опалубке.

Бетонные монолитные ленточные фундаменты возводят когда требуется значительная ширина подошвы фундамента при минимальной ее высоте.

При незначительных нагрузках применяют столбчатые фундаменты для легких малоэтажных зданий. Столбчатые фундаменты устраивают под углами зданий, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками.

Монолитные железобетонные фундаменты применяют при очень слабых грунтах и больших нагрузках на колонны. Фундамент выполняют в виде сплошной железобетонной плиты под всей площадью здания.

При слабых грунтах также применяют свайные фундаменты. По материалу сваи бывают деревянные, железобетонные, бетонные, стальные и комбинированные.

По методу изготовления и погружения в грунт – забивные, погружаемые в грунт в готовом виде и набивные, которые изготавливают непосредственно в грунте.

По характеру работы – сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки нижним концом опираются на прочный грунт и передают на него нагрузку. Они почти не дают осадки.

Если прочный грунт находится на значительной глубине, применяют висячие сваи, несущая способность которых определяется сумму сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи.

Стены здания защищают гидроизоляцией от грунтовых вод.

В зданиях без подвала устраивают горизонтальную гидроизоляцию для защиты стен первого этажа. Изоляционный слой обычно состоит из двух слоев рубероида, склеенных между собой водонепроницаемой битумной мастикой. Гидроизоляционный слой располагают в горизонтальных швах на уровне 50-150 мм ниже перекрытия и на 150-250 мм выше уровня отмостки или тротуара.

В зданиях с подвалом изоляцию укладывают в двух уровнях: первый слой – в кладке фундамента на уровне пола подвала, а второй – в цоколе, на 150-250 мм выше уровня отмостки. Кроме того, изолируют наружные поверхности стен подвала и его пол. Когда уровень грунтовых вод находится ниже уровня пола подвала, стены промазывают двумя слоями горячего битума, пол подвала – асфальт по бетонной подготовке. При высоких грунтовых водах применяют оклеечную изоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике.

В современном строительстве используют акриловые и силиконовые герметики и гидроизоляционные материалы, основанные на полимерах.

Подвалы освещаются естественным светом через окна, расположенные ниже уровня земли. Для этого перед такими окнами устраивают колодцы, называемые приямками.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector