Виды фундаментов глубокого заложения

ФУНДАМЕНТЫ НЕГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Различают фундаменты неглубокого заложения, свайные фундаменты и фундаменты глубокого заложения (опускные колодцы, кессоны).

Общие положения

Фундаменты неглубокого заложения выполняются в заранее вырытых траншеях или котлованах глубиной до 5 м (чаще всего глубина заложения таких фундаментов составляет 1—3 м). Можно выделить следующие типы фундаментов неглубокого заложения: ленточные фундаменты под стены или под ряды колонн; отдельные фундаменты под колонны или стены в комбинации с фундаментными балками; сплошные — выполненные в виде плиты под всем зданием или сооружением; массивные фундаменты под башни, мачты и т.п. (рис. 12.1).

По материалу фундаменты выполняются железобетонными (сборными или монолитными), бетонными, бутобетонными, бутовыми.

Глубина заложения фундамента

Глубина заложения фундамента d] (расстояние от отметки планировки до подошвы фундамента) обычно назначается с учетом:

• геологических и гидрогеологических условий площадки строительства;
• климатических особенностей района строительства (глубины промерзания);
• конструктивных особенностей зданий и сооружений.

При назначении глубины заложения фундамента должны также учитываться особенности приложения и величины нагрузок, технология производства работ при возведении фундаментов, материалы фундаментов и другие факторы.

Минимальная глубина заложения фундаментов при строительстве на дисперсных грунтах принимается не менее 0,5 м от поверхности планировки. При строительстве на скальных грунтах достаточно бывает убрать только верхний, сильно разрушенный слой — и можно выполнять фундамент.

Рис. 12.1. Фундаменты мелкого заложения: а) ленточный; б) отдельный под колонну; в) отдельный под стену; г) в виде сплошной плиты; д) массивный под доменную печь;

• 1 — фундаментные блоки; 2 — фундаментная подушка;
• 3 — фундаментная балка (рандбалка); 4 — огнеупорный бетон;
• 5 — шамотный кирпич; 6 — железобетон; 7 — подготовка

Влияние геологических и гидрологических факторов

При определении глубины заложения фундамента стремятся, чтобы подошва фундамента передавала нагрузку на относительно прочные грунты, расположенные выше уровня грунтовых вод. Как уже отмечалось, не рекомендуется опирать фундаменты на рыхлые пески, текучие и текучепластичные глинистые грунты, грунты с большим количеством органических веществ (торфы, лессы и т.п.), неуплотненные насыпные грунты и др. Если прочные грунты находятся глубоко, часто рациональным бывает принять свайные фундаменты, фундаменты в виде сплошной плиты или изменить основание: произвести укрепление грунтов или их замену.

Назначая глубину заложения фундамента, следует учитывать положение уровня грунтовых вод, его сезонные колебания, направление движения грунтовых вод, степень их агрессивности по отношению к фундаментам и основаниям. В случае если грунты слабые или фундамент расположен ниже уровня грунтовых вод, резко усложняется производство работ и возрастает стоимость фундамента.

Когда необходима закладка фундамента на большую глубину

Необходимость обустройства оснований глубокого заложения возникает в следующих случаях:

При проведении строительных работ в сложных грунтовых условиях;

Если на месте строительства преобладают несвязные, низкоплотные грунты, возводить дом на такой почве, особенно если это тяжелое кирпичное строение, категорически противопоказано. Вес здания, оказывающий на фундамент вертикальную вдавливающую нагрузку, станет причиной его усадки.

Рис.:  Результат неравномерной усадки фундамента

Усадка может быть равномерной либо неравномерной. При равномерной усадке здания дом может просесть на 10-20 сантиметров вглубь почвы, при неравномерной — просядет только одна из его сторон, но в результате такой деформации произойдет растрескивание стен, цоколя и фундаментной ленты, искривление дверных и оконных проемов, что приведет к аварийному состоянию дома.

Совет эксперта! При обустройстве фундаментов глубокого заложения на проблемных грунтах верхний низкоплотный слой почвы вскрывается, и основание опирается на глубинный пласт почвы, обладающий гораздо большей плотностью и несущей способностью, что позволяет свести риск усадки фундамента к минимуму.

Пучинистость грунта — склонность почвы к изменению своих объемов в результате замерзания грунтовых вод. Силы пучения начинают воздействовать на основание дома в холодное время года, когда грунт промерзает и влага, которой он пропитан, превращается в лед.

При переходе влаги из жидкого в твердое состояние происходит увеличение ее объема на 5-10% от первоначального, что связано с разной номинальной массой одного кубометра воды и льда.

Увеличившийся в объеме грунт начинает расширяться во все стороны. Поскольку нижние пласты почвы обладают высокой плотностью и механическая нагрузка не оказывает на них никакого влияния, у пучинистой почвы остается только одно направление движения — вверх. Она давит на расположенный в грунте фундамент, в результате чего происходит его выталкивание и деформация.

Рис. :  Воздействие вертикальных и касательных силу пучения на фундамент

Совет эксперта! При проектировании фундаментов глубокого заложения основным фактором их расчета выступает глубина промерзания почвы — если основание заложено ниже этой глубины, оно не подвергается воздействию вертикальных сил пучения (давящих на опорную подошву фундамента), а оставшееся касательное воздействие эффективно нивелируется с помощью обсыпки стенок фундамента непучинистыми материалами (песком и гравием).

Рис.:  Виды обратной засыпки ленточных фундаментов разных типов

При строительстве зданий с подвальным этажом.

Глубоко заложенные фундаментные ленты являются не только опорой дома, но и могут эксплуатироваться в качестве стен для цокольного этажа или подвала. Возведение подавала, при обустройстве фундамента глубокого заложения, не сильно увеличивает расходную смету проекта, поскольку дополнительные затраты связаны лишь с откопкой котлована под подвальное помещение и бетонированием его пола.

Как строится ленточное глубинное основание

На примере ленточной конструкции посмотрим, как осуществляется глубокое заложение фундамента.

Для возведения таких опор нужно предварительно провести дополнительные работы. Это нужно для подготовки будущей площадки. После этого можно приступить к разметочным работам. Это можно просто сделать при помощи метода с колышками и веревкой. Считается, что размечать необходимо по две линии. После успешного окончания разметки выполняют земельные работы. Здесь вся задача состоит в траншее необходимой глубины.

Зачастую, глубина зависит от грунта, глубины грунтовых вод и глубины промерзания. Она должна рассчитываться исходя из степени необходимости в серьезных несущих качествах. Если здание тяжелое, а грунт более слабый, то глубина должна быть большой. Для определения ширины следует рассчитать несущие свойства грунтов. В итоге вырывается необходимая траншея.

Монтаж армированного столба

Следующий этап включает в себя опалубку. Она может быть изготовлена как своими руками, так и использовать промышленный вариант. Опалубка, которая изготавливается самостоятельно, чаще всего из дерева. Снаружи ее необходимо закрепить при помощи откосов. Их можно изготовить из арматуры или из реек.

Внутри получившегося сооружения забиваются небольшие гвозди. Технология предусматривает их на определенной высоте от нижних краев. От этой высоты будет зависеть высота опоры. Нужно постараться максимально защитить такую основу от излишней влаги.

Затем – этап армирования. Это необходимо делать при помощи стальной арматуры с ребрами. Этот этап выполняется в два пояса. Затем пояса будут скреплены между собой арматурной проволокой. И верхний и нижний пояс должны состоять из сетки. Это несколько прутков, которые укладываются параллельно. Скрепляются они при помощи перемычек. На эти перемычки закрепляют стойки, которые затем снова крепятся на перемычки, но уже верхнего пояса.

Теперь осталось только выполнить работы по заливке бетона. Опытные строители рекомендуют выполнять эту работу за один раз. Если по каким-то причинам это невозможно, тогда не стоит выполнять заливку горизонтально слоями, а применить способ вертикальных частей. Так, система разбивается на части при помощи щитов.

В итоге конструкция будет прочной и надежной. Если грунты будут двигаться, то основа с горизонтальным швом может расслоиться. После того, как одна часть бетона будет залита, необходимо провести утрамбовку. Это можно выполнить постукиванием по опалубке.

После заливки делают гидроизоляцию по всей плоскости. Прежде чем это делать, выполняется тонкая стяжка на краю. Ее задача – выравнивание плоскости ленты. Для гидрозащиты подойдёт или рубероид или же полиэтилен.

Наконец, можно перейти к заключительному этапу. Здесь снимают опалубку. Это можно делать лишь после того, как бетон застыл. Обратная засыпка выполняется грунтом более высокого качества. Она производится по всей длине и максимально равномерно. Слой засыпки должен не превышать 40 см.

Так, все работы не настолько сложны и трудоемки, но в результате получится максимально надежная, прочная и эффективная опора, на базе которой можно построить даже самые тяжелые здания.

Выбрать подходящий вариант в каждом конкретном случае можно лишь исходя от типа того или иного грунта, объема бюджета и многих других параметров. Если выполнять все работы строго по технологии, надежность гарантирована.

Комбинированный ленточный фундамент

Под комбинированным НЗЛФ подразумевают основания столбчатого типа — лента устанавливается на вкопанные столбы, сборно-монолитный — часть ленты выполняется из блоков ФБС, а часть заливается бетоном при помощи опалубки. Для небольших строений использование комбинированных вариантов нецелесообразно.

Устройство незаглубленного ленточного фундамента: инструкция от А до Я

Специфических нормативных документов по монтажу незаглубленного ленточного фундамента не существует. При устройстве НЗЛФ сборного или монолитного типа необходимо руководствоваться технологической картой ТК «Устройство мелко заглублённого ленточного железобетонного фундамента» и СНиП 3.02.01-87.

Пошаговая инструкция по монтажу монолитного незаглубленного ленточного фундамента:

Определение величины заглубления фундамента

Схема армирования ленточного фундамента.

Для расчета глубины закладки основания здания потребуются несложные исследования грунта участка и вычисление значимых параметров.

С использованием нормативного показателя рассчитывается глубина промерзания почвы на участке с учетом режима отопления здания по формуле: Df=k×Dfn, где:

• Dfn – нормативная глубина промерзания;
• Df – расчетная глубина промерзания;
• Kn – коэффициент, учитывающий режим отопления здания (СНиП 2.02.01-83).

Далее следует определить свойства грунта в месте, где будет заложен ленточный фундамент. На участке выкапывается шурф и берутся образцы почвы.

Тип грунта можно установить, размяв его в ладони и скатав в виде шнура

Затем попытайтесь придать образцу форму кольца и обратите внимание на его пластичность:

Схема заливки ленточного фундамента.

• если кольцо сохраняет целостность – почва глинистая;
• если распадается на фрагменты – это суглинок;
• кольцо, рассыпающееся при сворачивании – грунт состоит из супеси.

Если определение типа грунта вызывает затруднение, лучше обратиться к специалисту.

Затем необходимо определить, какова глубина залегания грунтовых вод в месте, где будет заложен ленточный фундамент. Пробуривается скважина на глубину 2,5-3 м. В нее опускается пластиковая или металлическая труба, чтобы в скважину не осыпался грунт. Уровень воды измеряется в разное время года. Измерения проводятся, чтобы определить, поднимаются ли грунтовые воды выше 2 м до глубины промерзания почвы.

С использованием полученных данных (расчетная глубина промерзания, вид грунта, уровень грунтовых вод) и таблицы 2 СНиП 2.02.01-83 определяется требуемая глубина закладки фундамента.

Если уровень грунтовых вод ниже глубины промерзания почвы более чем на 2 м, ленточный фундамент закладывается на глубину, зависящую от состава грунта:

• гравелистые, средние и крупные пески – 0,5 м;
• супеси и мелкие пески – не менее 0,5 м;
• глины, суглинки, крупнообломочные грунты – не менее 0,5 Df.

Когда грунтовые воды находятся ближе 2 м от глубины промерзания грунта (Df), фундамент закладывается на глубину не менее величины Df.

Полезные советы

1. Если используется технология утепления пенополистеролом, теплоизоляционный слой необходимо поверху обработать клеем для отделочных работ. Это позволит утеплителю сохранить свои эксплуатационные характеристики на более длительный промежуток времени.
2. Для повышения защитных функций основания дома рекомендуется дополнительно произвести утепление отмостики. При этом работу следует произвести по всему периметру здания. Материал может использоваться любой, включая пенополистирол.
3. Укладывать утеплитель следует только после обустройства подушки отмостки и дренажа, а также укладки гидроизоляционного материала.
4. Сверху утеплителя обязательно следует делать бетонную стяжку. В качестве альтернативы может применяться укладка тротуарной плитки.
5. Если строительство здание было произведено на грунте, характеризующемся большой глубиной промерзания, настоятельно рекомендуется позаботиться о дополнительной защиты теплоизоляционного слоя от разного рода повреждений механического характера. Наилучшим образом с этой целью подойдет кирпичная кладка поверх пенополистирольного утепления.
6. Утепление должно производиться для всех видов фундамента, независимо от типа грунта, на котором осуществлялось строительство дома.
7. Без наличия определенного строительного опыта настоятельно не рекомендуется заниматься утеплением фундамента собственными силами. В подобной ситуации лучшим решением окажется обращение к опытным профессионалам, отлично знающим свое дела и способным выполнить работу любой степени сложности в максимально короткие сроки.

При выборе компании для утепления основания следует обращать внимание не только на ее опыт работы в соответствующем секторе рынка, но и на отзывы со стороны уже состоявшихся клиентов

СНИП по фундаментам для малоэтажного строительства

Что понимается под малоэтажным строительством

Давайте, сначала определим, что называется малоэтажным строительством.

Согласно СНиП 31-02-2001 и СНиП 2.07.01-89 к ним можно отнести три вида сооружений:

1. индивидуальный дом до 3-х этажей (коттеджи);
2. сблокированные коттеджи до 3-х этажей (таунхаусы);
3. секционные многоквартирные дома до 3-4-х этажей.

Все три вида объединяет следующее:

• наличие индивидуальных земельных участков;
• отсутствие лифта и центрального мусоропровода, упрощение инженерии;
• небольшое вертикальное давление позволяет свести к минимуму земляные и фундаментные работы.

При строительстве малоэтажных зданий стоимость работ по нулевому циклу может превышать 30% от стоимости общестроительных работ в зависимости от физических свойств грунта на участке и климатических условий региона

Это повышает важность выбора типа фундамента в каждом конкретном случае

Условия, которые необходимо учитывать при выборе типа фундамента

Для выбора типа фундамента необходимо учитывать следующие данные:

1. нагрузку от строения;
2. конструкцию подземной части (лёгкий дом с подвалом может не только просесть, но и «всплыть»);
3. уровень грунтовых вод;
4. глубину промерзания в районе застройки (в средней полосе она составляет 120-130 см);
5. физические свойства грунтовых масс в пятне застройки.

Виды фундаментовпод малоэтажные строения

Основные виды фундаментов под малоэтажные зданияможно разделить на два типа:

1. мелкого заложения – сплошная платформа, столбчатые и ленточные фундаменты с заглублением не менее 50 см;
2. глубокого заложения – столбчатые фундаменты, сваи, ленточные фундаменты с заглублением более глубины промерзания.

Сплошная платформа – это монолитная ж/б плита под всю площадь здания, которая своей жесткостью перераспределяет все напряжения, возникающие под строением. Метод не из дешевых из-за большого объема земляных работ и стоимости стройматериала. Применяется в основном на сложных грунтах и при небольшой площади здания.

Ленточные фундаменты мелкого заложения применяют на непучинистых грунтах (пески) в зданиях без подвальных помещений. Это сравнительно дешевый вариант, но ограничен в применении.

Ленточный фундамент глубокого заложения выполняется в монолитном, сборном и комбинированном варианте по периметру здания и под несущими стенами. Это более затратный вариант. Его целесообразнее использовать при устройстве подвалов или цокольного этажа. Этот вариант хорошо вписывается в любой ландшафт.

Столбчатые фундаменты могут быть как мелкого, так и глубокого заложения. Столбы устанавливаются по углам здания в местах пересечения несущих стен и между угловыми столбами для уменьшения пролета до 2-х метров. Больший пролет ведет к увеличению нижней ступени фундамента и усилению рандбалки, в малоэтажном строительстве это экономически невыгодно.

Столб может быть прямой или ступенчатый, сборный или монолитный. Более экономный – ступенчатый.Заливается в 2-3 приема, в зависимости от размера подошвы, с уменьшением размера на каждом приеме.

Рандбалки могут быть металлическими, ж/бетонными, под деревянное здание можно использовать брус.

Вывод: между архитектурно-планировочным решением малоэтажного дома, конструкцией нулевого цикла, механическими свойствами грунта, уровнем грунтовых вод наблюдается явная зависимость.

1. Если участок имеет большой перепад по высоте, то разумнее применить ленточный фундамент глубокого заложения или винтовые сваи с ж/б ростверком.
2. Для участков с высоким уровнем грунтовых вод (выше 150 см) лучше выбрать свайный вариант.
3. В случае если архитектурно-планировочным решением предусмотрен подвал или цокольный этаж, то выбирать надо ленточный фундамент глубокого заложения. Но необходимо учесть, что высокий уровень грунтовых вод и сезонная верховодка потребуют более сложных и дорогостоящих решений по гидроизоляции подземной части.
4. Фундаменты мелкого заложения более экономичны, но не пригодны на пучинистых грунтах, а также имеют более низкую температуру в подпольном пространстве (последнее касается и свайных фундаментов).
5. В районах с вечной мерзлотой надо думать не о пучении грунтов, а об оттаивании основания в тёплый период года.

Главное, помните: каждый конкретный случай рассматривается особо. Красота фасада, дорогое заполнение проемов, новые кровельные материалы – всё это держится на правильно выбранном Вами фундаменте.

ФЗГ на железобетонных и стальных сваях

Железобетонные сваи изготавливаются в заводских условиях или на специально оборудованных полигонах.

В зависимости от поперечного сечения различаются:

• квадратные;
• прямоугольные;
• круглые сваи сплошные и с открытой внутренней полостью.

Армирование свай может быть:

• ненапрягаемой арматурой;
• с предварительным напряжением (проволока, стержни или продольные пряди).

Сваи сплошного сечения армируются с усилением острия и головы. На головной части армирование усиливается шагом спирали 5 см. Острие выполняется в виде изогнутых продольных стержней, к которым приваривается центральный стержень, выступающий из тела сваи, шаг спирали на участке, прилегающем к острию, также 5 см.

Стальные сваи применяются редко. В основном в следующих случаях:

• необходимость погружения на глубину более 20 м в труднопроходимых грунтах;
• сооружение опор на глубоких болотах;
• при трудностях с доставкой железобетонных свай по местным гидрологическим условиям.

Их изготавливают из стальных цельнотянутых труб, сваренных двух швеллеров, шпунтин коробчатого профиля или двутавров.

Забивку свай производят с использованием различных агрегатов (стационарные копры, копровые самоходные установки на базе экскаваторов, тракторов и автомобилей, плавучие и самоходных краны), оснащённых дизельными молотами и подвесными стрелами. А также вибропогружателями.

Особый вид, винтовые сваи, состоят из стальной трубы с острым литым или приваренным наконечником, на которую наварены лопасти.

Они вкручиваются кабестанами, это гарантирует отсутствие вибраций и слабый шум, что важно при строительстве в городской черте и вблизи подземных коммуникаций. Применяются только в качестве свай-стоек, так как у них довольно гладкая боковая поверхность небольшой площади, кроме того соприкосновение осуществляется в грунтах, разрыхлённых свайным шнеком

Применяются только в качестве свай-стоек, так как у них довольно гладкая боковая поверхность небольшой площади, кроме того соприкосновение осуществляется в грунтах, разрыхлённых свайным шнеком.

Сверху сваи объединяются высоким или низким ростверком, отдельными лентами или сплошной плитой.

Выбираем глубину и ширину

Глубина погружения ленты определяется уровнем промерзания почвы. Это табличное значение, различающееся в зависимости от географического расположения региона. Отыскать нужные данные можно в таблицах СНиП. Ширина ленты рассчитывается исходя из ожидаемой нагрузки.

При этом, нередко возникает ситуация, когда расчетная ширина оказывается меньше толщины несущих стен. По правилам ширина фундамента должна превышать толщину стен на 100 мм, поэтому расчетное значение увеличивают.

ВАЖНО!

Расчет фундамента — сложная и ответственная задача, которую настоятельно не рекомендуется выполнять без необходимой подготовки. Появление ошибок неизбежно, а последствия от них могут оказаться катастрофическими.

Выбор марки бетона обусловлен величиной нагрузок на основание и несущей способностью грунта. Наиболее распространены марки бетона М200 (для легких построек), М250-М300 (средние и тяжелые здания), М250 (массивные многоэтажные дома).

Применение более тяжелых марок бетона — М 400 или М500 характерно для зданий до 20 этажей или ответственных массивных сооружений с высоким уровнем нагрузок на основание.

В качестве арматуры используются металлические оребренные стержни толщиной 12-16 мм (рабочие) и гладкие вспомогательные прутки меньшей толщины, служащие для поддержки рабочих стержней до момента заливки бетона.

Выводы

Сведем в таблицу полученные варианты расчета столбчатых фундаментов

Как видно, результаты по ручному расчету не сильно отличается от результатов ФОК Комплекс, но при ручном вычислении, мы я не проверял на продавливание, на ширину раскрытия трещин и т.д., а при необходимо посчитать большое количество фундаментов (столбчатых, ленточных, на свайном основании), ручной расчет становится громоздким. Ручной расчет я использую, если нет под рукой программ или необходимо проверить полученные результаты по программе. Использование бесплатных программ возможно, но желательно чтобы они выдавали развернутые результаты, а платные программы должны быть сертифицированными. На данные момент ФОК Комплекс помогает производить расчет фундаментов, сразу введя весь план фундаментов (разных типов), но и выдать чертежи.

Список использованной литературы