Классификация фундаментов по особенностям их конструкции

Разделение свай по условию изготовления

Существует две основные классификации свай по условию их изготовления: производимые на производстве и в грунте. Если в первом случае изделие погружается в землю в готовом виде, то во втором изготавливается непосредственно на месте строительства. Такие изделия называют буронабивными или набивными.

Набивные сваи

Первым этапом монтажа таких свай является бурение скважины до определенной отметки. Впоследствии в ней набивается бетон или железобетонная конструкция. Часто в нижней части скважины путем бурения грунта либо распирания путем усиленной трамбовки бетона делается расширение. В результате свая будет иметь расширенную пяту.

Изготовление железобетонных свай в грунте

Следующим этапом является укрепление ложа. Для этого на дно скважины засыпается и трамбуется щебень или шлак для укрепления будущей сваи. Максимальные параметры буронабивного изделия – до 0,5 м. в ширину и до 50 м. в глубину.

Затем в скважину устанавливается обсадная труба, которая впоследствии будет выполнять функцию фундамента. Если конструкция сваи предполагает дополнительное укрепление, в обсадную трубу устанавливается каркас из арматуры. Труба имеет теряемый башмак, который в процессе утрамбовки бетона образовывает расширенную пяту.

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

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

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

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

– устойчивости на опрокидывание и на скольжение;

– стойкости к воздействию грунтовых вод;

– стойкости к химической и биологической агрессивности;

– индустриальности в изготовлении;

– экономичности в возведении и эксплуатации.

Фундаменты классифицируются по следующим признакам:

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

2) По характеру работы:

а) жёсткие, работают на сжатие;

б) гибкие, работают на сжатие и изгиб;

3) По конструктивному решению (рисунок 28)

4) По глубине заложения:

а) мелкого заложения до 5 метров;

б) глубокого заложения свыше 5 метров;

5) По способу возведения:

а) индустриальные, состоящие из сборных элементов заводского изготовления;

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

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

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

Рисунок 28 – Конструктивные решения фундаментов

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

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

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

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

Глубина заложения фундамента зависит от следующих факторов:

– промерзания грунтов (района строительства);

– уровня грунтовых вод;

– характера и вида грунтов в основании;

– конструктивного решения здания и его назначения;

– наличия подвала или подполья;

– условий эксплуатации здания;

– рельефа площадки застройки;

– нагрузки от строящегося и рядом стоящих зданий.

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

Рисунок 29 – Глубина заложения фундамента

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

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

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

Материал для закрепления:

1 Назначение фундамента.

2 Определить признаки классификации фундаментов.

3 Определить требования к фундаментам.

4 Назвать материал для изготовления фундаментов.

5 Указать типы фундаментов по конструктивному решению.

6 Дать определение глубины заложения фундаментов.

7 Перечислить факторы, от которых зависит глубина заложения фундаментов.

Проверка степени усвоения материала:

1) Назвать требование к фундаменту, закончив предложение:

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

Б – Сопротивление фундамента силам опрокидывания удовлетворяет требованиям ….;

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок 30 – Виды фундаментов

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

Ленточный фундамент

Этот вид основания пользуется большой популярностью для дачных построек и невысоких частных домов. Конструктивно – это железобетонная лента, повторяющая периметр постройки. Создание ленточного фундамента потребует довольно много массивных, трудоемких работ, а также большого расхода строительного материала. Но как правило, индивидуальные постройки предполагают наличие подвальных хозяйственных помещений и гаражей, а для их реализации потребуется именно ленточный тип фундамента.

Устройство ленточного фундамента

Фундамент заглубляют на 20 см ниже точки промерзания грунта. Не стоит опускаться ниже 60–70 см от уровня земли планируемой застройки. На таком фундаменте можно возводить кирпичные, шлако- или керамзитобетонные дома, а также блочные конструкции.

Монтаж ленточного фундамента может отличаться. Есть несколько способов его устройства:

• монолитный;
• сборный;
• мелкозаглубленный;
• полнозаглубленный.

Самым распространенным на данный момент видом фундамента является ленточный фундамент

Монолитное основание

Чтобы точно спроектировать размер траншеи, вам необходимо знать характеристику грунта, насколько глубоко проходят грунтовые реки и точку промерзания земли. Вы можете заказать проект устройства основания в проектно-строительной компании вашего города. Если вы планируете строить многоэтажный коттедж или частный дом, то расчетные работы лучше доверить квалифицированным специалистам. Расчет основания для гаража или бани можно провести самостоятельно.

Технология устройства монолитного ленточного фундамента заключается в том, что по контуру будущей постройки создается траншея. Ее ширина зависит от толщины несущих стен (где-то 40–80 см). Траншею вырывают немного шире для того, чтобы можно было установить опалубку. Дно ямы нужно постоянно проверять и замерять уровнем.

Подготовленную траншею засыпают слоем речного песка для правильного распределения основания дома. Песчаную прослойку делают поэтапно, заливая каждый слой водой и утрамбовывая его, пока ширина прослойки не достигнет 15 см.

Заливать ленточный монолитный фундамент следует бетоном из:

• цемента;
• крупного песка;
• гравия.

Пропорция этих материалов составляет 1:2:2,5 – марка такого бетона имеет номер 200. Заливать основание лучше сразу, так как, проводя работы порционно, вы формируете неоднородную заливку.

Он может быть монолитным или сборным

Сборное основание

Технология сборного ленточного фундамента заключается в соединении заводских блоков в единое основание. Для него также нужна траншея, в которую помещаются части фундамента, соединяющиеся потом проволочной вязкой, а соединительные швы заливают цементом.

Минусом такой технологии есть ограниченность форм. Вы можете заложить сборное основание только для дома правильной геометрической формы: размер стены может быть кратным размеру заводского блока. Нецелесообразно пытаться разрезать бетонные блоки – это обойдется вам недешево, и нет гарантии, что размер будет точно соблюден.

Мелкозаглубленное основание

Ленточный малозаглубленный фундамент – это железобетонная лента, установленная на песчаную подушку, по всему периметру дома. Такой фундамент можно использовать при постройке одноэтажных домов. Показатели заглубленности фундамента не превышают 70 см.

Важным моментом в реализации такого основания, является установка прочного армированного пояса. Чтобы несущие стены конструкции обладали достаточной прочностью, железобетонный армопояс должен быть замкнутым и не иметь разрывов по всей длине.

Существует два варианта ленточных фундаментов по глубине заложения: мелкозаглубленные и заглубленные

Чтобы фундамент долго оставался надежным, следует создать вокруг дома отмостку около 50 см. Она будет защищать периметр дома от дождевых вод и возможного промерзания.

Полнозаглубленное основание

Ленточный полнозаглубенный фундамент – это более прочная конструкция, способная выдержать здание в несколько этажей. Основание устанавливается на 20–30 см глубже линии промерзания земли. Полнозаглубенные фундаменты не боятся грунтовых вод и устойчивы к температурным перепадам.

Ленточный фундамент, преимущества и недостатки

Ленточные основания закладывают под дома чаще всего. Бывают монолитными или сборными. Для создания монолитного основания по границе будущего дома вырывается траншея, в ней монтируется опалубка и армирующий пояс и заливается раствор.

Сборные основания делают из блоков, которые устанавливают в траншею подъемной техникой. Между собой блоки скрепляют проволокой и раствором.

По типу заложения бывают мелкозаглубленные и полнозаглубленные основания. Первый вариант монтируют там, где изыскания показали грунтовые воды близко к поверхности. Такой фундамент заливают для строительства деревянного или кирпичного дома в один этаж. Второй вариант подходит для зданий от двух этажей, с толстыми стенами.

К плюсам ленточного фундамента относится:

• Надежность конструкции даже на сложных грунтах (для полнозаглубленных).
• Создание конструкции любой геометрии (для монолитных).
• Низкая цена.
• Возможность организовать подвал или цокольный этаж (для полнозаглубленных).
• Экономия на материалах (для мелкозаглубленных).

Для мелкозаглубленных:

• Низкие показатели жесткости.
• Высокая вероятность образования трещин, если дом выполнен из кирпича или камня.
• Необходимость организации качественной дренажной системы и объемной песчаной подушки.

Для полнозаглубленных:

• Большой расход раствора.
• Большой объем работ по отрывке котлована.
• Необходимость тепло- и гидроизоляции основания.

Для сборного: линии будущего дома можно сделать только прямые.

Как рассчитать, сколько надо?

Во главу угла методики подсчёта армирования ленточных оснований заложен принцип преобладания сопротивления грунтового основания над удельной нагрузкой от веса здания или сооружения.

После этого рассчитывают несущую способность ленты, величина которой зависит от полной загрузки наземной части строения. На этом этапе определяют количество и сортамент арматурных стержней, их форму соединения в единый каркас.

Если надавить на какой-либо мягкий предмет, то он прогнётся. Верхняя плоскость сожмётся, а снизу материал растянется. Так и в ленточном фундаменте, верхняя его часть будет испытывать сжатие, а на нижний слой будут воздействовать силы растяжения.

Это физическое явление учитывают при расчёте монолитной ленты. То есть, в верхнем и нижнем поясе закладывают арматуру, которая выдерживает сжатие, а снизу бетон противостоит растяжению.

На основе этого положения было разработано «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)».

Тяжёлый бетон приготавливают из:

• цемента М 300 – М 800,
• щебня гранитных пород,
• среднефракционного песка,
• воды средней жёсткости с добавкой различных видов пластификаторов.

Его применяют для возведения заливных фундаментных лент.

Кроме этого пользуются Сводом Правил СП 52-101-2003, который содержит рекомендации по расчёту и проектированию, относящиеся к изготовлению и установке армокаркасов ЛФ. Правила согласованы с требованиями СНиП 52-01-2003.

Определение глубины заложения и высоты ленты

В расчёт глубины заложения подошвы ленточного фундамента включают два фактора:

Уровень грунтовых вод

Уровень залегания грунтовых вод легко определить, если рядом с местом строительства есть колодец. Расстояние от уровня земли до поверхности воды в нём будет равно искомому параметру.

В отделе архитектуры и землеустройства местной администрации можно взять копию вертикальной съёмки с привязкой к стройучастку, где будет указан уровень грунтовых вод. Если нет ни того не другого, то этот показатель определяют взятием образцов почвы с помощью бурения грунта.

Глубина промерзания

Знать её необходимо по причине того, что воздействие на влажную почву при минусовой температуре в зимний период вызывает в ней замерзание воды. Этот процесс вызывает пучение грунта потому, что он в это время резко увеличивается в объёме.

Силы пучения могут легко выдавить вверх фундамент дома. Чтобы этого не происходило, подошва ленты должна находиться ниже зоны морозного пучения. Глубину промерзания определяют справочным путём либо таким же способом, как и при установлении уровня грунтовых вод.

Глубина заложения фундаментной ленты должна находиться на отметке выше уровня грунтовых вод и ниже уровня промерзания почвы. Количество продольных рядов зависит от высоты основания. Согласно СНиПу, расстояние между конструкционными рядами арматуры не должно быть более 40 см.

Сколько рядов арматуры нужно для армирования ленточного фундамента высотой 1 метр? Количество рядов в зависимости от высоты основания:

• до 70 см – без продольной арматуры;
• от 71 до 90 см – один ряд;
• от 91 до 130 см – два ряда;
• от 131 до 170 см – три ряда;
• от 171 до 210 см – четыре ряда.

Установлено, что на месте строительства грунтовые воды залегают на глубине 1200 мм, а уровень промерзания грунта равен 800 мм. В этом случае глубину заложения ЛФ принимают величиной 1 метр. Высота ленты с учётом нормативной высоты цоколя 150 -200 мм (расстояние от верха фундамента до уровня земли) будет равна 1150 – 1200 мм.

Сбор нагрузки

Максимальная масса строения включает в себя следующее:

1. Вес всех конструкций дома, включая фундамент.
2. Снеговая нагрузка на кровлю (СНиП 2.01.07-85).
3. Вес оборудования: печь, котёл, система трубопроводов, сантехнический приборы, обстановка и пр.
4. Ориентировочный вес максимального количества людей, одновременно находящихся в доме.

Ширина подошвы

Ширину ленточного заливного фундамента рассчитывают по формуле Tхk/S ≤ R, где:

• T — удельная нагрузка от максимального веса строения (см. выше);
• k – коэффициент запаса (1,1);
• S – площадь подошвы (S = P/T);
• R – сопротивление грунта.

R = 1,88 кг/см2 (грунт — суглинок), P = 15000 кг, T = 1,8 кг/см2, L – длина ленты 24 м. S = P/T = 8333 см2. Оптимальная ширина ленты будет равна: S/L = 8333/2400 = 3,47 см. Следовательно, ширину ЛФ можно принимать исходя из толщины кладки + выступы ленты по обеим сторонам стены (25 мм х 2 = 50 мм).

При возведении внешнего ограждения в 1 кирпич (250 мм) ширина ЛФ составит 250 +50 = 300 мм = 30 см. Если стены возводят из шлакоблока, то поперечный размер ленты принимают 40 см. Для стен толщиной в 1,5 кладочного элемента фундамент делают шириной 50 см и более.

Виды фундаментов

Фундаменты различают по нескольким признакам. Наибольшее распространение получила классификация фундаментов по виду конструкции: ленточный, плитный, столбчатый, свайный. Также различают фундаменты по способу изготовления (монолитные, сборные, комбинированные) и по используемому материалу (бетонные, железобетонные, бутовые, бутобетонные, кирпичные, деревянные). Еще одним критерием классификации является глубина заложения — мелкозаглубленные и глубокозаглубленные фундаменты. Целесообразность использования того или иного вида фундамента, способа его изготовления и материала зависит от многих факторов, основными из которых являются сложность проекта дома, вид грунта и уровень грунтовых вод, материалы для строительства дома. Ниже рассмотрены основные виды фундаментов и их краткие характеристики.

Img by RBerteig — flickr

Ленточный фундамент один из часто применяемых в строительстве. Он представляет собой непрерывную, замкнутую ленту (отсюда и название) с четко фиксированными размерами, расположенную под всеми несущими стенами здания, включая внутренние. В зависимости от толщины ленты и глубины ее заложения позволяет выдерживать значительные нагрузки, равномерно распределяя их. Такой фундамент подходит в случаях обустройства подземных помещений (подвал, подземный гараж и др.).

Особенности:

1. подходит для тяжелых строений из камня, кирпича, бетона и др.;
2. фундамент может выполнять роль стен для подвальных помещений;
3. используется на большинстве типов грунтов;
4. простота исполнения.

Недостатки:

1. высокая трудоемкость проведения земляных работ;
2. требует значительного количества материалов.

Img by aka Jens Rost — flickr

Плитный фундамент является монолитной плитой, которая располагается под всей площадью дома и усиливается армированием. Жесткая конструкция позволяет выдерживать существенные деформации и нагрузки.

Особенности:

1. значительная надежность конструкции (большая несущая способность);
2. возможность использования на слабых грунтах и с высоким уровнем грунтовых вод;
3. высокие требования к качеству выполнения работ.

Недостатки:

1. высокая стоимость материалов и работ;
2. возводить плитный фундамент не рекомендуется при низких температурах;
3. нецелесообразность использования на участках с сильным уклоном.

Img by RBerteig — flickr

Столбчатый фундамент представляет собой столбы под опорными точками несущей конструкции. Другими словам, это система отдельно-стоящих столбов, на которые опирается каркас здания. В силу конструктивных особенностей применяется, в основном, в строительстве относительно легких строений (деревянные дома, бани, дачи и др.).

Особенности:

1. высокая экономичность конструкции;
2. используется на подготовленных плотных основаниях;
3. в индивидуальных случаях может применяться для многоэтажного строительства;
4. не требует большого объема работа по гидроизоляции;
5. отсутствие отмостки.

Недостатки:

1. неприменимы на участках с неравномерным ландшафтом (склоны, холмы и др.);
2. сложность обустройства подземных помещений.

Img by WSDOT — flickr

Свайный фундамент состоит из свай и жесткой верхней связки между ними. Такой вид фундамента может выдерживать значительные нагрузки на слабых грунтах. Это самый дорогостоящий вид фундамента, поэтому в индивидуальном жилищном строительстве используется крайне редко.

Особенности:

1. сваи отлично подходят для рыхлых, болотистых грунтов;
2. низкая материалоемкость;
3. малое количество земляных работ;
4. малые затраты на гидроизоляцию;
5. отсутствие отмостки.

Недостатки:

1. необходимость использования спецтехники;
2. высокая затратность;
3. сложность возведение подвальных помещений.

Это основные виды фундаментов, используемых при возведении домов. Каждый из них может быть выполнен по-разному в зависимости от условий строительства и целесообразности использования. Также на устройство фундамента влияет и материал, из которого он изготовлен.

Классификация оснований

Условно все виды оснований разделяют на несущие, комбинированные, специальные.

Несущий тип воспринимает и равномерно распределяет нагрузку.

Комбинированные виды используют на тяжёлых, плавающих грунтах. Основание компенсирует горизонтальные и вертикальные подвижки земляных слоёв, сопротивляется сейсмическим явлениям.

К специальным относят качающиеся и плавающие фундаменты, а также основания, которые распределяют часть нагрузки через боковые стенки и торцы. К такому типу относят глубокие опоры, сваи-оболочки, столбы, колодцы опускные, кессоны, анкерные и щелевые варианты конструкций.

Обзор свайного фундамента

Перейдем к заключительному типу – свайному фундаменту. Он конструктивно состоит из отдельных свай, которые перекрываются бетонными или железобетонными плитами или ростверком. Строительство подобного сооружения будет достаточно трудоемкой операцией и в связи с этим в индивидуальных стройках применяется достаточно редко.

Свайный фундамент идеально подойдет для строительства на слабых грунтах, когда требуется передача большой нагрузки. Благодаря сваям нагрузка от сооружения будет передаваться на плотные слои, находящиеся на глубине. Сваи могут погружаться в готовом виде или делаться непосредственно в грунте. Все виды свай для строительства разделяются на:

• Бетонные;
• Стальные;
• Железобетонные;
• Деревянные;
• Комбинированные.

По типу поведения в почве существует разделение на сваи-стойки, обладают прочной почвой под собой и на него передают давление и висячие сваи, применяемые в случае расположения плотных грунтов на большой глубине.

Самыми дешевыми будут деревянные сваи. Однако, если деревянные сваи будут установлены во влажных почвах, то они быстро подвергаются гниению. Их срок эксплуатации будет не более 10 лет. А самыми долговечными являются железобетонные, которые прослужат более 150 лет.

Достоинства:

• Малая усадка;
• Экономичность при возведении;
• Может применяться на грунте, который обладает малой несущей способностью.

Основным недостатком устройства свайных фундаментов для частного дома будет потребность в специальном оборудовании при его возведении.

Не будет секретом, что фундамент является основой будущего здания и несет на себе всю нагрузку. В связи с этим от соблюдения правил и точности возведения, а также от качества используемых материалов будет зависеть срок службы всего сооружения. Поэтому изучите внимательно, какие фундаменты бывают и выберите для себя наиболее оптимальный.

Советуем почитать:

• Виды гидроизоляции фундамента;
• Дефекты и повреждения фундамента

https://youtube.com/watch?v=e9GNu8MtWzE

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.