Классификация фундаментов – 23. Фундаменты. Классификация фундаментов.

23. Фундаменты. Классификация фундаментов.

Фунда́мент— это несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от выше лежащих конструкций и передает его на основание. Фундаменты закладываются ниже глубины промерзания грунта, для того, чтобы предотвратить их выпучивание. На пучинистных грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты.

Основными требованиями, предъявляемыми к фундаментам, являются: прочность, устойчивость, сопротивляемость влиянию атмосферных условий и отрицательных температур, долговечность, соответствующая эксплуатационному сроку службы надземной части зданий и сооружений, индустриальность устройства конструкций, экономичность.

По форме в плане фундаменты делятся на ленточные, столбчатые, сплошные и свайные. Ленточные фундаменты выполняют в виде непрерывных стен, столбчатые — в виде системы отдельно стоящих столбов и сплошные — в виде сплошной плиты прямоугольного или ребристого сечения под все здание.

По виду материала фундаменты бывают железобетонные, бетонные, бутовые, бутобетонные, кирпичные и деревянные. Под все ответственные здания и сооружения, как правило, устраивают железобетонные фундаменты.

По характеру работы под нагрузкой фундаменты делят на жесткие и гибкие, по способу производства — на сборные и монолитные. Под железобетонные колонны применяют железобетонные сборные и монолитные фундаменты стаканного типа. Сборные фундаменты могут состоять из одного железобетонного блока (башмака) стаканного типа или из железобетонного блока-стакана и одной или нескольких опорных плит под ним. Монолитные железобетонные фундаменты имеют симметричную ступенчатую форму с двумя или тремя прямоугольными ступенями и подколенником, в котором размещен стакан для колонны. Дно стакана, как правило, располагается на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны, чтобы иметь возможность компенсировать неточности в размерах и заложении фундаментов.

Фундаменты под стены. Под стены зданий и сооружений различного назначения устраивают столбчатые, ленточные или свайные фундаменты.

Столбчатые фундаменты под стены устраивают при небольших нагрузках и прочных основаниях. В жилых и гражданских их проектируют, как правило, в малоэтажных зданиях без подвалов. Столбчатые фундаменты выполняют в виде деревянных стульев и в форме столбов квадратного, прямоугольного и трапецеидального сечений из керамического кирпича, бута, бетона, железобетона и других материалов.

Ленточные фундаменты могут быть сборными и монолитными. В настоящее время их чаще возводят из сборных бетонных и железобетонных блоков. Стеновые блоки изготовляют из бетона М150, блоки-подушки — из бетона марок 150…200.

Монолитные ленточные фундаменты устраивают из бетона и железобетона, бута, бутобетона и других материалов.

Свайным фундаментом называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используют сваи. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи. Жесткая связь оголовков свай осуществляется специальным устройством — ростверком или плитами перекрытий. В соответствии с этим свайные фундаменты подразделяются на ростверковые и безростверковые.

В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи в нем располагают: по одной — под отдельные опоры; рядами — под стеновые конструкции; кустами — под колонны; свайными полями — под здания и сооружения малой площади со значительными нагрузками. Сваи классифицируют по различным признакам.

По материалу сваи бывают железобетонные, бетонные, стальные и деревянные

. Железобетонные сваи в свою очередь делят на сборные и монолитные.

studfile.net

Классификация фундаментов

Классификация оснований

Основа любого строения играет роль опорной конструкции, благодаря которой вся нагрузка от здания напрямую передается в грунт. Фундаменты под дом чаще всего подразделяют на два типа, таких как: искусственный или естественный.

1. Основание искусственного назначения имеет обычную несущую способность, как и все виды. Чаще всего грунт подвергается воздействию механическому уплотнению, так как это действие просто необходимо потому, что местные слои почвы являются рыхлыми.
2. Природными основами являются те слои грунтов, которые имеют изначально плотную структуру строения. На них смело можно устанавливать фундаменты любого типа, без дополнительного уплотнения.

В большинстве случаев

классификация фундаментов разделяется в зависимости от несущей способности важной части дома, например такие как:

• Ленточный тип строения устанавливается по всему периметру несущих стен здания. В некоторых случаях используются опорные виды фундамента, которые устанавливаются по ленточному способу;
• Столбчатая разновидность основания устанавливается на определенней уровень глубины под небольшие по величине строения. В среднем величина заглубления достигает до 2х метров;
• Свайный фундамент используют для возведения домов большого типа, на грунтах с рыхлой структурой. Такое основание позволяет полностью перераспределять равномерно всю нагрузку от здания. Каждую опору погружают на глубину, в которой расположена твердая порода. За счет этого здание не испытывает никакой усадки;
• Монолитная плита в качестве фундамента используется на грунтах, которые имеют гетерогенную структуру строения. То есть строительство такой конструкции предусматривает равномерное распределение веса от всего здания на слабые по плотности грунты.

Фундамент так же подразделяется на такие классы как: мелко заглубленный, глубинный, железобетонный. Выбор подвида зависит от величины планируемого здания и его веса.

Расчет уровня глубины заложения основы

Подсчет основания мелко заглубленного типа, является довольно важным процессом в возведении здания. От его правильности будет напрямую зависеть длительность времени эксплуатации и надежность. При всем этом появляется хороший шанс провести значительную экономию финансовых средств почти на 70 процентов. Так же помимо экономии, уменьшается время на весь процесс возведения. За счет того, что фундамент почти не заглубляется в слои почвы, упрощается выполнение монтажа.

Одним из самых важных параметров, которые просто необходимо знать в момент проведения устройства любого типа основы, считается расчет глубины заложения и уровня грунтовых вод. На этот процесс могут оказывать прямое воздействие такие факторы как:

1. Конструкция здания, которая делится на: тип строительных материалов и присутствие в проекте подвала. Приведем пример: столбчатый фундамент не может иметь в своем составе подвального помещения. Ленточное основание же в свою очередь предусматривает нулевой этаж;
2. Физические особенности структуры почвы, к которым относятся: уровень залегания подземных вод, величина морозостойкости, степень напластования, а так же многое другое. В случае если вода располагается вблизи верхнего уровня почвы, обязательно следует, выполнять действия по осушению строительной площадки;
3. Наличие строений инженерного типа, которые могут размещаться на строительной площадке.

Проведение проектирования жилого строения предусматривает разделение грунта на два типа, таких как:

• Несущая возможность структуры почвы;
• Подсчет возможной деформации в период усадки и многое другое.

Для выполнения расчетов заглубления оснований здания используются специальные строительные формулы, что упрощает весь процесс.

Ленточный элемент основы здания

Если визуально взглянуть на такой фундамент, то сразу же будет ясно, почему его так в свое время назвали. Он представляет собой железобетонную ленту, которая заглублена в слои грунта и направлена по всему периметру стен жилого дома. Эта лента принимает на себя весь вес здания, который равномерно передается на грунт. Благодаря цельности всей конструкции нагрузка от дома равномерно распределяется по всей ленте. В момент строительства если планирует возведение железобетонной ленты, то понадобятся дополнительные подготовительные земельные работы.

Если будет устанавливаться винтовой фундамент в виде ленточного строения, то подготовительные работы с грунтом не проводятся. Уровень заложения ленточного фундамента зачастую зависит от используемых строительных материалов, которые применяются в возведении здания. Такое основание может иметь несколько видов, например таких как:

• Сборный тип основы – состоит из монолитных блоков. Чтобы провести его устройство из заранее залитых железобетонных блоков, потребуется найм большой строительной техники. Что значительно ударит по финансовому состоянию собственника;
• Железобетонный фундамент – производится на строительном участке, путем армирования и сплошной заливкой бетона;

Положительные и отрицательные стороны основания ленточного типа:

• Монолитная лента имеет низкую цену строительного материала, но обладает высокой выдержкой к большим нагрузкам. Отрицательная сторона, это затрата большого количества времени на строительство;
• Кирпичный вариант ленточного основания, используется, в случае если планируется строительство здания не более 5ти этажей. Несущая способность такого типа больше чем имеет бетонная основа;

Устройство такой конструкции считается довольно простой, в связи с этим ее сможет изготовить любой человек, даже если он не имеет широкого опыта в строительстве.

Свайный вид фундамента

Свайные элементы конструкции можно подобрать под такие виды оснований: сплошной, ленточный и столбчатый фундамент. Если вам необходимо использовать в процессе строительства большие сваи, то тогда вам потребуется нанять специальную технику и помощь квалифицированных специалистов не помешает. С помощью технического оборудования можно погрузить забивные опоры. Осуществить это можно с помощью огромных тяжеловесных буронабивных машин.

Помимо того, что основание делится на виды, их также расформировывают на типы использования в производстве. Различия фундаментов между собой отмечены и по технологии изготовления. Поэтому в строительстве различают: железобетонные, сборные, монолитно-сборные, монолитные основания и бутобетонные монолитные основания. Последний тип фундамента используется для строительства одноэтажных строений.

Сборные конструкции, созданные на основе железобетона, используются в местах с развитой строительной индустрией. Их монтаж проводят на созданный заранее ростверк, который располагают между оголовками опоры. При выборе сборного железобетонного фундамента вы сможете сэкономить неплохую денежную сумму, при этом экономия будет на дорогом обогревании в зимнее время бетонной консистенции.

Столбчатый тип основы

Такой вид основания считается существенно экономным по сравнению с другими видами. Применяют столбчатое основание в основном на пучинистых грунтах. При этом стоит учитывать один нюанс перед выбором столбчатого основания.

Горизонтально подвижные почвы отрицательно влияют на столбчатый фундамент, так как его устойчивость снижается. Для того чтобы предупредить боковой сдвиг вам потребуется жесткий ростверк. Также не желательно выбирать такой тип фундамента, если ваш участок расположен на слабонесущих почвах. Технология возведения столбчатого основания построена так, что в отличие от ленточного фундамента цоколь образуется самостоятельно в процессе строительства, а в столбчатом типе фундамента, вся процедура выполнения цокольного помещения слишком затруднена. Все дело в том, что в ленточном основании цоколь является его продолжением, а в столбчатом вам потребуется заполнять пространство между столбами и стенами, а это как правило, сложная работа.

В строительстве отдают предпочтение столбчатому основанию при построении зданий с легкими стенами. Если проводить расчеты со сравниванием столбчатого с ленточным фундаментом, то столбчатый выходит намного дешевле по стоимости. Технология возведения довольно легка: все столбы следует установить по периметру будущего здания, а именно по углам дома, в местах соединения стен, под опорами, где сильно нагружены прогоны. Что касается расстояний между столбами, то оно может доходить до двух с половиной метра. На верхнюю часть столбов необходимо уложить обвязочные балки. Если в вашем случае расстояние между опорами значительно превышено, вплоть до достижения трех метров, то тогда по верху стоит уложить Рандбалки, которые считаются намного мощнее своих соратников. Рандбалки могут быть изготовлены из металла или железобетона.

Рассчитывать минимальное сечение столбов стоит, отталкиваясь от того, какой вид материала был задействован при изготовлении. Если это был бутобетон то четыреста миллиметров, кладка из камня естественного происхождения то шестьсот миллиметров, кирпич расположенный выше земли, то триста восемьдесят миллиметров.

Преимущества столбчатой основы:

• Экономия финансов
• Простота возведения.

Отрицательные стороны такого основания:

• Зависимость от характеристик грунта, то есть при плывунах фундамент будет неустойчив
• Плохая прочность фундамента, если на участке присутствуют слабонесущие почвы, тем более, если в ваших пожеланиях речь идет о построении сооружения с тяжелыми стенами
• Сложность в работе, точнее в строительстве цокольного помещения.

Информация о типах фундаментов

Переходить к выбору того или иного вида основания, следует опираясь на ниже перечисленную информацию:

• Первым делом стоит выяснить всю информацию о состоянии грунта на вашем участке. Следует как можно лучше провести геологическую экспертизу, разузнать о типе почвы, сжимаемости, грунтовых водах, метки промерзания и других
• Проанализировать материалы для строительства вашего дома
• Подумать о климатических условиях. Провести характерные им процедуры для анализа сейсмической активности и других
• Подсчитать и отложить с запасом ваши финансы.

fundamentdomov.ru

24. Конструкции фундаментов. Ленточные фундаменты.

Фунда́мент— это несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от выше лежащих конструкций и передает его на основание. Фундаменты закладываются ниже глубины промерзания грунта, для того, чтобы предотвратить их выпучивание. На пучинистных грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты.

Конструкции фундаментов бывают различных типов: ленточные, столбчатые, плитные (сплошные) и свайные. Выбор типа фунда­ментов зависит от конструктивной системы зданий, величины передаваемых нагрузок, а также от несущей способности и деформативности грунтов.

Для бескаркасных зданий с несущими стенами чаще всего применяют ленточные или свайные фундаменты, для каркасных — столбчатые или свайные, для многоэтажных и высотных зданий различных конструктивных систем — плитные или свайные фундаменты. Окончательный выбор вари­анта конструкции фундамента осуществляется по результатам технико-эко­номического анализа вариантов.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную подземную стену, передающую нагрузку от наземных стен или колонн грунту через уширенную нижнюю часть — подушку и песчаную либо ще­беночную подсыпку толщиной 50-100 мм. Уширение подушки необходимо для приведения в соответствие величины дополнительного давления под подошвой фундамента несущей способности грунта, так как величина рас­четных давлений на грунт существенно меньше расчетных сопротивлений каменных или бетонных стен. Ленточный фундамент без подушек устраивает­ся только под малонагруженными стенами. Ленточные фундаменты проектируют монолитными или сборными. Монолитные ленточные фундаменты выполняют из бетона или бутобетона. Сниже­ние трудоемкости возведения монолитных фундаментов обеспечивается при­менением многократно оборачивающейся инвентарной опалубки.

Наиболее распространенным вариантом ленточных фундаментов являет­ся сборная конструкция из железобетонных блоков-подушек трапецие­видного сечения и прямоугольных бетонных стеновых блоков. Совместность статической работы сборных элементов обеспечи­вается их укладкой горизонтальными рядами на цементный раствор с взаим­ной перевязкой швов и армированием стальными сварными сетками гори­зонтальных швов в местах пересечений стен.

Несущую способность сборной конструкции ленточного фундамента при его работе на изгиб на сильно сжимаемых и неравномерно деформирую­щихся грунтах повышают, устраивая монолитный армированный пояс по верху фундамента и армированный горизонтальный шов между подушкой и нижним рядом блоков стенки.

При основаниях из сухих и маловлажных песков можно уменьшить ма­териалоемкость блочной конструкции сборных ленточных фундаментов путем прерывистой раскладки подушек и замены стеновых блоков сплошно­го сечения пустотелыми или уменьшения толщины стеновых блоков в пре­делах, допустимых по требованиям прочности (но не менее 300 мм).

Применение сборных ленточных фундаментов из бетонных блоков со­кращает построечную трудоемкость вдвое по сравнению с монолитными фундаментами. Однако наименее трудоемкой и наиболее индустриальной является панельная конструкция ленточных фундаментов. Она служит ос­новным вариантом конструкции ленточных фундаментов в панельном домо­строении, а в случаях, когда это позволяет материальная база строительст­ва, может применяться в крупноблочных, объемно-блочных и кирпичных зданиях.

studfile.net

Классификация фундаментов промышленных и жилых зданий

Классификация фундаментов зданий по типам, глубине заложения и конструктивным решениям. Требования предъявляемые к фундаментам промышленных и жилых зданий.

Столбчатые фундаменты

Каркасные здания возводят на столбчатых фундаментах.

Состав фундаментов

• плитная часть из одной или нескольких ступеней;
• подколонник с углублением («стаканом») для установки колонны;
• «стакан».

По способу изготовления бывают монолитные и сборные.

При небольших нагрузках на фундамент под стены малоэтажных зданий без подвала устанавливают столбчатые фундаменты.

Фундаменты могут быть бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. Расстояние между осями столбов 2,5-6 метров, столбы устанавливают обязательно под углы зданий и на пересечении стен. Размеры столбов 0,6х0,6 метров (бутовые и бутобетонные), 0,4х0,4 метров бетонные и железобетонные.

Поверх столбов укладывают фундаментные балки, которые распределяют нагрузку от стен на фундаменты.

Под фундаментную балку устраивают утепляющую подушку из шлака, керазмита и т.д. чтобы предотвратить пучение грунта.

Сплошные фундаменты

Возводят если нагрузка от здания большая, а грунт слабый. Такие фундаменты устраивают под всей площадью здания.

Если здание каркасное, применяют перекрестные ленточные фундаменты в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Их выполняют из железобетона, если балки достигают значительной толщины, то их объединяют в ребристую (безбалочную) плиту.

Сплошные фундаменты обеспечивают равномерную осадку здания и защищают пол подвала от подпора грунтовых вод.

Ленточные фундаменты

Применяются под стены бескаркасных зданий.

Классификация фундаментов

По материалу:

• бутовые камень;
• бутобетонные;
• бетонные;
• железобетонные.

По способу изготовления:

• монолитные;
• сборные.

По конструкции:

• ленточные сплошные;
• ленточные прерывистые.

По характеру работы:

• жесткие;
• гибкие.

Материал фундаментов для малоэтажных зданий

• из бутового камня пастелистой форму, которые укладывают на растворе с перевязкой швов, минимальная ширина 500 мм.;
• бутобетонные, из бутового камня, втопленного в бетонную смесь, возводят в щитовой опалубке или в траншеях, минимальная ширина 350 мм.;
• бетонные, возводят в опалубке из монолитного бетона класса В7,5…30.

Ленточный сборный фундамент

Наиболее широко применяются в строительстве.

Состоит из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков.

Фундаментные подушки укладывают на основании из песка или утрамбованную песчаную подушку (100-150 мм).

Стеновые фундаментные блоки укладывают на растворе с перевязкой швов.

Блоки-подушки изготавливают толщиной 300-500 мм или шириной 600-3200 мм.

Фундаментные блоки стен (ФБС)

Для экономии бетона и полного использования его прочности устанавливают прерывистые ленточные фундаменты, в которых блоки-подушки укладывают на расстоянии 200-900 мм друг от друга. Промежутки заполняют песком или местным грунтом с трамбованием.

В полносборных зданиях плиты ленточных фундаментов укладывают только под поперечные стены. Подземную часть здания выполняют из цокольных стеновых панелей.

knep.ru

75. Классификация фундаментов глубокого заложения

При залегании прочных грунтов на значительной глубине, когда устройство фундаментов в открытых котлованах становится труд­новыполнимым и экономически невыгодным, а применение свай не обеспечивает необходимой несущей способности, прибегают к устройству фундаментов глубокого заложения. Необходи­мость устройства фундаментов глубокого заложения может быть вызвана и особенностями самого сооружения, например когда оно должно быть опущено на большую глубину (заглубленные и под­земные сооружения). К таким сооружениям относятся подземные гаражи и склады, емкости очистных, водопроводных и канализаци­онных сооружений, здания насосных станций, водозаборы, глубокие колодцы для зданий дробления руды, непрерывной разливки стали и многие другие.

В настоящее время в строительной практике применяют следу­ющие виды фундаментов глубокого заложения: опускные колодцы, кессоны, тонкостенные оболочки, буровые опоры и фундаменты, возводимые методом «стена в грунте».

Опускные колодцы

Опускной колодец представляет собой замкнутую в плане и отрытую сверху и снизу полую конструкцию, бетонируемую или собираемую из сборных элементов на поверхности грунта и погру­жаемую под действием собственного веса или дополнительной при- грузки по мере разработки грунта внутри ее (рис)

Рис. 13.1. Последовательность устройства опускного колодца:

а — изготовление первого яруса опускного колодца на поверхности грунта; б — погружение первого яруса опускного колодца в грунт; в — наращивание оболочки колодца; г — погружение колодца до проектной отметки; д — заполнение бетоном полости опускного колодца в случае использования его как фундамента глубокого заложения

После погружения до проектной отметки внутреннюю полость опускного колодца полностью или частично заполняют бетоном или используют для устройства заглубленного помещения.

Опускные колодцы могут быть выполнены из дерева, каменной или кирпичной кладки, бетона, железобетона, металла. Наибольшее распространение в современной практике строительства получили железобетонные колодцы.

По форме в плане опускные колодцы могут быть круглыми, квадратными, прямоугольной или смешанной формы с внутрен­ними перегородками и без них (рис. 13.2). Форма колодца определя­ется конфигурацией проектируемого сооружения, выбираемой из условия обеспечения требований технологии. Наиболее рациональ­ной является круглая форма. Такие колодцы лучше работают на сжатие и при заданной площади основания обладают наименьшим наружным периметром, что уменьшает силы трения по их боковой

Рис. 13.2. Формы сечений опускных колодцев в плане:

а — круглая; б — квадратная; в — прямоугольная; г — прямо­угольная с поперечными перегородками; д — с закругленными торцевыми стенками

Рис. 13.3. Формы вертикальных сечений опускных колодцев:

а — цилиндрическая; б — коническая; в — цилиндрическая ступенчатая; 1 ножевая часть опускного колодца; 2 — оболочка опускного колодца; 3 — армату­ра ножа колодца

поверхности, возникающие при погружении. С другой стороны, прямоугольная и квадратная форма опускных колодцев позволяет более рационально использовать площадь внутреннего помещения для размещения оборудования. В любом случае очертание колодца в плане делают симметричным, поскольку всякая асимметрия осложняет его погружение, ведет к перекосам и отклонению от проектного положения.

По способу устройства стен опускные колодцы из железобетона подразделяют на монолитные и из сборных элементов.

Колодцы со стенами из монолитного железобетона рекоменду­ется применять, когда подземные помещения по технологическим требованиям имеют сложное очертание в плане, нет возможности изготовить сборные элементы, необходимо проходить скальные грунты или грунты с большим числом валунов и когда сборный опускной колодец конструктивно более сложно выполнить, чем монолитный. Во всех других случаях рекомендуется сооружать опускные колодцы из сборных железобетонных элементов.

Опускные колодцы бывают монолитные и сборные.

Кессоны

Кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения был предложен во Франции в середине XIX в. для строительства в сильно обводненных грунтах, содержащих прослойки скальных пород или твердые включения (валуны, погребенную древесину и т. д.). В этих условиях погружение опускных колодцев по схеме «насухо» требует больших затрат на водоотлив, а разработка грун­та под водой невозможна из-за наличия в грунте твердых включе­ний.

Кессон схематически представляет собой опрокинутый вверх днищем ящик, образующий рабочую камеру, в которую под давлением нагнетается сжатый воздух, уравновешивающий давление грунтовой воды на данной глубине, что не по­зволяет ей проникать в ра­бочую камеру, благодаря че­му разработка грунта ведется насухо без водоотлива.

По сравнению с опуск­ными колодцами кессонный способ устройства фундаментов и подземных сооружений является более дорогостоящим и сложным, поскольку требует специального оборудования (комп­рессоры, шлюзовые аппараты, шахтные трубы и т. д.). Кроме того, этот способ связан с пребы­ванием людей в зоне повышенного давления воздуха, уравновеши­вающего гидростатический напор воды, что приводит к снижению производительности труда, значительно сокращает продолжитель­ность рабочих смен (до 2 ч при избыточном давлении 350…400 кПа) и ограничивает глубину погружения кессонов до 35…40 м ниже уровня подземных вод, поскольку максимальное добавочное давле­ние, которое может выдержать человек, составляет 400 кПа.

В связи с вышесказанным кессоны применяют значительно реже других типов фундаментов глубокого заложения.

Рис. 13.9. Схема устройства кессона:

а — для заглубленного помещения; б — для глу­бокого фундамента; 1 — кессонная камера; 2 — гидроизоляция, 3 — надкессонное строение; 4 — шлюзовой аппарат; 5 — шахтная труба

Тонкостенные оболочки и буровые опоры

Тонкостенные оболочки из сборных железобетонных элементов индустриального изготовления начали широко применять при воз­ведении фундаментов глубокого заложения с появлением мощных вибропогружателей, позволяющих погружать в грунт элементы бо­льших размеров.

Тонкостенная оболочка представляет собой пустотелый цилиндр из обычного или предварительно напряженного железобетона.

Оболочки выпускаются секциями длиной от 6 до 12 м и наруж­ным диаметром от 1 до 3 м. Длина секций кратна 1 м, толщина стенок составляет 12 см. На рис. 13.10 в качестве примера показана секция оболочки диаметром 1,6 м.

На строительной площадке секции оболочки или предваритель­но укрупняются, или наращиваются в процессе погружения с помощью специальных стыковых устройств. Анализ накоплен­ного опыта показал, что на­илучшими типами стыков яв­ляются сварной, применяе­мый для предварительной сборки на строительной пло­щадке, и фланцевый на бол­тах, используемый для нара­щивания оболочек в процессе погружения.

Погружение оболочек в грунт осуществляется, как правило, вибропогружателя­ми. Для облегчения погруже­ния, а также для предотвра­щения разрушения оболочки при встрече с твердыми включениями конец нижней секции снабжается ножом.

Наиболее рационально тонкостенные оболочки применять при больших вертикальных и горизонтальных нагрузках. Такие сочета­ния нагрузок наиболее характерны для мостов, гидротехнических и портовых сооружений.

Буровые опоры

Буровые опоры представляют собой бетонные столбы, которые возводят путем укладки бетонной смеси в предварительно пробу­ренные скважины. Укладка бетонной смеси производится под защи­той либо глинистого раствора, либо обсадных труб, извлекаемых при бетонировании.

Технология устройства буровых опор та же, что и буронабивных свай, т. е., по существу, они представляют собой буронабивные сваи большого диаметра (более 80 см).

Нижние концы буровых опор обязательно доводят до плотных грунтов, поэтому они работают как стойки. Иногда их делают с уширенной пятой. При необходимости буровые опоры армируют­ся, но, как правило, только на участках сопряжений со скальной породой и с ростверком.

Буровые опоры обладают значительной несущей способностью (10 МН и более) и рассчитываются как сваи-стойки, изготовленные в грунте.

«Стена в грунте»

Способ «стена в грунте» предназначен для устройства фун­даментов и заглубленных в грунт сооружений различного назначе­ния. Способ заключается в том, что сначала по контуру будущего сооружения в грунте отрывается узкая глубокая траншея, которая затем заполняется бетонной смесью или сборными железобетон­ными элементами. Возведенная таким образом стена может слу­жить конструктивным элементом фундамента, ограждением кот­лована или стеной заглубленного помещения.

Способ «стена в грунте» используется при возведении фундамен­тов под тяжелые здания и сооружения, подземных частей и конст­рукций промышленных и гражданских зданий, строительстве под­земных гаражей, переходов и развязок на автомобильных дорогах, водопроводно-канализационных инженерных сооружений.

Помимо фундаментов и указанных конструкций способом «сте­на в грунте» можно устраивать противофильтрационные завесы, заполняя траншею противофильтрационными материалами.

Устройство «стены в грунте» наиболее целесообразно в водона­сыщенных грунтах при высоком уровне подземных вод. Способ особенно эффективен при заглублении стен в водоупорные грунты, что позволяет полностью отказаться от водоотлива или глубинного водопонижения, а также от выполнения таких строительных работ, как забивка шпунта, замораживание и т. п. для крепления стен глубоких котлованов.

Существенным достоинством этого способа является возможность устройства глубоких котлованов и заглубленных помещений вблизи существующих зданий и сооружений без нарушения их устойчивости, что особенно важно при строительстве в стесненных условиях, а также при реконструкции сооружений.

Рис. 13.13. Конструкции, сооружаемые способом «стена в грунте»:

а — котлованы в городских условиях; б — подпорные стенки; в — тоннели; г — противофильтрационные диафграмы; д — подземные резервуары

studfile.net

25. Столбчатые фундаменты. Сплошные фундаменты.

Фунда́мент— это несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от выше лежащих конструкций и передает его на основание. Фундаменты закладываются ниже глубины промерзания грунта, для того, чтобы предотвратить их выпучивание. На пучинистных грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты.

Конструкции фундаментов бывают различных типов: ленточные, столбчатые, плитные (сплошные) и свайные. Выбор типа фунда­ментов зависит от конструктивной системы зданий, величины передаваемых нагрузок, а также от несущей способности и деформативности грунтов.

Столбчатые фундаменты в виде сборных железобетонных столбов и подушек применяют для передачи грунту нагрузок от колонн кар­касных зданий. Столбчатые фундаменты возводят в основном под дома без подвалов с легкими стенами (деревянными, щитовыми, каркасными). Закладывают их и под кирпичные стены, когда требуется глубокое заложение и ленточный фундамент неэкономичен. Столбчатые фундаменты по расходу материалов и трудозатратам в 1,5-2 раза экономичнее ленточных. Сооружать столбчатые фундаменты предпочтительнее на пучинистых грунтах, так как с минимальными затратами их можно устанавливать ниже глубины промерзания.

В зависимости от конструкции здания столбы для фундамента могут быть каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные, железобетонные и из других материалов. Чаще всего при устройстве столбчатых фундаментов применяют готовые сборные бетонные и железобетонные блоки. Столбчатые фундаменты обязательно устанавливают под углы дома, в местах пересечения стен, под стойками каркаса, тяжелыми и несущими простенками, балками и другими местами сосредоточенной нагрузки.

Для уменьшения давления на слабые грунты столбчатые фундаменты из штучных материалов уширяют в нижней части, делая уступы высотой не менее двух рядов кладки.

Для повышения устойчивости столбчатых фундаментов, во избежание горизонтального их смещения и опрокидывания, а также для устройства опорной части цоколя между столбами делают ростверк. При устройстве столбчатых фундаментов под деревянные постройки функцию ростверка может выполнять деревянная обвязка из бревен или бруса. При этом пространство между планировочной отметкой земли (отмосткой) и обвязкой заполняют забиркой.

Подушки таких фундаментов выполняют в виде специаль­ных блоков стаканного типа или различных комбинаций из трапециевид­ных сборных подушек ленточных фундаментов. При больших нагрузках фундамент колонны может быть дополнен плоскими железобетонными пли­тами необходимых размеров. Наружное ограждение подпольного простран­ства зданий со столбчатыми фундаментами устраивают из цокольных пане­лей, которые опирают на специальные консоли колонн наружных рядов или уступы фундаментных подушек.

Сплошные (плитные) фундаментыприменяют преимущест­венно при строительстве многоэтажных зданий на слабых, неравномерно сжимаемых грунтах. Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглубленных, а точнее, незаглубленных фундаментов, глубина заложения которых составляет 40-50 см. Устройство плитного фундамента связано с расходом бетона, арматуры и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, и сама плита используется в качестве пола.

Фундаментная плита проектируется плоской или реб­ристой с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Реб­ристая конструкция обеспечивает снижение расхода стали и бетона, но от­личается большей трудоемкостью, чем сплошная. При выполнении фунда­ментов из плоских плит предельно упрощаются опалубка, арматурные ра­боты (раскатка готовых арматурных сеток), механизируются бетонные ра­боты. Благодаря меньшей трудоемкости фундаменты в виде плит сплошного сечения распространены больше ребристых. Толщина фундаментной плиты назначается в зависимости от пролета (шага) несущих конструкций и типа самой плиты и составляет для ребристых плит 1/8-1/10 пролета, а для сплошных 116-1/8 пролета.

Сплошная незаглубленная плита в составе пространственной системы «плита — надфундаментное строение» обеспечивает восприятие внешних силовых воздействий и возможных деформаций грунтового основания и исключает необходимость различного рода мероприятий, предотвращающих неравномерные деформации грунта, на которые обычно в условиях слабых, песчаных и пучинистых грунтов затрачиваются значительные ресурсы.

studfile.net

Тема 2. Проектирование фундаментов мелкого заложения.

Лекция № 3.

Классификация фундаментов мелкого заложения. Назначение формы и основных размеров фундамента. Выбор глубины заложения подошвы фундамента. Монолитные и сборные фундаменты. Материал фундаментов.

Классификация фундаментов мелкого заложения

Основным назначением любого фундамента является передача нагрузки от несущих конструкций сооружения на грунты основания. На фундамент возлагается задача распределить нагрузку так, чтобы давление по его подошве не приводило бы к недопустимым деформациям основания сооружения, кроме того, фундаменты должны обеспечивать как можно меньшую неравномерность осадок отдельных частей сооружения.

Таким образом, при проектировании фундаментов после принятия глубины заложения стремятся подобрать такие размеры их подошвы и выбрать такую их конструкцию, которые обеспечивали бы допустимые деформации оснований сооружений. Основными типами фундаментов мелкого заложения являются отдельные, ленточные, сплошные, стоечные и комбинированные фундаменты. Для изготовления фундаментов мелкого заложения применяется, в основном, железобетон. Они могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными.

Характерной особенностью фундаментов мелкого заложения является передача на основание вертикальных, горизонтальных и изгибающих (от моментов) нагрузок от надфундаментной части сооружения или опоры моста только через их подошву, Боковая поверхность фундаментов мелкого заложения в работе не участвует из-за практической невозможности, как правило, обеспечить засыпку пазух между их боковыми поверхностями и котлованами грунтом, с плотностью равной или выше природной.

Водопропускные трубы под насыпями сооружают, как правило, с фундаментами мелкого заложения. Опоры мостов традиционной конструкции возводят как с фундаментами мелкого, так и со свайными фундаментами, а при значительных нагрузках с фундаментами глубокого заложения.

Выбор глубины заложения подошвы фундамента, назначение формы и основных размеров фундамента мелкого заложения

При выборе глубины заложения фундаментов решается вопрос о несущем слое грунта и типе основания. На выбор глубины заложения фундаментов влияют три фактора: инженерно-геологические условия площадки; климатические особенности местности и их воздействие на верхние слои грунта; конструктивные особенности сооружения [6, 9].

Конструкция фундамента мелкого заложения определяется главным образом глубиной его заложения и размерами в уровне обреза и подошвы.

Глубину заложения назначают с учетом гидрогеологических условий. Наименьшая глубина заложения зависит от глубины промерзания грунтов и их размыва поверхностными водами. По промерзанию грунты подразделяются на пучинистые и непучинистые.

В пучинистых грунтах, к которым относятся все грунты, кроме скальных, крупнообломочных с песчаным заполнением, песков гравелистых, крупных и средней крупности, глубина заложения фундаментов искусственных сооружений должна быть больше расчетной глубины промерзания на 0,25 м.

Расчетная глубина промерзания грунтов определяется согласно [15] по пп. 2.25-2.33 по формуле:

d_f = k_hd_oM_t,

где k_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима эксплуатации сооружения, для неотапливаемых сооружений k_h =1,1; d_o — величина, принимаемая равной, м, для: суглинков и глин — 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30; крупнообломочных грунтов — 0,34; M_t — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных среднемесячных температур за зиму в данном районе строительства, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике.

Фундаменты опор мостов недопустимо опирать на просадочные и заторфованные грунты, а также на глины и суглинки с показателем текучести I_L>0,5. Такие грунты необходимо проходить, опирая подошву фундаментов на нижерасположенные более прочные грунты с залеганием в них подошвы фундамента.

В непучинистых грунтах, кроме скальных, глубина заложения фундаментов должна быть не менее 1 м, считая от дневной поверхности грунта или дна водотока. В скальные породы фундамент заглубляют в прочные слои, способные воспринимать давления от сооружения, не менее чем на 0,1 м. При возможности размыва фундаменты должны быть заглублены ниже дна реки после размыва у данной опоры не менее чем на 2,5 м. Обрез фундаментов на поймах рек располагают на уровне дневной поверхности грунта (после размыва), а в руслах рек — на 0,5 м ниже низкого уровня меженных вод и не выше нижней поверхности льда в реке плюс 0,25 м; в судоходных пролетах должны быть обеспечены глубины для прохода судов около опор.

В несущий слой грунта подошва фундамента должна быть заглублена не менее чем на 0,5 м. Для опор возводимых на суше, обрез фундамента назначают на 0,2-0,4 м ниже поверхности грунта.

Размеры фундамента в уровне его подошвы определяют в зависимости от величины передаваемых нагрузок и физико-механических свойств грунтов основания.

После назначения глубины заложения подошвы фундамента и отметки его обреза конструктивную площадь фундамента определяют по формуле:

A_к = l_пb_п = (l_оп + 2h_фtg)(b_оп + 2h_фtg),

где l_оп, b_оп — длина и ширина опоры по обрезу фундамента, м; l_п, b_п — длина и ширина подошвы фундамента, м; h_ф — высота фундамента, м;  — угол развития фундамента.

Для того, чтобы в теле фундамента возникали преимущественно сжимающие напряжения, угол  принимают в пределах 25-35°.

Фундаменты под массивные опоры мостов обычно сооружают ступенчатыми. В ступенчатых фундаментах высоту ступени h_ст назначают равной в пределах 0,7-2,5 м, ширину ступени b_ст — 0,4-1 м.

Класс бетона для монолитных фундаментов не ниже В20, для сборных — В25, при этом используется гидротехнический бетон.

Задавшись высотами ступеней фундамента h_ст так, чтобы в высоте фундамента h_ф укладывалось целое число ступеней, (высота ступени может быть одинаковой или различной), можно определить ширину каждой ступени по формуле:

b_ст = h_стtg.

Количество ступеней в фундаменте принимается равным 2-4. Окончательно из конструктивных соображений размеры площади подошвы фундамента мелкого заложения можно определить по формулам:

_{n n}

l_п = l_оп + 2 b_ст,i , b_п = b_оп + 2 b_ст,i, A_к = l_пb_п,

^{i=1 i=1}

где n — число ступеней в фундаменте; b_ст,i — фактическая ширина ступени фундамента (с учетом ее округления кратно 100 мм).

studfile.net