Классификация фундаментов гражданских зданий

По конструктивной схеме фундаменты могут быть:

- ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн;

- столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы);

- сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших нагрузках на стены или отдельные опоры, а также недостаточно прочных грунтах в основании;

- свайные, в виде отдельных погруженных в грунт стержней для передачи через них на основание нагрузок от здания.

По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жест-кие, материал которых работает преимущественно на сжатие и в которых не воз-никают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб. Для устройства жестких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бетона. Для гибких фундаментов используют в основном железобетон.

Ленточные фундаменты. По очертанию в профиле ленточный фундамент под стену в простейшем случае представляет собой прямоугольник. Его ширину устанавливают немного больше толщины стены, предусматривая с каждой стороны небольшие уступы по 50-150 мм. Прямоугольное сечение фундамента допустимо принимать при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта. Для передачи давления на грунт и обеспечения его несущей способности необходимо увеличивать площадь подошвы фундамента путем ее уширения. Практически такие фундаменты выполняют ступенчатой формы. Размер уступа ступеней принимают 20-25 см, а высоту 40-50 см.

По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м - из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет около 0,5 м, ширина уступа от 0,15 до 0,25 м. Кладку бу-

товых фундаментов производят на сложном или цементном растворе с обязательной перевязкой (несовпадением) вертикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором).

Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением в его толщу отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фундамента.

Сборные ленточные фундаменты состоят из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при песчаных грунтах или на песчаную подготовку толщиной 100-150 мм, которая должна быть тщательно утрамбована.

Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм. Вертикальные колодцы, образующиеся торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечивается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6-10 мм. Блоки-подушки изготовляют толщиной 300, 500 мм, шириной от 1000 до 3200 мм, а стеновые блоки шириной 300, 400, 500 и 600 мм, высотой 280, 580 мм. Длина элементов 780, 1180, 2380 мм.

При строительстве зданий на участках со значительными уклонами фундаменты стен выполняют с продольными уступами. Высота уступов должна быть не более 0,5 м, а длина – не менее 1,0 м. Этим же правилом пользуются при устройстве перехода фундаментов внутренних стен к наружным, при разных глубинах их заложения.

Столбчатые фундаменты. При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными. Расстояние между осями фундаментных столбов принимают 2,5-3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6 м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных 0,6×0,6м; бетонных 0,4×0,4 м.

Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этаж-ности при значительной глубине заложения фундаментов(4-5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов. Столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5-0,6 м. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола.

Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий. Сборные фундаменты под железобетонные колонны могут состоять из одного железобетонного башмака стаканного типа или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним.

Сплошные фундаменты возводят в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устраивают под всей

площадью здания. Фундаментная плита проектируется плоской или ребристой с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Ребристая конструкция обеспечивает снижение расхода стали и бетона, но отличается большей трудоемкостью, чем сплошная. Толщина фундаментной плиты назначается в зависимости от пролета (шага) несущих конструкций и типа самой плиты и составляет для ребристых плит 1/8-1/10 пролета, для сплошных 1/6-1/8 пролета.

Свайные фундаменты применяют для зданий различных конструктивных систем, этажности и в разнообразных грунтовых условиях. Наиболее целесообразны они при слабых, неравномерно деформируемых основаниях.

По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт сваи подразделяют на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи, проходящие слабые слои грунта

и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называют сваями - стойками, а сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом, называют висячими.

По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По мате-риалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготовляют непосредственно на строительной площадке в грунте.

Железобетонные сваи изготовляют сплошные квадратного (от 250×250 до 400×400мм) и прямоугольного (250×350мм) сечения, а также трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. В основном применяют короткие сваи длиной 3-6 м. Трубчатые сваи могут быть с заостренным нижним концом или с открытым.

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами (рисунок 2.6). Поверху железобетонные и металлические сваи объединяются между собой железобетонным ростверком, который может быть сборным или монолитным.

Рисунок 2.6 - Свайные фундаменты:

1- свая, 2 - железобетонный сборный ростверк, 3 - стена, 4 - арматура головы сваи, 5 - щебеночная или бетонная подготовка, 6 - монолитный железобетонный ростверк, 7 - колонна, 8 - сборный железобетонный оголовок сваи, 9 - бетон; а - однородное расположение свай, б - шахматное, в - двухрядное для зданий с каменными стенами, г - куст свай под колонну, д - свайные ростверки