Категория: Фундамент

Типы фундаментов домов

В малоэтажном строительстве применяют, в основном, два типа фундаментов — ленточный (непрерывный) и столбчатый. Для районов с высоким уровнем грунтовых вод существует также специальный тип фундамента — мелкого заложения.

Ленточный фундамент повторяет контуры будущих стен. Этот тип фундамента более прост в изготовлении, однако примерно в 1,5—2 раза более материалов и трудоемкий по сравнению со столбчатым. Материалом для него могут служить бутовый камень (крупный), бутобетон, кирпич, бетонная смесь или готовые бетонные блоки.

При использовании бутового камня первый ряд выкладывают из наиболее крупных камней высотой 15-20 см, затем поверх укладывают слой раствора толщиной 15—25 мм и на него — следующий ряд, затем операцию повторяют. При укладке необходимо следить, чтобы камни не качались и лежали плотно. Минимальная ширина такого фундамента— 60 см, но не менее ширины стены.

Если фундамент изготовляется из бутобетона, то технология укладки такова: вначале в траншею (если откосы вертикальны) или в опалубку насыпается слой мелкого бута (щебень, мелкий булыжник) высотой 10—20 см, затем он утрамбовывается и заливается жидким цементным раствором — и так до тех пор, пока фундамент не будет готов. Опалубка должна находиться на месте не менее трех недель, пока фундамент не достигнет необходимой прочности.

Кирпичный фундамент выкладывают послойно: нижний слой — насухо, последующие — по раствору. Следует отметить, что кирпичный фундамент можно устраивать только на сухих грунтах и только из обожженного кирпича (силикатный не годится).

Бетонный фундамент получают путем заливки готовой смеси в деревянную опалубку или путем укладки бетонных блоков в подготовленный котлован.

Минимально допустимая ширина фундаментов из бутобетона, кирпича, бетона и бетонных блоков — 40 см. В целях экономии материалов на сухих грунтах допускается заменять 30—40% высоты ленточного фундамента песчаной подушкой.

Столбчатые фундаменты бывают каменные и железобетонные. Они применяются преимущественно для строений с относительно небольшой массой стен (щитовые, каркасные, деревянные, иногда кирпичные). Столбы обязательно должны находиться по углам строения, а также в местах присоединения внутренних стен к внешним. Расстояние между столбами примерно 1,5— 2,5 м. Сечения столбов должны быть из бута 60×60 см и из кирпича 51×51 см.

При строительстве легких одноэтажных каркасных зданий допускается делать угловые столбы из кирпича сечением 38×38 см и промежуточные — 38×25 см. Для прочности и жесткости конструкции по столбчатым фундаментам желательно установить железобетонную обвязку. Между железобетонной обвязкой и стеной укладывают кирпичную перемычку.

Фундамент мелкого заложения (универсальный) пригоден для любых грунтов при любой глубине залегания грунтовых вод.

На такой фундамент можно ставить любой дом не выше 2-х этажей. Он защищает от сырости. По цене дороже столбчатого, но дешевле ленточного фундамента. При устройстве этого сооружения особое внимание следует обратить на надежность скрепления железной арматуры и выполнение ребер жесткости.

—————-

Основанием фундаментов является толща грунта, находящаяся ниже подошвы фундамента и воспринимающая его нагрузку. Грунты, находящиеся в условиях природного залегания, называют естественным основанием, а предварительно укрепленные — искусственным основанием. Различают следующие виды естественных грунтов оснований: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные породы являются наиболее прочными основаниями зданий. Наиболее распространенные виды скального грунта — граниты, песчаники, известняки. К крупнообломочным грунтам относятся щебенистый (галечниковый) и дресвяный (гравийный). Щебень представляет собой неокатанные обломки горных пород размером 10…100 мм. Крупные окатанные обломки называются галькой, а мелкие — гравием. Чистые пески (в особенности крупные) являются хорошим основанием. В зависимости от содержания частиц различной крупности пески называются гравелистыми, крупными, средней крупности, мелкими и пылеватыми. Песчаными называются грунты, которые в сухом состоянии становятся сыпучими, не обладают свойством пластичности и содержат частиц крупнее 2 мм менее 50 % по массе. Увлажнение песка ухудшает его строительные свойства. Это влияние менее заметно в крупных песках и возрастает по мере уменьшения размеров частиц. Особенно сильно влияет увлажнение на мелкие и пылеватые пески с илистыми и глинистыми примесями. Эти грунты в водонасыщенном состоянии под влиянием давления воды становятся текучими, чем и объясняется их название — плывуны.

Глинистыми называются грунты, обладающие пластичностью, т. е. способностью изменять форму под давлением и сохранять эту измененную форму после снятия давления. Пластичность глинистого грунта обусловливается наличием в нем частиц в виде чешуек небольших размеров — менее 0,005 мм. В зависимости от наличия в глинистом грунте частиц различной крупности его называют супесью, суглинком или глиной. Глинистые грунты, имеющие видимые невооруженным глазом поры, значительно превосходящие размеры частиц грунта, называются макропористыми. К ним относятся илистые грунты, содержащие около 30 — 50% частиц менее 0,01 мм и богатые органическими веществами. Илистые грунты сильно деформируются под нагрузкой. Грунты, содержащие растительные вещества и их остатки, называются растительными. Если растительных остатков содержится до 10% то к названию грунта добавляется: «содержащий растительные остатки».

Под массой здания грунты сжимаются и осаживаются. Осадка грунтов передается на вышележащие несущие конструкции здания. При небольшой осадке плотных слабосжимаемых грунтов влияние ее на несущие конструкции устраняется за счет правильного выбора конструкции и размеров подошвы фундаментов. При сильно сжимаемых грунтах, а также при значительной разнице в массе частей здания, передаваемых на основание, предусматривают специальные меры, уменьшающие действие осадки на здание, например устройство искусственных оснований. Искусственные основания образуются укреплением слабых грунтов. Укрепляют их силикатизацией, термическим закреплением, цементацией. Силикатизацией закрепляют грунт на глубину до 30 м с помощью инъекторов- тампонов, погружаемых в предварительно пробуренные скважины. Через инъекторы закачивают раствор силиката натрия, который цементирует частицы слабого глинистого грунта, превращая их в камневидную массу. Термический способ применяют для закрепления илистых и пористых суглинистых грунтов. В результате сжигания топлива в скважине вокруг нее образуется столб обожженного грунта. Этим способом можно закрепить грунт на глубину до 15 м. Цементацией закрепляют гравелистые и рыхлые песчаные грунты. Для этого через инъекторы нагнетают в грунт водоцементный раствор.

Строительные свойства грунтов в значительной степени зависят от влажности. При отрицательных температурах вода в грунте замерзает и вызывает пучение, вздутия, которые весной после оттаивания грунта опадают. Пучения могут поднимать фундаменты легких малоэтажных зданий. В результате подъема пучинистых грунтов зимой и опускания весной в здании появляются трещины, нередко нарушающие его нормальную эксплуатацию. Вода изменяет свойства грунтов, снижает их несущую способность. Грунтовые воды, просачиваясь через пол и стены подвала торгового здания, могут нанести большой материальный ущерб. Поэтому при строительстве здания торговли и общественного питания важно выявить уровень грунтовых вод.

Основным источником грунтовой воды служат атмосферные осадки, просачивающиеся сквозь водопроницаемые слои. Достигая водонепроницаемого слоя (водоупора), вода течет по его уклону. Если на пути к водоупору вода встречает местные включения глинистого грунта, то она отчасти в них задерживается. Химически чистой воды в природе нет. Вода атмосферных осадков, проникая в грунт, наполняется газами и растворами органических и неорганических веществ. Некоторые водные соединения образуют кислоты и щелочи, разрушающе действующие на бетонные фундаменты и основания. Такая грунтовая вода называется агрессивной.

Соприкасаясь со стенами подвалов, вода проникает в них и разрушает конструкции здания. Сырые стены нарушают тепловой обмен в помещениях, вызывают порчу продуктов и товаров, хранящихся в подвалах. Надежную защиту от грунтовых вод следует обеспечить при возведении здания. Для гидроизоляции стен здания прежде всего необходимо обеспечить отвод поверхностных вод от стен путем устройства вокруг здания отмостки или тротуара шириной не менее 1 м с уклоном 0,02 — 0,05 в сторону от здания. Вдоль края тротуара или отмостки устраивают лоток для отвода воды в водосток. Тротуары и отмостки покрывают асфальтом или бетоном, уложенным по щебеночной подготовке. При водопроницаемых грунтах под отмостку дополнительно укладывают слой жирной трамбованной глины толщиной не менее 15 см. Вертикальную поверхность стен защищают жесткой или пластичной гидроизоляцией (рис. 1).

Жесткую изоляцию в виде слоя цементной штукатурки в 2…3 см применяют при маловлажных грунтах. Изоляцию наносят после окончания кладки, так как при осадке здания в цементной штукатурке появляются трещины, которые при эксплуатации недопустимы. Пластичная изоляция бывает двух видов — обмазочная и оклеечная. Обмазочная изоляция выполняется из слоя битума, нанесенного на изолируемую поверхность. Оклеечную изоляцию делают из гибких рулонных кровельных материалов — рубероида, пергамина, толя, гидроизола, приклеиваемых горячими мастиками на поверхность стены.

Для того чтобы грунтовая капиллярная влага не поднималась вверх по стене, на уровне пола подвала и в цоколе устраивают горизонтальную гидроизоляцию. В бесподвальных зданиях горизонтальный гидроизоляционный слой прокладывают в цоколе на 15…20 см выше уровня тротуара или от- мостки (см. рис. 1, а — в).

При интенсивном воздействии грунтовых вод на поверхность ограждения, рулонный ковер защищают кирпичной стенкой толщиной в */2 кирпича. При уровне грунтовых вод выше уровня пола подвала стены покрывают жесткой изоляцией в виде цементно-песчаной штукатурки, наносимой под давлением. Такое покрытие называют торкретирование. При большом напоре грунтовых вод пол и стены подвала или отдельного углубления (приямка) защищают сплошной рубашкой из стального листа. Такая изоляция очень дорога и трудоемка и предусматривается в проекте тогда, когда ее экономическая целесообразность подтверждается сравнением с другими дренажа, искусственного водопонижения, планировку территории с целью отвода грунтовых вод, а самое главное, вынос пола подвала выше уровня грунтовых вод.

Зимой вода, содержащаяся в грунте, замерзает, расширяется и выпучивает фундамент кверху.

Рис. 1. Гидроизоляция стен: а — наружная стена при уровне грунта выше пола; б — то же, при уровне грунта ниже пола; в — внутренняя стена; г — подвальная стена; 1 — вертикальная изоляция; 2 — горизонтальная изоляция

Поэтому естественные основания фундаментов должны находиться ниже линии промерзания грунта. Если фундамент заложен на глубину, меньшую глубины промерзания, то периодическое замерзание и оттаивание грунта может служить причиной разрушения фундаментов. Глубина промерзания грунтов в разных районах страны различна: для Москвы-120 см, Киева и Минска-90, Новосибирска — 220 см. Глубина промерзания грунтов для различных районов нашей страны приведена на специальной карте в строительных нормах и правилах.

Если в здании имеется подвал, глубина заложения фундамента назначается не менее чем на 0,5 м ниже уровня земли под полом подвала. Глубина заложения подошвы фундаментов может быть различной в зависимости от уклона поверхности земли, разной несущей способности грунтов под отдельными частями здания, высоты подвальных помещений. В таких случаях в месте примыкания фундаментов надо довести фундамент более мелкого заложения уступами до отметки заложения глубокого фундамента. Рекомендуемые размеры уступов: высота—0,5 м и длина — 1 м. Расстояние между соседними фундаментами разного заложения должно быть не менее угла естественного откоса. Угол естественного откоса образуется грунтом, отсыпанным с горизонтальной поверхностью. Если эти условия не могут быть соблюдены, то необходимы особые мероприятия против возможной осадки и выпирания грунта из-под менее заглубленного фундамента.

По форме фундаменты делят на сплошные, ленточные, столбчатые и свайные, по способу сооружения — сборные и монолитные. Фундаменты выполняют из железобетона, бетона, бутового камня и полнотелого кирпича. Наиболее распространены ленточные и столбчатые фундаменты.

Сплошные фундаменты устраивают при больших нагрузках и относительно слабых грунтах в виде бетонной плиты под всем зданием. Плита, распределяя нагрузки здания на большую площадь, оказывает незначительное давление на основание и выравнивает осадку.

Ленточные фундаменты сооружают, как правило, из сборных бетонных блоков. Сборные фундаменты на 15…20% дешевле монолитных, на их сооружение требуется в 3…4 раза меньше трудозатрат. Сборные элементы ленточных фундаментов изготовляют двух типов — блоки-подушки и стеновые блоки (рис. 9). Для экономии материалов в стеновых блоках устраивают пустоты. Блоки-подушки укладывают на выровненную поверхность основания или на песчаную подготовку толщиной 10… 15 см вплотную или на расстоянии друг от друга с заполнением промежутков плотно утрамбованным грунтом. Блоки монтируют с перевязкой швов на цементном растворе. Применение прерывистых фундаментов дает возможность снизить их стоимость на 15…20%.

Столбчатые фундаменты устраивают под отдельные опоры зданий или под стены. При возведении здания на столбчатых фундаментах стены опираются на железобетонные фундаментные балки, уложенные на 15…20 см ниже поверхности спланированной земли. Столбчатые фундаменты под колонны состоят из подколонника, имеющего постоянное горизонтальное сечение, и башмака с переменным горизонтальным сечением, увеличивающимся от подколонника к подошве уступами.

Уступы выполняют с соотношением вертикальных и горизонтальных граней 1:1.

Сборные фундаменты изготавливаются на заводе. По форме они такие же, как столбчатые фундаменты, но имеют в подколоннике или башмаке гнездо (стакан), в которое устанавливается колонна. Закрепляется колонна в фундаменте путем заполнения зазоров между колонной и стенами стакана бетоном класса В15 на мелком гравии. Для увеличения опорной площади башмаки устанавливают на фундаментные плиты или блоки-подушки, уложенные в несколько рядов по высоте (рис. 3). При глубоком заложении фундаментов для упрощения работ, экономии материалов и снижения стоимости устраивают песчаную подушку из чистого песка средней крупности. Песок утрамбовывают слоями по 20 см до тех пор, пока понижение поверхности грунта от одного удара трамбовки не достигнет 0,5… 1 см. В некоторых случаях рационально устройство до определенной высоты столбчатого бутового или буто-бетонного фундамента, на который устанавливают сборные железобетонные фундаменты стаканного типа.

Рис. 2. Элементы сборных фундаментов

Свайные фундаменты применяют при слабых грунтах, высоком уровне грунтовых вод, а также вместо ленточных фундаментов в бесподвальных зданиях высотой в 3…5 этажей (короткие сваи). Назначение сваи (стержня, погруженного в грунт) — опереть здание на плотные слои грунта, находящиеся на большой глубине (сваи-стойки), или передать это давление за счет силы трения на все слои, через которые проходит свая (висячая свая).

Отдельные сваи связывают вверху балками, называемыми ростверками.

При индустриальном строительстве свайные фундаменты выполняют из сборных железобетонных свай с поперечным сечением от 20 х 20 до 40 х 40 см и длиной 5…24 м. Сваи забивают в грунт свайными молотами, копрами. Применяют и другие способы погружения — вибрирование, завинчивание.

Рис. 3. Сборный фундамент двух рядов плит и стакана: 1 — плита; 2 — стакан

Сваи не только передают нагрузку на грунт, но и уплотняют его. Для уплотнения слабых грунтов с целью повышения их расчетного сопротивления применяют так называемые песчаные и грунтовые сваи. В слабый грунт забивают металлическую трубу и постепенно слоями заполняют ее песком (песчаная свая) или грунтом (грунтовая свая), а затем ее извлекают из грунта. Песчаными сваями можно повысить расчетное сопротивление грунта в среднем в 2…3 раза, а грунтовыми – до 40%.



Фундамент - Типы фундаментов домов

Разделы

Содержание блога

Содержание сайта.


Другое

Статьи по теме "Фундамент"