Устройство фундаментов мелкого заложения

Устройство фундаментов мелкого заложения

Мелкозаглубленные фундаменты не подвержены ни линейной, ни касательной деформации, провоцируемой пучением грунта. Поэтому основания такой конструкции пользуются особым спросом не только у владельцев участков со сложным грунтом. Такие основания закладывают в проект все архитекторы, занятые разработкой каркасных, дачных и малоэтажных строений. Ведь низкий вес самого дома не может нивелировать пучение даже относительно устойчивых грунтов.

Типовое устройство фундаментов под мелкое заглубление предполагает, что в основе конструкции основания всегда находится монолитный каркас, объединяющий все элементы: от опор до ростверка. Ведь только такой  фундамент может противостоять, как постоянным (вес строения,) так сезонным (деформация пучения) нагрузкам.

В итоге, в качестве оснований, пригодных под мелкое заложение можно использовать следующие типы конструкций фундаментов:

Ленточный вариант.
• Столбчатый вариант.
• Монолитную плиту.

В целом, любой тип основания построен на базе жесткого каркаса, выполненного в виде монолитного цоколя (полый – в случае ленточного фундамента, цельный – в случае плиты) или монолитного ростверка с интегрированными в его структуру вертикальными опорами (столбами).

Причем габариты каждого типа основания определяет только прочностной расчет фундаментов мелкого заложения, который основан на подборе, исходя из веса строения, оптимальной площади контакта основания с почвой. И хотя  максимальная площадь контакта означает минимальное давление, излишние габариты фундамент приведут к неоправданному увеличению сметы.

Поэтому, и прочностные расчеты, и архитектурное проектирование, и конструкция фундаментов мелкого заложения должны быть оптимизированы и взаимоувязаны. Проще говоря: вес дома должен соответствовать площади основания.

Фундаменты глубокого заложения. Когда необходим фундамент глубокого заложения

Фундамент глубокого заложения (ФГЗ) представляет собой конструкцию, опорная подошва которой размещена ниже границы промерзания земли. Средняя глубина закладкии- 2 м, при монтаже свайных оснований она может доходить до 15 и больше метров.Фундаменты глубокого заложения предназначены для строительства зданий любой этажности, в зависимости от грунтовых условий на таких оснований возводятся как 1-3 этажные постройки из кирпича и дерева, так и многоэтажные сооружения.

Рис. 1.1 : Карта глубины промерзания грунтов России

Необходимость в использовании данных фундаментов возникает при строительстве зданий на пучинистых грунтах. Пучение - это выталкивающая нагрузка, которую почва оказывает на расположенную в ней конструкцию. Причиной пучения является сезонное замерзания грунтовых вод, которые при кристаллизации расширяются, вследствие чего грунт увеличивает свой объем и давит на основание.

Подробнее про пучение: Пучение грунта

Существует два вида сил пучения - вертикальные и касательные. Последние воздействуют на стенки фундамента, в результате трения с горизонтальными поверхностями расширяющейся почвы. Вертикальные воздействия работают на подошву основания снизу-вверх, давление от таких нагрузок, в сравнении с касательными, значительно больше.

Рис. 1.2 : Схема воздействия пучения на фундамент

Важно : за счет того, что опорная подошва фундаментов глубокой закладки расположена ниже границы промерзающей почвы, она не испытывает вертикального пучения, а действующие на ФГЗ касательные силы, уравновешиваются давлением, исходящим от веса постройки, и не причиняют основанию никакого вреда.

В отличие от ФГЗ ленточного и плитного типа, свайные фундаменты применяются для возведения домов в слабых грунтах. Поверхностный пласт почвы любого строительного участка представлен низкоплотным, сжимаемым слоем грунта, при передаче на него нагрузок от массы здания может произойти осадка сооружения.

Подробнее про осадку фундамента : Осадка фундамента

Рис. 1.3 : Схема работы свай в грунте

Сваи, которые опускаются в почву на глубину 6-15 метров, переносят вес сооружения на несжимаемый пласт глубинного грунта, грузонесущих качеств которого достаточно для строительства тяжелых капитальных сооружений из бетона или кирпича.

Лента мелкого заложения. Глубина заложения фундамента

Чтобы правильно запроектировать опору под здание, необходимо подобрать глубину заложения. Для данного типа ленты она практически на всей территории страны будет выше, чем глубина промерзания почвы, что повышает риск повреждения конструкции силами морозного пучения.

Морозное пучение — это явление, когда вода в почве замерзает и увеличивается в объеме. При этом лента фундамента деформируется и подвергается дополнительным нагрузкам. По конструкции начинают идти трещины. Именно поэтому выше было сказано о том, что мелкозаглубленный фундамент преимущественно используется для непучинистых грунтов.

Таблица расчетной глубины заложения фундамента

Глубину заложения определяют в зависимости от промерзания, которое высчитывается по СН «Основания и фундаменты» или находится по таблицам. Минимальная глубина заложения:

• при промерзании на глубину менее 2м — 50см;
• при промерзании менее 3м — 75см;
• при промерзании более 3 м — 100см.

Также важно учитывать расположение грунтовых вод. Если вода располагается ближе, чем на 2 мера от предполагаемой отметки подошвы, а на грунты на участке относятся к глинистым, суглинистым, супесям, мелким или пылеватым пескам, правильно будет сделать выбор в пользу заглубленного фундамента с дренажной системой.

Также нормативные документы предписывают выбирать глубину заложения фундаментов дома из газобетона не менее чем ½ от промерзания для глин и суглинков при глубоком расположении воды.

Это вызвано повышенной пучинистостью такого типа грунта.

Плитные фундаменты мелкого заложения. Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях.

Фундаменты на естественном основании. Область применения, конструктивные особенности, классификация. Инженерно-геологические изыскания и их оценка. Принципы проектирования.

Фундаменты – это подземная или подводная часть сооружения, воспринимающая нагрузки от вышерасположенных конструкций и передающая их на основания.

Фундаменты можно разделить на разновидности: фундаменты мелкого заложения на естественном основании, свайные фундаменты и фундаменты глубокого заложения .

Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях.

Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях называют такие фундаменты, которые сооружают в открытых котлованах глубиной не менее 5-6 м. Основное требование к фундаментам — их достаточная прочность , долговечность , морозостойкость , стойкость против агрессивного воздействия подземных вод .

Фундамент должен иметь такие размеры, чтобы среднее давление по подошве (под подошвой) фундамента не превосходило расчетного сопротивления грунта основания. Кроме того, расчетные значения абсолютных осадок и разностей осадок между отдельными фундаментами одного сооружения не должны превосходить установленных нормами проектирования предельных значений.

Для устройства фундаментов используют железобетон , бетон , бутобетон , бутовую кладку , иногда – цементогрунт .

Разновидности фундаментов мелкого заложения:

1) отдельные фундаменты под колонны в сочетании с фундаментными балками (рандбалками);

2) столбчатые фундаменты под кирпичные стены ;

3) ленточные фундаменты под кирпичные стены (непрерывные);

4) ленточные фундаменты под колонны ;

5) фундаменты из перекрестных лент под колонны ;

6) фундаменты в виде сплошной плиты ;

7) массивные фундаменты.

1). Отдельные фундаменты под колонны в сочетании с фундаментными балками (рандбалками) применяются обычно в промышленных зданиях при не слишком больших нагрузках на грунт, достаточно прочных и мало сжимаемых грунтах, гибкой схеме работы надземной части здания, когда колонна и ригели или колонна и ферма соединены шарнирно.

Различаются способом крепления фундамента с колонной.

Чаще всего:

а) замоноличивание (мелкие колонны) (рисунок 1:1).

Рисунок 1.1. 1 – бетон на мелком заполнителе не ниже класса бетона самого фундамента (не ниже В20); 2 – стакан;

б) большие колонны – без стакана, жесткий стык – сварка и стык замоноличивается бетоном.

Рисунок 1.2.

2). Отдельные фундаменты под кирпичную стену ( бесстаканные , столбчатые ). Применяются для малоэтажных зданий, при хороших грунтовых условиях, как правило, для частного индивидуального строительства.

Рисунок 1.3. Отдельный фундамент под кирпичную стену (бесстаканный, столбчатый)

Рисунок 1.4. Поперечные сечения столбчатых фундаментов

3). Ленточные фундаменты под кирпичные стены .

Ленточные фундаменты иногда называют непрерывными. Применяются при равномерной нагрузке от стен на грунт и постоянных вдоль стены грунтовых условиях (условие плоской деформации (l/b ≥ 10).

Изменение размеров глубины заложения возможно только на отдельных участках ограниченной длины. Участки, имеющие разные размеры фундаментов, отделяются осадочными швами .

Применяются при значительных нагрузках и достаточно слабых грунтах. Несущественно изменяют жесткость сооружения. Почти не работают на изгиб в продольном направлении (при большой жесткости стен).

Проектирование фундаментов мелкого заложения. 3 Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА. ВЫБОР ОТМЕТКИ ОБРЕЗА ФУНДАМЕНТА

Определение глубины заложения подошвы фундамента

Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность и деформации основа-ния, не превышающие предельных при условии нормальной эксплуатации.

Глубина заложения подошвы фундаментов должна определяться с уч том

:

назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения;

величины и характера нагрузок, воздействующих на основание;

инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований);

гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в про-цессе строительства и эксплуатации сооружений;

глубины сезонного промерзания грунтов.

При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется предусмат-ривать заглубление в несущий слой грунта не менее чем на 0,5 м, учитывая возможность наклонного расположения сло в.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта d_fn, если она принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонно-го промерзания грунтов под открытой, оголенной от снега поверхностью гори-зонтальной площадки. При отсутствии данных многолетних наблюдений нор-мативную глубину сезонного промерзания определяют на основе теплотехни-ческих расчетов. Для районов, где глубина промерзания менее 2,5 метра, нор-мативную глубину сезонного промерзания определяется по формуле

где М _t – коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений средне-месячных отрицательных температур за зиму в данном климатическом рай-

10

оне; d ₀ – глубина промерзания (см), зависящая от вида грунта, принимается равной: для суглинков и глин 23 см; супесей, песков мелких и пылеватых - 28 см; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 30 см; крупнообломоч-ных грунтов – 34 см.

При строительстве на суходоле минимальная глубина заложения подош-вы фундамента d_min=d_fn+0,25 м, но не менее 1 м. При возможности размыва грунта фундаменты мостовых опор должны быть заглублены не менее чем на 2,5 м от дна водотока после его размыва расч тным паводком.

Глубина заложения подошвы фундамента окончательно назначается при определении площади подошвы и проверке напряжений под подошвой фунда-мента.

Нормативную глубину сезонного промерзания также можно определить по схематической карте, где даны изолинии нормативных глубин промерзания для суглинков, т.е. при d ₀ = 0,23 м.

Ленточный фундамент. Пошаговая инструкция по строительству ленточного фундамента своими руками + основные ошибки при монтаже

Требования, предъявляемые к фундаменту, весьма высоки.

Прочность и надежность основания относятся к основным, но не единственным задачам, возлагаемым на опорные конструкции.

Ленточный фундамент способен выполнять свои функции в различных условиях, что подтверждено многовековыми исследованиями.

Высокая популярность ленты обусловлена оптимальным сочетанием несущей способности и экономичности, простоты и долговечности.

Основным достоинством считается возможность самостоятельного возведения.

Ленточный фундамент представляет собой сплошную замкнутую опорную конструкцию, расположенную под всеми внешними и внутренними несущими стенами. Фактически, это — заглубленный цоколь, способный выдерживать нагрузки от веса здания, давление грунта и прочие воздействия.

Существуют следующие разновидности ленточного фундамента :

• Монолитный. Представляет собой цельную отливку из железобетона, имеет максимальную прочность и несущую способность.
• Сборный. Лента строится из отдельных фрагментов или элементов — фундаментных блоков (ФБС), кирпича, природного камня и т.д. Эксплуатационные качества этого типа основания несколько ниже, чем у монолитной ленты.
• Комбинированный. Представляет собой сочетание ленточного основания с другим типом — например, свайно-ленточный. Позволяет получить опорные точки, на которых устанавливается несущий пояс.

Кроме того, существуют разновидности по :

• Незаглубленный. Создается на абсолютно неподвижных грунтах — скалах, прочных устойчивых почвах. Встречается крайне редко.
• Мелкозаглубленный. Используется для строительства на прочных почвах, не подверженных морозному пучению. Глубина заложения меньше уровня зимнего промерзания грунта.
• Заглубленный. Глубина заложения такой ленты несколько ниже уровня промерзания грунта. Используется для самых массивных и тяжелых построек, годится для большинства типов грунта и гидрогеологических условий.

Выбор подходящего типа обусловлен анализом всех условий участка — составом грунта, количеством и свойствами слоев, глубиной залегания почвенных вод и т.д.

Для каких построек он подходит

Ленточные основания являются надежной опорой для зданий из различных материалов:

• Дерево.
• Пено- и газобетон.
• Кирпич.
• Бетонные плиты.

Материал и количество этажей определяют вес здания, от которого зависят расчетные параметры ленты — степень заглубления и толщина. Наряду с особенностями грунта, параметры здания являются основным материалом для выполнения инженерных расчетов при проектировании.

как рассчитать глубину

ленточного фундамента зависит от типа основания. е сли планируется строительство варианта, то необходимо опираться на табличные данные снип, отображающие глубину промерзания грунта в данном регионе.

При строительстве мелкозаглубленного типа ленты учитывается состав грунта, наличие и глубина залегания грунтовых вод. К оптимальной глубине принято относить 0,75-1 м, но на устойчивых и сухих грунтах глубину можно немного уменьшить.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Наиболее распространенной глубиной погружения мелкозаглубленной ленты считается 0,7 м.

Как устроен мелкозаглубленный ленточный фундамент

практически полностью повторяет заглубленный вариант, только с меньшим уровнем погружения.

Присутствует траншея, в которой создается дренажный слой засыпки и заливается бетонная лента .

Конструкция основания имеет меньшие возможности, чем полноценная лента, но, для относительно небольших малоэтажных построек ее несущей способности вполне хватает.

Пошаговая инструкция по монтажу своими руками

Рассмотрим порядок действий при создании ленточного фундамента :

• Подготовка.
• Разметка участка.
• Рытье траншеи.
• Укладка и обустройство дренажной системы.

ВАЖНО!

Порядок действий не меняется практически ни при каких обстоятельствах, поскольку все этапы являются следствием предыдущих операций.

Видео ФУНДАМЕНТ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ