Классификация фундаментов мелкого заложения

Виды и особенности плывунов

В основе даннной особой разновидности почвы – вода и мелкозернистый песок, эта плавучая масса (что и обуславливает название) не приспособлена для больших нагрузок. Если неправильно спроектировать фундамент, дом может изрядно просесть. Встречаются плывуны истинные и ложные.

Истинного происхождения

Такой грунт состоит из суглинка, глинистого песка, супесей, он проявляет высокие гидрофобные свойства. Почва быстро и обильно впитывает воду, частицы характеризуются молекулярным взаимодействием. Плывуны можно узнать по специфической пленке, имеющей минимальную степень очистки. Для определения сущности почвы можно использовать внешние признаки: на дне скважины появляется «цементное молочко», когда оттуда извлекают пробу, последняя моментально расплывается. Чтобы в точности удостовериться в наличии на участке подобной почвы, пробу необходимо исследовать в лаборатории.

Как выглядит плывун

Яма, вырытая на такой территории, быстро заполнится водой, притом жидкость будет иметь красноватый оттенок. По мере высыхания в ней образуется плотная, тягучая масса. Подобная плавающая прослойка может стать причиной усложнения монтажных работ, так как в процессе строительства почва способна проникнуть в любые углубления. В таких условиях труднее сформировать закрытый контур.

Ложного происхождения

Основным компонентом в данном случае служит гравиевый песок. Образования не столь опасны, как в предыдущем случае, так как в составе не присутствуют крепкие молекулярные связи. Жидкость, появляющаяся на дне, обычно светлая, она быстро испаряется, в результате формируется рыхловатая масса.

Основные типы

Существует следующая классификация фундаментов по нескольким основным параметрам:

1. По конструкции (конструктивный тип): ленточный, столбчатый, свайный, плиный (монолитный), комбинированный.
2. По заглублению: неглубокого заложения (мелкозаглубленные) и глубокого заложения.
3. По применяемым материалам: бетонный (железобетонный), каменный (из природного или искусственного камня), кирпичный, блочный.
4. По назначению: несущий, комбинированный и специальный (плавающий, сейсмостойкий и т.д.).

Выбор разновидности фундамента осуществляется с учетом структуры и свойств грунта, залегания подземных вод и увлажнения грунта, глубины промерзания, нагрузки от здания и климатических особенностей региона. Конструкция фундамента зависит от назначения, размеров и веса сооружения.

Конструктивные решения фундаментов

10.3.1. Устройство фундаментов под резервуары рекомендуется выполнять с применением следующих конструктивных решений:

– грунтовая подушка (рис. 10.2);

– кольцевой железобетонный фундамент (рис. 10.3);

– сплошная железобетонная плита (рис. 10.4).

10.3.2. Для устройства грунтовой подушки используются чистые и прочные сыпучие материалы – песок и щебень.

Рис. 10.2. Грунтовая подушка

Формирование подушки осуществляется слоями толщиной около 150 мм с утрамбовкой слоев катками массой от 5 до 10 тонн. Высота подушки должна составлять не менее 0,5 м.

По верху подушки устраивается гидрофобный слой из битумно-песчаной смеси толщиной не менее 50 мм, состоящей из формованной в горячем состоянии смеси следующих компонентов: 9 % битума, растворенного в чистом керосине, 10 % портландцемента и 81 % чистого песка.

Дренаж грунтовой подушки и контроль протечек через возможные повреждения днища обеспечивается путем установки по периметру фундамента на расстоянии не более 5 м друг от друга радиальных дренажных трубок диаметром 75 мм, закрытых с торцов пластиковой сеткой 10 × 10 мм.

Рис. 10.3. Кольцевой железобетонный фундамент

10.3.3. Кольцевой железобетонный фундамент используется при наличии значительных контурных нагрузок по периметру стенки или при необходимости установки анкеров.

Ширина кольцевого фундамента должна быть не менее 0,8 м для резервуаров объемом до 3000 м3 и не менее 1,0 для резервуаров объемом свыше 3000 м3. Толщина железобетонного кольца принимается не менее 0,3 м. При строительстве резервуаров в сейсмических районах наличие кольцевого железобетонного фундамента является обязательным. Ширина кольца должна быть не менее 1.5 м, а толщина не менее 0,4 м.

Рис. 10.4. Сплошная железобетонная плита

10.3.4. Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты рекомендуется для резервуаров диаметром не более 15 м на немерзлых грунтах, для всех резервуаров на мерзлых грунтах, а также для всех резервуаров при хранении в них этилированных бензинов, реактивного топлива или иных ядовитых продуктов. Для обнаружения возможных протечек продукта железобетонная плита должна иметь уклон не менее 1 % от центра к периметру, а также радиально расположенные дренажные канавки.

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)

* 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)

Основные виды фундаментов мелкого заложения

Технологии современного строительства предусматривают применение различных типов фундаментов. В зависимости от глубины заложения (расстояния от подошвы до поверхности почвы) они бывают глубокого (ФГЗ) и мелкого заложения (ФМЗ)

Технологии современного строительства предусматривают применение различных типов фундаментов. В зависимости от глубины заложения (расстояния от подошвы до поверхности почвы) они бывают глубокого (ФГЗ) и мелкого заложения (ФМЗ).

ФМЗ имеют глубину заложения, не превышающую их учетверенной ширины. Они могут обеспечить прочную основу сооружения на достаточно сложных грунтах, включая пучинистые. При этом требуют существенно меньших затрат на строительство, чем ФГЗ.

Выводы

Сведем в таблицу полученные варианты расчета столбчатых фундаментов

Как видно, результаты по ручному расчету не сильно отличается от результатов ФОК Комплекс, но при ручном вычислении, мы я не проверял на продавливание, на ширину раскрытия трещин и т.д., а при необходимо посчитать большое количество фундаментов (столбчатых, ленточных, на свайном основании), ручной расчет становится громоздким. Ручной расчет я использую, если нет под рукой программ или необходимо проверить полученные результаты по программе. Использование бесплатных программ возможно, но желательно чтобы они выдавали развернутые результаты, а платные программы должны быть сертифицированными. На данные момент ФОК Комплекс помогает производить расчет фундаментов, сразу введя весь план фундаментов (разных типов), но и выдать чертежи.

Список использованной литературы

1. СП “Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП *” M., Стройиздат, 2011
2. , “Примеры расчеты оснований и фундаментов” M.,
3. Стройиздат, 1986

Как правильно выбрать вид фундамента для частного дома

Существует ряд общих рекомендаций, которые можно применить для устройства любого типа фундамента. К общим факторам относят следующие:

1. Наличие под будущей конструкцией грунтовых вод.
2. Общее состояние грунта на участке застройки.
3. Величина нагрузки от несущей конструкции.
4. Глубина, на которую максимально промерзает грунт.
5. Наличие или отсутствие подвала.
6. Предполагаемый срок службы сооружения.
7. Какие используются материалы при строительстве.
8. Есть ли на участке какие-либо подземные коммуникации.

   Виды фундаментов для частного дома

Все эти моменты имеют чрезвычайно большое значение при выборе оптимального варианта вида фундамента для частного дома, поэтому им следует уделить повышенное внимание. Ниже мы рассмотрим каждый из факторов более детально.

Какие данные потребуются для расчета

Кроме климатологических показателей региона, гидрогеологической структуры грунта и определения материала фундаментных стен, для разработки проекта требуется определить полный вес постройки, несущую способность грунта и длину стен.

Определение нагрузки от здания

Весовая нагрузка на ленточный фундамент определяется по простой формуле:

М+П+С+В, где:

• М – мертвая масса здания, включающая вес всех строительных конструкций и элементов, в том числе фундамента;
• П – полезная нагрузка или вес всего, что будет находиться внутри постройки и создавать давление на перекрытия;
• С – максимально возможная масса снегового покрова зимой и в начале таяния;
• В – ветровое давление на стены и кровлю.

Полученный расчетный результат следует умножить на коэффициент 1,2-1,25, обеспечивая 20-25% запаса прочности конструкции ленточного фундамента.

Несущая способность или сопротивление грунта

Этот показатель приводится в нормативной литературе и определяется ГОСТ 25100-95 «Классификация грунтов». Для наиболее распространенных типов почвы он составляет (в кг/см2):

• суглинок – 1,5-2,8;
• глина сухая плотная – 1,6-3,0;
• песок мелкозернистый – 2,2-3,4;
• среднезернистый – 2,5-3,6;
• супесь – 2,6-3,6;
• песок крупных фракций – 3,6-4,6;
• гравий, щебень, галька – 5,1-6,5.

На показатель сопротивления весовым нагрузкам также влияет влажность, текучесть и пористость почвы, которые приходится учитывать при подготовке расчетных данных.

Конструкция

Выделяются следующие конструктивные типы фундаментов мелкого заложения:

• отдельно стоящие (столбчатые);
• ленточные;
• плитные (сплошные);
• массивные.

Столбчатые фундаменты мелкого заложения представляют собой столбы из кирпича, бетона или другого материала. Если такая конструкция предназначена под стену, то по сверху столбов устраивается обвязка, на которую опираются стены. Вместо обвязки может быть установлен монолитный железобетонный пояс (ростверк), придающий конструкции жесткость и устойчивость.

Типы ленточных ФМЗ:

• монолитный – должен иметь два пояса арматуры вдоль верхней и нижней плоскости;
• сборный – обычно монтируется из фундаментных стеновых блоков (ФБС), а в основании его лежат бетонные подушки;
• сборно-монолитный – поверх блоков устраивается монолитный пояс, верхний уровень которого совпадает с уровнем земли;

Ленточные сборные фундаменты могут быть прерывистыми. При их устройстве фундаментные подушки укладываются с промежутками, поэтому они дешевле обычных ленточных на 10-15%.

Ленточные фундаменты мелкого заложения широко применяется при малоэтажном строительстве.

Плитный ФМЗ является самым надежным вариантом. Подходит даже для самых пучинистых грунтов. Это монолитная железобетонную плита, покрывающая всю площадь здания. Толщина плиты при малоэтажном строительстве составляет 15-30 см. Плита, благодаря большой площади, равномерно снижает давление на почву, поэтому может применяться на слабонесущих и водонасыщенных грунтах.

Массивные ФМЗ выполняются под тяжелые, но небольшие по плану сооружения, например, башни, дымовые трубы.

Основные виды фундаментов мелкого заложения

Технологии современного строительства предусматривают применение различных типов фундаментов. В зависимости от глубины заложения (расстояния от подошвы до поверхности почвы) они бывают глубокого (ФГЗ) и мелкого заложения (ФМЗ)

Технологии современного строительства предусматривают применение различных типов фундаментов. В зависимости от глубины заложения (расстояния от подошвы до поверхности почвы) они бывают глубокого (ФГЗ) и мелкого заложения (ФМЗ).

ФМЗ имеют глубину заложения, не превышающую их учетверенной ширины. Они могут обеспечить прочную основу сооружения на достаточно сложных грунтах, включая пучинистые. При этом требуют существенно меньших затрат на строительство, чем ФГЗ.

Форма

По форме сечения ФМЗ подразделяются на:

• трапециевидные;
• прямоугольные;
• ступенчатые.

Оптимальная форма – трапециевидная. При этом предельный угол между боковой гранью и вертикалью (угол распределения давления) для бетона равен 45°, для бутобетона и бута – 30°. Если угол больше, то напряжения, вызываемые растягивающими и скалывающими силами, будут иметь опасную величину.

Материалы

Виды фундаментов мелкого заложения, определяемые материалом изготовления:

• железобетонные;
• бетонные;
• бутобетонные;
• из каменных материалов (кирпич, бут).

Бут – это природный материал, представляющий собой куски известняка или гранита, которые имеют довольно большую прочность. Бутобетон – вид бетона, в качестве наполнителя используется бут.

В современном строительстве ФМЗ чаще всего бывают бетонными и железобетонными.

Для чего нужен фундамент

Фундаментом, как известно, называется заглублённая в грунт часть здания, служащая основанием для его стен и колонн. Он необходим для того, чтобы обеспечить постройке опирание на стабильную основу, к которой верхний слой почвы отнести никак нельзя. Поверхность земли только в засушливую летнюю погоду кажется прочной и надёжной, но стоит пройти средней силы дождю, как она тут же из-за обилия влаги становится зыбкой, превращаясь в грязь. Ещё хуже обстоят дела весной, когда происходит таяние выпавшего за зиму снега.

Гораздо более надёжным является так называемый подстилающий слой, который, в отличие от плодородного гумуса, обычно образован сочетанием глины и песка либо скальными породами. Залегает он не так уж глубоко — всего в 30–70 см от поверхности. Однако в подавляющем большинстве случаев фундамент приходится погружать несколько глубже. На то есть две причины: силы морозного пучения и глубокое залегание слоёв с достаточной несущей способностью.

Силы морозного пучения

Как известно, вода при замерзании расширяется, причём сила, с которой лёд стремится увеличиться в объёме, достаточно велика. Каждому наверняка приходилось если не наблюдать лично, то хотя бы слышать о том, что происходит с наполненной доверху стеклянной бутылкой, помещённой в морозильник.

Силы морозного пучения способны разорвать железобетонную ленту

Если расположенный под фундаментом грунт будет содержать воду, и при этом температура зимой в нём опустится ниже 0 C, то та же сила, которая разрывает бутылку в морозильнике, начнёт воздействовать на постройку снизу. В строительной геологии эта сила называется «силой морозного пучения». Её вполне хватит на то, чтобы даже самое крупное здание понемногу выдавить из грунта, причём из-за неравномерности воздействия оно будет перекашиваться и деформироваться.

Следовательно, если грунту присуща способность удерживать воду, фундамент нужно погружать ниже той глубины, на которую земля промерзает зимой (её так и называют — глубина промерзания). Такой фундамент называется заглублённым. Эта самая способность выражена тем сильнее, чем большей является доля глинистых включений в грунте. Скальный же грунт, как и песок, наоборот, проявляет дренирующие свойства, то есть воду не задерживает. Соответственно, на таком основании можно ограничиться глубиной заложения в 0,5–0,7 м. В этом случае говорят о мелкозаглублённом фундаменте.

Понимая весь этот механизм, несложно догадаться о способах уменьшения глубины заложения фундамента. Их два:

1. Извлечь пучинистый грунт до глубины промерзания и заменить его песком.

2. Утеплить прилегающий к дому периметр, уменьшив тем самым глубину промерзания грунта. О том, как это сделать, будет рассказано в разделе о ремонте фундаментов.

Глубокое залегание слоёв с достаточной несущей способностью

Случается, что верхние слои грунта имеют очень низкую прочность. Даже при относительно небольших нагрузках они сильно сжимаются, что может привести к существенным перекосам с последующим разрушением здания. В подобной ситуации приходится внедрять фундамент достаточно глубоко, чтобы добраться до основания с более высокой несущей способностью. Она зависит от множества параметров и измеряется в кг/см2.

Кроме глубины заложения у фундамента есть ещё одна важная характеристика — площадь подошвы. Чем больше она будет, тем меньшим будет удельное давление на грунт, то есть нагрузка в пересчёте на единицу площади. Как было сказано, грунт имеет ту или иную несущую способность, и фундамент нужно проектировать таким образом, чтобы производимое им удельное давление этой способности не превышало.

К примеру, если постройка весит 5 т, а несущая способность грунта составляет 2,5 кг/см2, то площадь подошвы фундамента должна быть не менее Smin = 5000 / 2.5 = 2000 см2.

Разумеется, материал фундамента также должен иметь достаточную прочность для того, чтобы выдержать вес всех опирающихся на него строительных конструкций. Прочность на сжатие таких строительных материалов, как кирпич и бетон, указывается в их марке. Например, марка бетона М150 говорит о том, что он способен выдерживать сжимающее усилие величиной до 131 кг/см2.

Метод расчета

Ленточный фундамент можно рассчитать двумя способами: по несущей способности грунтов под подошвой и по их деформации. Более прост первый способ. Его и рассмотрим.

Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:

• начертить план всего здания со всеми простенками;
• решить, нужен или нет подвал, и какой он должен быть глубины, если нужен;
• знать высоту цоколя и материал, из которого он будет сделан;
• определиться с типом и толщиной используемых материалов для утепления, ветрозащиты, гидроизоляции, отделки как внутри, так и снаружи.

По всем используемым во время стройки материалам нужно найти их удельный вес. Желательно составить таблицу: работать будет проще. Только после этого можно приступать к расчету.

Для расчета ленточного фундамента вам понадобится проект с подробным указанием используемых материалов и их толщины

Ленточный фундамент чаще всего делают монолитным или сборным бетонным. Намного реже сегодня делают кирпичные или бутобетонные ленты: они менее надежны, но при этом для их строительства требуется большее количество материала, хотя стоимость его может быть меньше.

Условно расчет ленточного фундамента можно разбить на несколько этапов:

• Определение нагрузки на фундамент.
• Выбор параметров ленты.
• Корректировка в зависимости от условий.

Теперь обо всех этапах подробнее.