Меню

Классификация фундаментов фундаменты неглубокого заложения



Виды фундаментов неглубокого заложения

Введение

Во многих сферах строительства наиболее часто применяются фундаменты неглубокого заложения на естественном основании. К перспективному направлению их совершенствования можно отнести использование промежуточной подготовки переменной жёсткости в ленточных фундаментах. Другим направлением является использование рабочей боковой поверхности как ленточных, так и одиночных фундаментов. К таким фундаментам неглубокого заложения в связных маловлажных грунтах естественного сложения относятся щелевые, круглые, шлицевые, траншейные и одноплитные. Технология их устройства исключает обратную засыпку боковой поверхности и тем самым позволяет использовать боковое трение по их стенкам, чего нельзя достичь при устройстве в открытых котлованах столбчатых или ленточных фундаментов.

Опыт применения эффективных конструкций фундаментов неглубокого заложения на реальных объектах достаточно широк. Усовершенствованные технологии, внедряемые в строительную практику, предварительно испытывались как на моделях, так и на строительных площадках конкретных объектов в натуральную величину. Методика расчётов есть результат исследований, выполненных проектов фундаментов, запущенных в работу.

Для повышения экономической эффективности конструкций ленточных фундаментов необходимо уменьшение площади опорной монолитной ленты и снижение расхода металла при арматурных работах. Достигнуть этого позволяет применение подготовки переменной жёсткости(рис. 1, а). Подготовка представляет собой сплошной бетонный слой высотой 5-10 см, шириной 20-40 % от ширины подушки (ленты). По обе стороны промежуточной подготовки насыпается слой рыхлого песка такой же высоты. Подушка или монолитная лента устраиваются непосредственно на подготовке после набора прочности бетоном.

Данная конструкция фундамента передаёт начальную нагрузку на грунт основания через подошву бетонной подготовки. По мере нагружения фундамент дает усадку с одновременным уплотнением рыхлого грунта и при определённом значении нагрузки вся нижняя плоскость подошвы ленты вступает в работу. Происходит разгрузка консольных частей подушки (ленты). За счёт увеличения расчётного сопротивления грунта, появляется возможность уменьшить ширину, то есть площадь подушки (ленты). На фундаменте с промежуточной подготовкой в г. Кустанае возведен многоэтажный экспериментальный 144-квартйрный четырёхсекционный жилой дом, который нормально эксплуатируется. Детальное исследование и определение методики обеспечит широкое внедрение данной конструкции фундамента в строительной практике.

Щелевые фундаменты

К усовершенствованным фундаментам неглубокого заложения в связных маловлажных грунтах естественного сложения можно отнести также фундаменты с рабочей боковой поверхностью. Исключая из технологии обратную засыпку боковых поверхностей, мы используем боковое трение по стенкам, чего нельзя достичь при устройстве в открытых котлованах столбчатых или ленточных фундаментов. К таким фундаментам можно отнести щелевые, круглые, шлицевые, траншейные и одноплитные.

Достаточный объём проведенных исследований щелевых фундаментов показал их эффективность и простоту изготовления. Они представляют собой одну или две узкие бетонные (железобетонные) пластины в грунте, связанные ростверком для передачи нагрузки от надземных конструкций на сами пластины. Технология устройства заключается в нарезке баром (цепным или роторным щелерезом) узких щелей в грунте шириной 100 — 300 мм, глубиной от 1 до 3 м с последующим и заливкой бетонной смесью. Параметры щелевых фундаментов выбираются в зависимости от инженерно-геологических условий, значений расчётных нагрузок, типа и конструкции надземного сооружения. Применение щелевых фундаментов вместо ленточных на естественном основании целесообразно при отсутствии подвалов.

Особенность работы щелевых фундаментов заключается в следующем. Нагрузка на основа­ние при однощелевом фундаменте (рис. 1, б) кроме подошвы ростверка передаётся боковыми плоскостями и торцом стенки. В двухщелевом фундаменте (рис. 1, в) заключённый между пластинами массив грунта также включается в работу, тем самым основная нагрузка передаётся в плоскости на уровне нижних торцов стенок. Оптимальное расстояние между стенками, соответствующее максимальной несущей способности фундамента, составляет 0,6 — 1,3 м. Заключённое между стенками грунтовое ядро, пластины и ростверк можно рассматривать как бетоногрунтовый фундамент на естественном основании, по высоте равный высоте рабочих стенок. Рассматриваемые однощелевые фундаменты предназначены для одно-, двухэтажных коттеджей, дач, гаражей, двухщелевые — для жилых и общественных зданий высотой до 7-ми этажей, о чём свидетельствует практика проектирования и строительства на таких фундаментах.

Круглые фундаменты

Технология устройства круглых фундаментов глубиной до 3 м, диаметром 0,6 — 1,2 м аналогична технологии устройства буронабивных свай. Однако, к сваям их отнести нельзя, так как у них отношение длины (высоты) к диаметру l/d 5, что значительно превосходит число 10, по которому конструкцию относят к категории свай. Круглые фундаменты применяются под колонны железобетонных (рис. 1, г) и металлических (рис. 1, д) каркасов лёгких сооружений (заборов, складов, мастерских, гаражей, подсобных помещений). Как пример, можно привести круглые фундаменты, выполненные под неотапливаемые полносборные склады из профилированных стальных оцинкованных листов.

Читайте также:  Геотекстиль использование для фундамента

Одним из видов круглых являются фундаменты под опоры инженерных коммуникаций в виде железобетонных стоек, замоноличенных в буровых скважинах на всю их высоту. От забивных свай-опор они выгодно отличаются тем, что могут рихтоваться в плане и по высоте. Достигается это тем, что скважины выбуривают большего диаметра, чем сечение опор по диагонали (рис. 1, е). В случае перебуривания скважин в них до проектной отметки забоя засыпа­ется и утрамбовывается песчано-гравийная смесь, в результате чего образовывается малосжимаемая подушка. Полости между стенками скважин и гранями опор (стоек-колонн) заполняются на всю высоту бетоном и уплотняются глубинным вибратором. Таким образом, достигается высокая точность прокладки таких коммуникаций как шинопроводы, топливопроводы, теплотрассы, кабельные трассы, компенсаторные участки трубопроводов.

Описание рисунка 2: а – шлицевый фундамент под трёхшарнирную раму; б — то же под железобетонную колонну; в — траншейный фундамент двутавровой формы; г — траншейный фундамент под осветительную мачту; д — одноплитный поджелезобетонную колонну.

Шлицевые фундаменты

Шлицевые фундаменты устраиваются ковшом в коротких траншеях (шлицах) с овальной формой подошвы длиной до 3 м, шириной 0,4 — 1,0 м, глубиной заложения до 3 м. Для разработки щлицов используются экскаваторы, в том числе с зауженным ковшом. Также могут быть использованы штанговые напорные грейферы для устройства заглубленных сооружений и противофильтрационных завес способом «стена в грунте». При использовании грейфера размеры шлица в плане будут соответствовать его наружным габаритам при максимальном раскрытии челюстей. Шлам со дна шлица удаляется скребковым приспособлением, уплотняется плоской частью ковша или сомкнутым грейфером путём создания максимального давления на забой шлица. Шлиц бетонируется враспор (без опалубки) одновременно с выполнением гнезда (рис. 2, а) или стакана (рис. 2, б). Шлицевые фундаменты наиболее рациональны при значительных наклонных, моментных и горизонтальных нагрузках. Поэтому их лучше всего использовать под сельскохозяйственные здания из трёхшарнирных рам, а также под промышленные здания вспомогательного назначения каркасного типа с металлическим или железобетонным каркасом.

Траншейные фундаменты

Траншейные фундаменты бетонируются в траншеях шириной 0,3 — 1,2 ми вертикальными стенками глубиной до 3 мразличной конфигурации в плане: крестовые, тавровые, двутавровые (рис. 2, в). Вертикальность стенок фигурных конструкций обеспечивается обрамлением фундамента в плане узкими щелями баровым рабочим органом, особенно в мёрзлых и прочных грунтах. Технология устройства аналогична технологии шлицевых фундаментов. Например (рис. 2, г), под стальные осветительные мачты высотой 28 м в мёрзлых грунтах были применены траншейные фундаменты размерами в плане 5×4 м сложной конфигурации с шириной траншей 0,6 м и глубиной 2,0 м.

Одноплитные фундаменты

Усовершенствованной конструкцией столбчатых фундаментов на естественном основании являются одноплитные фундаменты ( рис. 2, д). Их суть состоит в нарезке приямка прямоугольной или квадратной формы, с вырезами или срезами глубиной равной высоте плиты. Дно подчищается вручную, после чего приямок (плита) армируется и бетонируется. Вырезы и срезы в плитах служат для сокращения расхода материала и ослабления концентрации напряжений в грунтах основания. Для обеспечения арочного эффекта в местах прямоугольных вырезов их площадь не должна превышать 15 — 20 % площади плиты.

Выводы

Приведенные конструкции фундаментов до настоящего времени нормально эксплуатируются, что позволяет сделать вывод о их надёжности. Опробованную методику расчёта несущей способности рабочей боковой поверхности фундаментов неглубокого заложения можно рекомендовать к применению с дальнейшим усовершенствованием. Суть её заклю­чается в следующем:

Нагрузку, воспринимаемую боковыми поверхностями описанных конструкций фундаментов, можно определить по формуле:

Т = m Ʃmf ui fi li ,

где m— коэффициент работы бетонной поверхности фундамента в грунте, принимаемый равным 0,9;

mf— коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности фундамента, принимаемый для суглинков и супесей равным 0,7; для глин — 0,6 при устройстве фундаментов в летний период 0,5 и соответственно 0,4 — в зимний;

ui— периметр поперечного сечения фундамента или щелевой стенки (траншеи) на глубине hhм;

li— толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью фундамента (стенки, траншеи), м;

fi— расчётное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности фундамента, определяемое по табл. 1.

Читайте также:  Технология возведения ленточного монолитного фундамент

Расчётное сопротивление грунта по боковой поверхности фундамента

Глубина расположения слоя грунта от планиро­вочной отметки hi, м

Расчётное сопротивление грунта по боковой бетонной поверхности фундамента fi,кПа, при показателе текучести грунта IL, равном

Источник

Строительство домов

При планировании постройки здания первым вопросом выступает вид фундамента, который будет надежной опорой, предотвращающей влияние грунтовых вод и мороза. Для правильного конструирования фундамента ознакомимся с основными видами и правилами установки фундаментов мелкого заложения.

Оглавление:

Устройство фундаментов мелкого заложения

Отличительной чертой фундаментов мелкого заложения является глубина закладки, которая составляет от 40 до 90 см. Это позволяет сэкономить как трудовые, так и строительные ресурсы. Такие фундаменты не требуют большого количества бетона для заливки и толстого слоя щебенки для засыпки. Затраты на возведение фундамента мелкого заложения уменьшаются в два-три раза.

Фундаменты мелкого заложения состоят из:

  • Обреза – верхней части, которая принимает нагрузку.
  • Подошвы – нижней части, которая передает нагрузку.
  • Боковых сторон – вертикальных частей фундамента, образующих фундаментную стену.

Фундамент мелкого заложения применяется в таких случаях:

  • При постройке деревянных домов.
  • При постройке домов из легких материалов.
  • Для небольшой кирпичной постройки.
  • В малоэтажном строительстве.
  • Для небольшого подвала.
  • При низком прохождение грунтовых вод, которое не приводит к вспучиванию.

Виды фундаментов мелкого заложения

Выделяют ленточные, столбчатые и плитные фундаменты мелкого заложения, которые в свою очередь разделяются технологией конструирования, и материалами, используемыми для строительства.

Классификация фундаментов мелкого заложения по технологии конструирования:

  • Монолитные – арматура устанавливается только на плитной части фундамента.
  • Возводимые или колонные.
  • Сборные – с использованием железобетонных подушек и бетонных блоков.
  • Комбинированные или сборно-монолитные.

Типы фундаментов мелкого заложения по материалам:

  • Фундаменты сделанные из дерева.
  • Каменные фундаменты.
  • Бетонные фундаменты.
  • Железобетонные фундаменты.

Понятие и основы конструирования фундаментов мелкого заложения ленточного типа

Для ленточного фундамента, наиболее подходящим типом грунта, является материковый грунт, возникший путем естественной трамбовки. Применяют такой фундамент при сооружении здания, состоящего из кирпича, самана или небольших бетонных блоков.

Основным достоинством ленточного фундамента мелкого заложения является простота конструирования.

Согласно материалу выделяют ленточные фундаменты из:

Для сооружения бутового фундамента применяют бутовые камни, которые укладывают с помощью цементного раствора. Такие фундаменты самые трудоемкие и имеют наибольший вес. Обычная высота бутового фундамента составляет 55-65 см. Сфера использования – небольшие дачные дома или бытовки.

Для бутобетонного ленточного фундамента используют известково-цементный или цементный раствор, которым заливают основание из щебня, гравия, битого кирпича или бутовых камней.

Этапы работы над фундаментом ленточного типа:

  • Подготовка площадки под фундамент. Разравнивается и очищается от растительности поверхность.
  • Разметка площадки. Размечаем как внешние, так и внутренние углы.
  • Рытье котлована и разравнивание дна фундамента. Глубина котлована от 30 до 120 см. При необходимости, установка крепления на боковые стенки фундамента. Крепление бывает:
    • Закладное – стены фундамента укрепляются вертикальными стойками из балок и деревянными досками. Применение: обустройство котлована с наклонными стенами.
    • Шпунтовое – выполняется из шпунтовых связок: деревянных, металлических, железобетонных. Применение: расположение грунтовых вод выше дна котлована.
  • Засыпка дна котлована – сооружение подушки. Основная функция – разравнивание дна котлована. Для определения типа подушки рекомендуется сдать анализ почвы, для определения количества грунтовых вод.
  • Если грунт глинистый используется песчаная подушка. При сооружении фундамента на песчаном грунте заливают слой бетона толщиной около 100-150 мм. После засыпки данный слой уплотняется с помощью специального оборудования.
  • Установка деревянной опалубки под заливку фундамента. Для улучшения застывания бетона возможно укладывание гидроизоляционной пленки или проведение гидроизоляции с помощью смолы.
  • Для армирования фундамента используется арматура с сечением 1,2 см. Арматурные пруты укладывают от одного угла к другому. Стыки арматуры соединяют хомутами. При дополнительном армировании углов, с помощью стержней, увеличивается дополнительная прочность фундамента.
  • Если фундамент кирпичный или бутовый укладывается слой засыпки.
  • Следующий этап – заливка опалубки. Используйте высококачественный бетон больше 200 марки. Заливать фундамент следует в несколько подходов по 15-20 см для лучшего застывания.

Совет: обязательно перед заливкой смочите опалубку водой, чтобы влага из бетона не впитывалась в опалубку.

Особенности в конструкции фундаментов мелкого заложения птитного типа

Над насыпанным слоем песка или щебня, толщина которого составляет около 25 см, укладывают железобетонную плиту, которая является основанием фундамента плитного типа. Такой фундамент более прочный, надежный и долговечный, но и затраты на сооружение более существенны.

Читайте также:  Как пристроить фундамент своими руками

Достоинства фундаментов мелкого заложения плитного типа:

  • Минимальная затрата наемного труда и легкость в процессе установки. Необязательно иметь строительные навыки, чтобы соорудить такой фундамент. Главное все правильно рассчитать.
  • Высокие показатели надежности.
  • В процессе использования сооружения стены остаются целыми, так как плита надежно защищает здание от деформации.
  • Плиту, установленную в фундаменте, используют для пола нижнего этажа, что обеспечивает дополнительную экономию средств.
  • Плитный фундамент – самый оптимальный вариант для грунтов сложного типа. При установке такого фундамента не нужно проводить дополнительные земляные работы.

Инструкция по конструированию плиточного мелкозаложеного фундамента:

  • Подготовка основания. Разровняйте поверхность и сделайте разметку.
  • Снимите верхний слой грунта по всей площади фундамента. Когда доберетесь до более плотного грунта, разровняйте поверхность.
  • Если влажность грунта высокая – соорудите дренаж. Для этого выройте траншеи и установите пластиковые трубы. Сверху покройте геотекстилем.
  • Желательно утеплить фундамент пенопластом со всех сторон на 100-130 мм, для предотвращения промерзаний.
  • Следующий этап – установка подушки из песка или щебня. Тщательно утрамбуйте, поливая водой каждый отдельный слой. Толщина подушки 10-20 см.
  • Сверху подушки уложите пенополистирол для утепления.
  • Возможен вариант использования готовой железобетонной плиты. Тогда после установления подушки устанавливают такую плиту, которая в дальнейшем будет выступать и в качестве фундамента, и в качестве пола.
  • Если же плиту сооружают на месте, тогда делают опалубку. Для опалубки лучше всего подойдет брус. Ширина опалубки равна ширине фундамента. Закрепите опалубку и утеплите гидроизоляционной пленкой.
  • Для создания более прочной конструкции армировать лучше двумя слоями. Для первого слоя подойдет арматура 12-15 мм, а для второго – ячейки 20*20 см.
  • Заливаем основание – плиту. Делается заливка поэтапно, для более прочного высыхания бетона. Обязательно применяйте оборудование для устранения пузырьков воздуха в бетоне.

Совет: для предотвращения трещин при быстром высыхании бетона поливайте плиту водой или накройте полиэтиленовой пленкой.

Установка столбчатого фундамента мелкого заложения

Такой тип фундамента отлично подходит для строительства бани, помещений хозяйственного назначения или небольшого сооружения. Иногда такой фундамент применяют при строительстве деревянных домов.

К преимуществам столбчатых мелкозаложеных фундаментов относятся:

  • Незначительное количество арматуры.
  • Короткие строки изготовления.
  • Минимальные земляные работы.
  • Устойчивость к пучению или к заморозке грунта.

Этапы работы над столбчатым фундаментом:

  • Для начала нужно спроектировать и рассчитать периметр фундамента. Лабораторно определите плотность грунта. Далее рассчитывается длина столба, исходя из глубины промерзания.
  • От массивности здания зависит толщина столбов, а также промежуток между ними. Если столбы монолитные, расстояние между ними примерно 150-200 см.
  • Далее сделайте разметку на грунте.
  • Выкопайте ямы по периметру фундамента, исходя из толщины столбов.
  • Следующий этап – засыпка. Желательно использовать слой щебня толщиной около 10 см. Хорошо утрамбуйте этот слой.
  • Армирование выполняется арматурой с сечением 100-120 мм. Сначала вырезают прутья, длиной 30-40 см. Затем делают решетку, связывая прутья хомутами.
  • Эти решетки укладывают на дно, засыпанное щебнем.

Совет: Положите под решетки несколько обломков кирпичей для обеспечения надежности бетонной массы при заливке.

  • Подушки заливают бетоном марки 250. Перед установкой опалубки под заливку столба должно пройти 7-10 дней.
  • Из обрезных досок делают опалубку. Получается длинный короб без дна.
  • Опалубку прикрепляют к заранее выведенной арматуре и начинают заливку. С помощью глубинного вибратора убирают пузырьки воздуха из бетонной массы. Используйте бетон такой же марки, как и при заливке подушки.
  • В завершении заливки установите металлический уголок.
  • Через неделю снимите опалубку, а спустя три недели сделайте обвязку.
  • Для предотвращения попадания снега, грязи или мусора под фундамент делают забирку. Для изготовления используют кирпич или камень.
  • Чтобы обеспечить гидроизоляции на забирку укладывают битум, а затем рубероид.

Для долгосрочного функционирования фундамента необходимо помнить о таких правилах:

  • Правильные расчеты глубины фундамента – исключат проседание.
  • Нагрузка на опоры должна быть равномерной.
  • Используйте только высококачественные материалы. Ведь от прочности фундамента зависит долговечность строения.
  • Обязательно проведите оценку грунта в лаборатории.
  • Лучшее время для строительства фундамента лето или начало осени.
  • Монолитные конструкции сооружаются с обязательным вибрированием бетона.

Источник