Реферат фундаменты малоэтажных и средней этажности зданий

Обновлено: 05.07.2024

1. Фундаменты малоэтажных жилых зданий
Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки от здания и передающим их на грунт. В общих затратах на возведение здания доля фундаментов составляет по стоимости 8 – 10%, по трудоемкости 10 – 15% и по материалоемкости фундамента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10 – 30%.
Работафундаментов осуществляется в сложных условиях. Они подвергаются разнообразным силовым и несиловым воздействиям (рис.7.2). Такие силовые воздействия, как нагрузки от массы здания и грунта, отпор грунта, силы пучения, сейсмические удары, вибрации вызывают появление различного вида сжимающих, сдвигающих и изгибающих напряжений, результатом которого могут быть недопустимые деформации и разрушения.

Рис.7.2.Воздействия на фундаменты. Силовые: 1 – нагрузка от здания; 2 – боковое давление грунта; 3 – сейсмические нагрузки; 4 – силы пучения грунта; 5 – упругий отпор грунта; 6 - вибрация. Несиловые: 7 – температура грунта; 8 – температура помещения подвала; 9 – влага грунта; 10 – влага воздуха подвала; 11 - агрессивные примеси в воде и в воздухе; 12 – биологические факторы
Несиловые воздействия:переменные температура и влажность, избыточное увлажнение, воздействие химических веществ, деятельность насекомых, грибков и бактерий – могут привести как к появлению напряжений и разрушений в фундаментах, так и к нарушению эксплуатационного режима помещений здания.
Чтобы противостоять различного рода воздействиям и обеспечить необходимые условия эксплуатации здания, фундаменты должны отвечать ряду требований.Наряду с эксплуатационные фундаменты должны удовлетворять и экономическим требованиям минимума затрат труда средств и времени на возведение. Разнообразие материалов и конструктивных решений зданий, климатических и грунтовых условий определило множество различных видов фундаментов, используемых в современном строительстве.

3.Конструктивные решения фундаментов.
Фундаменты для малоэтажного строительства изготовляют из местных строительных материалов (естественный камень, бутобетон, красный кирпич и др.), а также используют монолитный бетон или сборные бетонные ижелезобетонные блоки.
Плоскость нижней части фундамента называют подошвой(рис.3.1), ее уширение –подушкой, а горизонтальная плоскость верхней части фундамента –обрезом. При отсутствии подвалов и больших приямков обычно проектируют фундаменты мелкого заложения, подошва которых располагается на глубине не менее 0,5 м от уровня земли. На грунтах, вспучивающихся при замерзании, глубину заложения подошвыфундамента наружных стен принимают ниже толщины промерзающего слоя не менее чем на 0,2 м.
Между архитектурно-планировочным решением малоэтажного дома, конструкцией фундамента и состоянием грунта существует определенная взаимосвязь. Например, если архитектор в проекте дома предусматривает подвал, большой приямок или цокольный этаж, то фундамент должен быть ленточной.

Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки строения и передающим их на грунт. Материалоемкость фундамента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10. 30%.

Конструктивные решения фундаментов

Основные конструктивные схемы фундаментов для малоэтажного строительства изображены на рис. IV. 1. Изготовляют такие фундаменты из местных строительных материалов (естественный камень, бутобетон, красный кирпич и др.), а также используют монолитный бетон или сборные бетонные и железобетонные блоки. Плоскость нижней части фундамента называют подошвой, ее уширение подушкой, а грунт под ней основанием.
Чтобы нейтрализовать нежелательный эффект вспучивания при замерзании грунта, приходится проектировать дома без подвалов на фундаментах мелкого заложения с основанием в виде песчаной подушки. При устройстве песчаной подушки грунт вынимают на глубину ниже промерзания не менее 0,2 м и засыпают выемку крупнозернистым песком с проливкой водой и с уплотнением послойно. Засыпку ведут до отметки 0,5 м от уровня планировки участка. На полученное таким способом искусственное основание устанавливают фундаменты мелкого заложения. Этот прием позволяет достигнуть значительной экономии материалов и средств. Например, в зоне Подмосковья глубина промерзания грунта принята равной 1,2 м, следовательно, фундамент глубокого заложения будет высотой 1,4 м, а при песчаной подушке 0,5 м, т. е. при песчаной подушке на вспучивающихся от замерзания грунтах экономится около 60% материала на устройство фундамента. Когда под домом располагается грунт очень разнородный по степени вспучивания при замерзании, то приходится проектировать фундамент в виде оплошной плиты из монолитного железобетона и на песчаной подушке. В некоторых случаях оказываются эффективными свайные фундаменты, глубину заложения которых принимают значительно ниже глубины промерзания грунта, где силы бокового трения незамерзающего слоя превышают силу трения от вспучиваемого слоя. Реже на таких грунтах ставят столбчатые фундаменты из монолитного железобетона с уширением подошвы, так как изготовление их требует больших трудозатрат.

Ленточные фундаменты в виде оплошных стенок устанавливают по всему контуру стен. Размер подошвы фундамента определяют расчетом в зависимости от массы надземной части, материала фундамента и несущей способности грунта. Толщину его стенки определяют расчетом на прочность и в зависимости от технологических особенностей материала, например, стенку из бутобетона делают толщиной не менее 0,35 м в зависимости от размера камней заполнения.
Для изготовления ленточных фундаментов используют любые строительные материалы, кроме дерева. На скальных грунтах чаще используют монолитный бетон с включением обломков скалы (бутобетон). Этот материал лучше заполняет неровности поверхности скального основания. Ленты фундаментов из бутового камня отличаются меньшим расходом цемента, но имеют большую трудоемкость и материалоемкость, Из-за размера камней по стандарту минимальную ширину лент принимают не менее 0,5 м. Как правило, стенки ленточных фундаментов из этих материалов для малоэтажных зданий уширений в зоне подошв не имеют. Ленточные фундаменты из красного кирпича проектируют для сухих прочных грунтов толщиной 0,25. 0,51 м. Подушку кирпичного фундамента лучше делать из монолитного железобетона толщиной не менее 0,1 м, что повышает долговечность конструкции.
Ленточные фундаменты из сборных элементов выполняют из бетонных блоков. Блоки изготовляют сплошными из легкого бетона (ро≤1600 кг/м3) или пустотелые из тяжелого бетона (ρо>1600 кг/м3) высотой 0,6 м, длиной до 2,4 м и шириной 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 м,

Столбчатые фундаменты состоят из столбов и фундаментных балок. Фундаментные балки устанавливают по всему контуру стен (аналогично лентам). Они принимают на себя нагрузку от стен и передают ее на столбы. Столбы устанавливают в местах пересечения стен и в промежутках между ними с определенным шагом, который определяют расчетом в зависимости от массы здания и несущей способности грунта.
Конструктивные варианты фундаментных балок и их пропорции в зависимости от шага столбов приведены на рис. IV. 2. Фундаментные балки из дерева используют только под деревянные стены. Между грунтом и низом фундаментной балки часто оставляют воздушный зазор, чтобы предупредить подъем балки и расположенной на ней стены силами вспучивающегося при замерзании грунта.
Столбы квадратного сечения в поперечнике изготовляют из сборных бетонных блоков, из монолитного бетона, красного кирпича, природного камня. Размеры столбов принимают по расчету на прочность (материала и грунта). Для малоэтажных жилых зданий размер подушки столбов не превышает 1 м, а горизонтальное сечение столба может быть равным размеру подошвы или быть меньшим. В последнем случае высоту подушки принимают не более 0,3 м. Размер сечения столбов и их шаг зависят от веса дома, материала фундамента и прочности грунта.

Деревянные столбчатые фундаменты чаще встречаются при реконструкции старых построек и могут быть использованы при строительстве деревянных домов на болотистых грунтах и на вечной мерзлоте.
Проектируют их в виде тумб или столбов на лежнях и крестовинах (рис. IV. 3). Тумбы устанавливали на песчаных сухих грунтах, изготовляя из дуба, осины, лиственницы и кедра диаметром не менее 0,4 м. Столбы на лежнях и крестовинах применяли на болотистых грунтах, они более долговечны из лиственницы и кедра.
Фундаменты на коротких сваях оказались наиболее экономичными для строительства жилых малоэтажных зданий. Такие фундаменты исключают из процесса строительства операции по земляным работам. Короткие сваи удерживаются в грунте в основном за счет сил бокового сцепления с грунтом. В районах с вечной мерзлотой свайные фундаменты удобны для устройства проветриваемых подполий, сохраняющих структуру вечной мерзлоты грунта. Для домов из дерева лучшими являются деревянные сваи диаметром 0,2. 0,3 м, которые вмораживают в скважины. Дерево препятствует передаче теплоты от помещений к мерзлоте, предупреждая опасное подтаивание грунта у сваи. В других районах для малоэтажного строительства используют короткие железобетонные забивные сваи, чаще квадратного сечения 150Х Х150 мм, 200X200 мм, или буронабивные сваи диаметром 300, 400 мм и более. Глубину заложения коротких свай принимают не более 2,5 м.
Сваи располагают под стенами по аналогии со столбчатыми фундаментами, но с меньшим шагом, который определяют расчетом, По верху свай устраивают ростверк. Балки ростверка имеют много общего с фундаментными балками. Для их изготовления используют те же материалы.
Сплошную плиту фундамента под малоэтажные дома проектируют только в случаях строительства зданий на грунтах с неравномерной осадкой или вспучиванием и при высоком уровне стояния грунтовых вод (в зданиях с подвалом), Плиту выполняют из монолитного тяжелого железобетона толщиной не менее 100 мм. Толщину плиты определяют расчетом в зависимости от массы здания, прочности грунтов и расстояния между стенами. Для домов без подвала плиту фундамента устанавливают на песчаную подушку, что уменьшает неравномерность осадки грунтов. В зданиях с подвалом плита фундамента одновременно выполняет функции основания пола.

Закладка фундамента – это начальный этап строительства большинства зданий. Частные жилые дома – не исключение. От качества основания зависит вся эксплуатация: насколько долго простоит дом, будет ли подтапливаться подвал, появятся ли трещины в стенах. Основа должна быть прочная, чтобы выдержать вес здания, дополнительную отделку и мебель, перепланировку, увеличение количества этажей или выпавший на крышу снег.

Архитекторы и застройщики могут подсказать какие типы фундаментов подойдут для разных случаев. Стоит прислушиваться именно к мнению специалистов, а не советам соседей и друзей.

Виды фундаментов, применяемые при строительстве частного дома

Тип фундамента для частного дома выбирают на стадии разработки проекта. Основания различаются технологиями сборки или заливки, ценой, способностью распределять нагрузку.

Как правило, используют следующие виды фундаментов для частного дома:

Свайный. Подходит для строительства маленьких зданий из панелей, бревен или брусьев. Такое основание организовывают в зонах с неустойчивым покрытием или на территориях с большим перепадом высот. Сваи забивают в грунт пока они не достигнут достаточно плотного слоя. Установленные сваи соединяют ростверком. Он служит основанием для будущего дома.
Ленточный. Монолитная конструкция, выполненная из железобетона. Заливается по периметру здания, впоследствии на ней устанавливаются несущие перегородки. Конструкция может выдержать большой вес стен и перекрытий, распределив нагрузку по всей поверхности одинаково. Фундамент позволяет организовать подвал или цоколь: для этого основание погружается в землю на глубину, равную высоте технического помещения. Потерь прочности при этом не происходит. Такое основание закладывают для строений из кирпича, шлакоблоков, камня.
Столбчатый. Монтируется под дома из клееного или пиленого бруса, каркасные или панельные конструкции. Требует меньше материала, чем ленточные и плитные основания. Столбы ставят под строения на территориях со значительным перепадом высот. Представляет собой балки квадратного (реже – прямоугольного) сечения, сделанные из бетона, камня или кирпича и установленные на расстоянии не более 2 м друг от друга. Столбы погружают в землю на глубину больше глубины промерзания.
Плитный. Бывает в виде сплошной или сборной подошвы. Такая плита располагается под всем основанием дома. Здания на этом фундаменте строят на заболоченных территориях, в местах, где грунтовые воды расположены близко к поверхности или в широтах с глубоким промерзанием почвы. Позволяет возводить дома любой этажности, но лучше всего подходит для каркасных зданий в один или два этажа. Фундаменты делают без заглубления в грунт. Сборную плиту монтируют под здания со сложной конфигурацией.

Ссылки

Что важно учесть при выборе, основные критерии

Бюджет и фантазия заказчика – не единственные параметры, формирующие будущий фундамент. Во время проектирования также учитывают:

Грунт. Лучше заказать геологическое исследование. В отчете будет указано расположение грунтовых вод, тип почвы, вероятность просадки, пучинистость, сейсмоопасность района.
Нагрузка на фундамент. Находится в прямой зависимости от веса конструктивных элементов здания, внутренних инженерных систем, кровли, отделки, мебели. Учитывают площадь фундамента при расчете давления на грунт. Большая площадь оказывает меньшее давление и тем надежнее будет основание. Но вся конструкция обойдется дороже.
Глубина, на которую будет заложено основание. На нее влияют тип грунта, глубина промерзания, влажности, максимальной отрицательной температуры, пучинистости.
Качество используемых материалов. Цемента, кирпича, свай.
Какие у дома будут стены. Толщина, высота, материал.
Есть ли поблизости другие сооружения.

Свайный и столбчатый фундаменты, в чем отличие

Свайные фундаменты под дом бывают:

Винтовые. Отлитые из металлов трубы диаметром 5-15 см, имеют на конце приспособление для ввинчивания на глубину до 15 метров.
Набивные. Балки с сечением разной формы, более 10 метров в длину, которые погружаются в землю с помощью специальной техники.
Буронабивные. В заранее пробуренные скважины монтируется арматурный каркас и заливается бетон. Могут достигать длины 50 м.

Сверху на установленные сваи монтируется ростверк – двутавр, брус.

Фундамент для дома на винтовых сваях недорогой. Дом на такой основе можно построить на любом участке. Он быстро монтируется. Но металлические элементы подвержены коррозии, их нужно закручивать на большую глубину и в таком здании нельзя организовать подвал.

Буронабивные свайные основания позволяют строить дома на любых грунтах, так как сваю можно погрузить на большую глубину. Нагрузка на правильные фундаменты распределяется равномерно, избыточную устраняют добавлением свай. Для организации такого основания необходимо провести подробные геологические изыскания, сложные расчеты, а для монтажа фундамента использовать специальную строительную технику.

Свайный фундамент нельзя ставить на грунте без боковой поддержки – иле, торфе, мелком песке. Такая основа расползется в разные стороны.

Столбчатые фундаменты бывают монолитные и сборные. Как и свайные, их обвязывают ростверком из бруса или двутавра. Такие основания не закладывают под дома на пучинистых или подвижных почвах.

Для создания монолитной конструкции в подготовленную яму монтируют опалубку и арматурный каркас, а затем заливают раствор. Между столбом и границей скважины делают обратную засыпку песка для снижения нагрузки грунта на конструкцию.

Сборное основание состоит из бетонных платформ и столбов, изготовленных на производстве. Быстро собираются, экономят материалы. Не требуют гидроизоляции. Демонстрируют плохую устойчивость на грунтах с горизонтальной подвижкой. Такие фундаменты не заливают для домов с тяжелыми стенами (каменными, кирпичными).

Оба типа фундаментов представляют собой отдельные точки опоры под перегородки. Отличия этих оснований:

Глубина погружения (сваи можно разместить в грунте намного глубже, чем столбы).
Принцип распределения нагрузки (столб опирается на подошву, у свай работает боковая поверхность).
Размер (сечение свай меньше, чем у столбов).

Плавающий фундамент

Такой фундамент может быть заложен для любого дома в любых условиях, но особенно он востребован на подвижных грунтах, склонных к вспучиванию. Технология предполагает создание бетонной основы без заглубления в почву. Благодаря этому фундамент может двигаться, неся на себе всю конструкцию, а после снижения подвижности возвращаться в исходное положение. Классификация данного типа включает:

Шведскую плиту.
Монолитную плиту.
Ленточный фундамент.
Столбчатый фундамент.

Укладка шведской плиты не требует много времени, а ее ровная поверхность облегчает монтаж пола. Однако монолитный подвижный фундамент нельзя сделать на слабых грунтах. Этот вид увеличивает финансовые расходы из-за большого количества тепло- и гидроизоляционных материалов и усложняет ремонт инженерных коммуникаций.

При строительстве одноэтажных легких домов из дерева, пенобетона, облегченного кирпича допускается подвижный ленточный вид фундамента. Под бетонной лентой располагается песочная или песчано-гравийная прослойка. Именно она создает эффект плавучести. Такую основу можно утеплить, если выложить по бокам ленты пенополистерольные плитки.

Если здание планируется построить на песчаных или скалистых участках, то наилучшим выбором является столбчатый плавающий фундамент. С предыдущими видами его объединяет наличие гравийной подушки и гидроизоляционного слоя. Если столбы монолитны, то они укрепляются арматурным скелетом. Оптимальное расстояние, на котором ставятся опоры – 2,5 метров или чуть меньше.

Плавающий фундамент имеет несколько преимуществ перед другими видами. Во-первых, он не требует геологических исследований. Во-вторых, позволяет строительство на сложных полуподвижных субстратах. В-третьих, создает безопасные условия для дома при колебаниях и движениях грунта. К недостаткам относят финансовые затраты на материалы и работу.

Зная, какие бывают виды фундаментов, какие требования предъявляются к их возведению, можно не допустить ошибок при проектировании и строительстве. Правильный учет климатических и геологических условий, точный расчет нагрузки здания позволяют выбрать подходящий тип фундамента дома и обеспечить длительный срок безаварийной эксплуатации.

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.

Весь объем раствора для монолитного ленточного основания заливается один раз, иногда в два приема, но тогда между уровнями остается шов. В него может попасть влага, что приведет к повреждению основания.

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).

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

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

Для сборного: линии будущего дома можно сделать только прямые.

Ленточное основание

Ленточный фундамент на песчаной подушке.
Технология простая, но это довольно массивная конструкция. Такое основание дорогое в возведении, трудоемкое и требует больших затрат строительных материалов. Используется в индивидуальном строительстве. Конструктивно, это железобетонная монолитная полоса, которую строят по всему периметру будущего здания — она укладывается под все без исключения несущие конструкции.

В большинстве случаев, толщина и размеры полосы одинаковы под всеми стенами, но многие строители делают ленту более тонкой под несущими внутренними стенами. Используется при строительстве бетонных, каменных и кирпичных зданий, а также в случае тяжелых перекрытия. Также его практикуют, если в сооружении планируется устройство подземного гаража или подвала.

При строительстве используется большое количество готовых железобетонных плит и блоков, которые весят много, а поэтому без специальной строительной подъемной техники тут не обойтись.

Устройство такого фундамента:

Укладывается на глубину порядка 20 см ниже уровня промерзания почвы, максимальная глубина погружения составляет не более 50-70 см. Толщина железобетонной ленты подбирается индивидуально, т.к. тут все зависит от типа и толщины несущих стен, используемого материала и силы давления здания на почву.

Такие основания нужно дополнительно гидро- и теплоизолировать, а это дополнительные финансовые затраты.

Ленточные фундаменты бывают:

Мелкозаглубленный. Часто используется для деревянных зданий или каменных сооружений с высотой в один этаж. Закладывается на слабопучинистых почвах, глубина погружения составляет до 70 см.
Заглубленное ленточное основание. Оно практикуется при возведении массивных больших и тяжелых сооружений, используется при возведении подземных этажей и гаражей. Это дорогая конструкция, т.к. нужно использовать большое количество цемента, щебня и песка, а также сложную систему армирования и опалубки.

Технология плитного монолитного фундамента

Толщину плиты определяют исходя из устойчивости грунта, размера здания и материала стен. Чем тяжелее будущий дом, тем толще делают основу. Ее высота может составлять от 30 см до 1,5 м, обычно делают не толще 40 см.

Бетон для заливки рекомендуют использовать высокого качества с маркировкой М200 или выше, подвижностью П-3, устойчивостью к холоду не ниже F200 и водонепроницаемостью W8. Несоблюдение этих рекомендаций повлечет разрушение плиты.

Материалы и инструменты для работы:

геотекстиль,
арматура от 12 мм,
песок,
полиэтилен,
вязальная проволока,
материалы для опалубки,
глубинный вибратор.

Территорию под дом очищают и снимают верхний слой грунта (около 10 см). Делают разметку под будущее основание с помощью колышков и веревки.
Вырывают котлован (вручную или с использованием техники) глубиной 30-40 см.
На дно котлована насыпают песчаную подушку толщиной около 20 см. Ее делают в несколько слоев, утрамбовывая каждый и поливая водой.
Прокладывают все коммуникации.
По периметру устанавливают опалубку.
Выполняют гидроизоляцию и армирование фундамента. Диаметр сечения арматуры зависит от размера будущего дома.
Заливают цемент. Если площадь небольшая, то можно готовить раствор самостоятельно. Этот процесс очень трудоемкий, поэтому лучше заказать весь объем раствора у поставщиков и залить его одним разом. Заливка цемента в несколько приемов приведет к образованию швов и снижению прочности конструкции. В процессе заливки цемент обрабатывают вибратором для удаления лишнего воздуха.
После заливки раствор разравнивают и оставляют застывать. В жаркое время года поверхность плиты периодически поливают водой, чтобы избежать растрескивания.
Когда цемент наберет не менее 70 % прочности (на это потребуется около одной недели), опалубку снимают, гидроизоляционный материал загибают на поверхность плиты и закрепляют.

Максимальной прочности плита достигнет за 3-4 недели. Только тогда можно начинать строить дом.

При всех видимых преимуществах плитного основания, на его возведение тратится очень много материала. Плиту можно уложить на нестабильную почву, что является преимуществом. А вот строить дом на плитном основании на территории, где разница высот превышает один метр по какой-то из сторон будущего здания, нельзя.

Здания и сооружения играют важную роль в жизни современного общества. Можно утверждать, что уровень цивилизации, развитие науки, культуры и производства в значительной мере определяются количеством и качеством построенных зданий и сооружений.

Жизнь и быт людей обусловливаются наличием необходимых зданий и сооружений, их соответствием своему назначению, техническим состоянием.

Строительство в нашей стране ведется в очень больших масштабах. Только жилых зданий возводится больше, чем во всех странах Западной Европы вместе взятых. Ежегодно у нас сдается в эксплуатацию 2,1 млн. квартир и более 10 млн. граждан улучшают свои жилищные условия. Именно поэтому строительство в нашей стране является третьей по масштабам после промышленности и сельского хозяйства отраслью народного хозяйства.

Каждое здание или сооружение представляет собой сложный и дорогостоящий объект, состоящий из многих конструктивных элементов, систем инженерного оборудования, выполняющих вполне определенные функции и обладающих установленными эксплуатационными качествами.

Основным направлением экономического и социального развития города предполагается значительное увеличение объемов капитального строительства, так как возведение жилых зданий сопровождается сооружением общественных зданий, школ, предприятий общественного питания. Необходимая надежность оснований и фундаментов, уменьшения стоимости строительных работ, в условиях современного градостроительства, зависит от правильной оценки физико-механических свойств грунтов, слагающих основания, учета его совместной работы с фундаментами и другими надземными строительными конструкциями.

2.История возведения фундаментов.

Фундаменты начали возводить еще в глубокой древности, одновременно с развитием строительства. Большое место среди фундаментов занимали свайные постройки, которые устраивались в устьях рек и предназначались для защиты от зверей и врагов. В дальнейшем назначение свай изменилось, однако они широко применялись. Сооружения, построенные на хороших основаниях, отличаются большой долговечностью, некоторые из них сохранились до наших дней. В качестве примера можно привести пирамиду Хеопса, вес ее около 6 млн. тонн, нагрузка на основание в среднем - 12 кг/см 2 . Уже в глубокой древности имелись труды по фундаментостроению. Так, римский инженер Витрувий (1 век до н.э.) дал указание в своих трудах по практическому возведению фундаментов. В древних летописях нашей страны также найдены указания по возведению фундаментов. Однако все данные были основаны только на основании опыта возведения фундаментов, и не было никаких теоретических основ расчета фундамента и оснований. В XVIII веке сильно шагнула вперед наука во всех областях, появились первые теоретические разработки науки фундаментостроения.

В 1773 году французский ученый Кулон дал теорию расчета сопротивления грунтов сдвигу, а так же формулу для расчета давления грунта на подпорную стенку.

В 1841 году французский ученый Трижо предложил способ возведения кессонных фундаментов. В XIX веке был открыт железобетон, он стал ведущим в возведении фундаментов.

В 1809 году было открыто явление электроосмоса, которое заключается в том, что частицы воды двигаются в направлении отрицательного заряда. В дальнейшем это явление нашло большое практическое применение в основаниях для разработки котлованов в водонасыщенных грунтах.

Ленточные фундаменты

Столбчатые фундаменты подводят под деревянные дома с легкими стенами и без подвалов – рубленые, каркасные, щитовые. Столбы ставятся по углам дома, в местах пересечения стен, под несущими стенами и тяжелыми перегородками. Такие фундаменты не подходят для глинистой почвы, болотистых мест и почвы, где рядом проходят грунтовые воды. Вместе с тем у столбчатых фундаментов есть и особенности, мешающие в ряде случаев их применению. Так, в горизонтально-подвижных грунтах недостаточна их устойчивость к опрокидыванию, а потому необходима жесткая верхняя обвязка, которая препятствует боковому сдвигу. Ограничено их применение на слабонесущих грунтах при строительстве домов со стенами из тяжелых конструкций. Кроме того, возникают сложности и при устройстве цоколя. Если в ленточных фундаментах образовать цоколь, являющийся их продолжением, довольно просто, то при столбчатых опорах заполнение пространства между ними, стеной и землей (забирка) довольно трудоемко.
Плитные фундаменты сооружают на тяжелых пучинистых и просадочных грунтах. Они имеют жесткую конструкцию - одну плиту, выполненную под всей плоскостью здания. Такие фундаменты хорошо выравнивают все вертикальные и горизонтальные перемещения грунтаВозведение плитных фундаментов практикуется в основном в малоэтажном строительстве при небольшой и простой форме плана здания. Плитные фундаменты достаточно дороги из-за большого объема

Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглубленных ленточных фундаментов, но в отличие от них имеют жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренней деформации воспринимать знакопеременные нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта.

по конструктивному решению

по характеру статической работы

по материалу

По заглублению в грунт

По форме

По способу возведения

Фундаменты бывают сборными и монолитными

5. Техническое обслуживание и ремонт фундамента.

о реальных воздействиях на фундаменты — о величине и характере нагрузок, о структуре, прочности и влажности оснований, об атмосферных осадках и грунтовых водах, их глубине залегания и агрессивности, об опасности пучения грунтов, а также о требованиях к глубине заложения фундаментов;
об особенностях конкретных вариантов решений фундаментов— ленточных, столбчатых, сплошных, свайных и др. применительно к данным гидрогеологическим и климатическим условиям;
об эксплуатационных требованиях к фундаментам — их прочности, устойчивости, глубине заложения с учетом нагрузок, несущей способности грунтов, уровне грунтовых вод и глубине промерзания, а также о мерах защиты фундаментов от атмосферных осадков и грунтовых вод, особенно если они агрессивны, от морозного пучения;
об элементах фундаментов, удовлетворяющих предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям,— о несущем элементе, который должен быть заглублен с учетом прочности грунтов, величины нагрузок, наличия грунтовых вод и глубины промерзания, а также о наличии гидроизоляции, отмостки и др.

Рис. 1. Структурная схема фундамента

Воздействия на фундаменты: 1— грунта и грунтовых вод; 2 — промерзания и пучения; 3 — атмосферных осадков; 4 — нагрузок

Если итоги такого анализа положительны — значит, фундамент спроектирован и построен с учетом всех предъявленных к нему требований и местных условий и находится в исправном состоянии. Если же будут выявлены недостатки и ошибки, допущенные в проекте или при строительстве здания, то их надо тщательно изучить, чтобы своевременно устранить или предотвратить их развитие.

В ходе эксплуатации нужно осуществлять постоянный уход за фундаментами: не допускать срезки или подсыпки грунта вокруг здания; сохранять в исправном состоянии отмостку; исключать скопления воды у здания, а тем более подтопление фундамента; проводить другие меры, предусмотренные инструкцией по эксплуатации. Особенно опасен обильный полив зеленых насаждений вблизи зданий (без организованного отвода воды), ибо нередко это приводит к повышению уровня грунтовых вод и изменению условий работы основания, а вслед

за ним и фундамента.

Должна быть обеспечена сохранность фундаментов, если рядом с ними ведутся земляные работы, при постройке рядом нового здания или устройстве котлованов для иных целей.

При раскрытии сооружения в связи с ремонтными работами, если под фундаментами залегают пучинистые грунты, нужно предотвратить их промерзание и пучение, временно утеплив фундаменты. Опыт показывает, что нарушение условий сохранности фундаментов приводит к разрушению зданий после многих лет нормальной их службы.

При необходимости надо произвести текущий ремонт для защиты фундаментов от разрушения или поставить здание на капитальный ремонт для их усиления.

Нередко причиной деформаций фундаментов и вышележащих частей здания являются силы морозного пучения, которые могут возникнуть при определенных условиях как в период строительства, так и через много лет после сдачи зданий в эксплуатацию. Эти условия можно и нужно исключить: срезку грунта вокруг зданий, замену его легкопромерзающим, например каменным материалом, бетоном, увлажнение грунтов вокруг зданий и под фундаментами.

содержанием в грунте, в зоне сезонного промерзания, более 30 % (по массе) пылеватых частиц диаметром от 0,5 до 0,005 мм;
промерзанием грунтов в зоне основания фундаментов; наличием влаги в грунте;
превышением сил пучения над давлением вышележащих частей здания;
неправильной конструкцией фундамента — невыполнением в ходе строительства противопучинных мероприятий (безанкерная конструкция фундамента, отсутствие обмазки, исключающей смерзание грунта со стенками фундамента, и др.).

деформацией основания и неравномерными осадками фундамента;
перегрузкой фундамента;
ошибками в конструировании фундамента и при выборе для него материалов;
воздействием агрессивной среды на материал фундамента.

Упомянутые способы усиления фундаментов неравноценны и каждый из них может быть применен в определенных условиях. Следует иметь в виду, что работы по усилению фундаментов не только сложны и трудоемки, но и весьма ответственны. Их должны выполнять специализированные бригады очень осторожно, захватками (обычно не более 2 м), чтобы не повредить смежные участки и вышележащие части здания. Для выполнения таких работ составляются проекты, разрабатываются технологические карты

Рис. 2. Способы усиления фундаментов

а — облицовкой при повреждении фундамента агрессивными водами; б — нагнетанием раствора в разрыв при морозном пучении; в — путем подведения свай; г, д, е, ж, з, и - уширение подошвы с помощью железобетонных приливов и стальных тяжей; к, л, м — под-

1 торкрет-бетон; 2- изоляция; 3 и 4 .-защитная стенка; 5 - разрыв фундамента 6 - инъектор; 7 - уплотненный грунт; 8 и 9-балки; 10 - сваи; 11- железобетонные приливы; 12 -стальной тяж, 13 - поперечная балка; 14 и 15 - продольные балки; 16 - сваи; 17 -дополнительный фундамент; 18 - основание под балки
В некоторых случаях, в частности при наличии трещин в стенах, в итоге технического обследования и технико-экономического обоснования может оказаться целесообразным более простое усиление не основания или фундамента, а стен, путем установки на уровне перекрытий с наружной стороны здания металлических тяжей с предварительным напряжением, кольцевыми захватками по внутренним капитальным стенам. При этом благодаря предварительному напряжению тяжей, установленных по длине и высоте здания, всей его коробке придается высокая жесткость, исключающая местные деформации оснований или фундаментов.

Рис. 3. Примеры повреждения и восстановления цоколя (а,

б, в), отмостки (г, д) и входной площадки (е, ж, з)

6. Вывод.

Заканчивая обсуждение основных типов фундаментов, упомянем о том, что расчетный срок службы монолитных фундаментов – как ленточных, так и плитных – достигает 150 лет. Немалый срок, не так ли? Конечно, чтобы фундамент выдержал полтора века, нужно соблюсти все необходимые технологические нормы при его возведении. А вот срок службы столбчатых фундаментов намного меньше – из природного камня около пятидесяти лет, а из кирпича и того меньше – не более тридцати. Поэтому к выбору фундамента нужно подойти очень ответственно. Всё закономерно: чем больше средств вы тратите при строительстве, тем дольше простоит ваш дом. И всё же вовсе не обязательно строить на века, не обязательно мыслить столь масштабно. Кстати, это вовсе не противоречит тому, что жизнь прекрасна.

Читайте также: