В чем преимущество отдельно стоящих фундаментов перед ленточными

20. На какие типы можно подразделить фундаменты мелкого заложения?

Различают следующие основные типы фундаментов мелкого заложения (рис.Ф.9.12).

1. Ленточные фундаменты под стены и колонны.

2. Ленточные прерывистые фундаменты под стены.

3. Столбчатые фундаменты под стены.

4. Отдельно стоящие фундаменты под колонны.

5. Щелевые фундаменты.

6. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.

7. Сплошные фундаменты в виде железобетонных плит.

8. Коробчатые фундаменты.

21. Как конструктивно подразделяются фундаменты под стены и колонны?

Ленточные фундаменты под стены устраиваются монолитными или из сборных блоков (рис.Ф.9.12,а,б,в,г,д). В монолитном варианте армируется только плитная часть фундамента. В сборном варианте используются железобетонные (с армированием) подушки и бетонные блоки (без армирования) для фундаментных стен. Толщина фундаментной подушки равна 300, 500 мм. Ширина изменяется от 600 до 3200 мм. Фундаментные блоки имеют унифицированную ширину 300, 400, 500, 600 мм и высоту 280, 580 мм. Длина блоков равна 880, 1180 и 2380 мм.

Ленточные фундаменты под колонны (рис.Ф.9.12,е) выполняются из монолитного железобетона с армированием подошвы и стен фундамента. Если ленты делаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях, то фундамент называется фундаментом из перекрестных лент (рис.Ф.9.12,ж). Данный тип фундаментов имеет ряд преимуществ перед обычными ленточными, так как обладает способностью к выравниванию неравномерных деформаций основания.

22. Какие особенности имеют ленточные прерывистые фундаменты?

Ленточные прерывистые фундаменты (см.рис.Ф.9.12,а) отличаются от обычных тем, что фундаментные подушки укладываются с разрывом, величина которого определяется расчетом. Пространство между подушками заполняется песком или грунтом с уплотнением. Нагрузка от фундаментной стены передается через уплотненный грунт на основание. Стоимость прерывистых фундаментов до 10-15 % менее стоимости обычных ленточных.

Рис.Ф.9.12. Фундаменты мелкого заложения: а — сборный ленточный, прерывистый; б, в, г,д — поперечные сечения ленточных фундаментов под стены; е — ленточный монолитный под колонны; ж — фундамент из перекрестных лент; з, к — отдельно стоящий из сборных столбов и рандбалок; л,м — отдельно стоящий под колонны; н — коробчатый плитный; о — плоский плитный; п — многоугольный плитный; р — плитный под колонны: 1 — отмостка; 2 — гидроизоляция; 3 — сборные бетонные стеновые блоки; 4 — армированный пояс; 5 — подушка ленточного фундамента; 6 — стеновая ребристая панель; 7 — подушка под колонну (столб); 8 — колонна (столб); 9 — рандбалка сборная; 10 — колонна; 11 — железобетонная лента; 12 — железобетонная плита; 13 — бетонная подготовка

23. В каких случаях необходимо обеспечить устойчивость наружных стен ленточных фундаментов и чем это достигается?

Если глубина подвала превышает 3 м, то под действием активного давления грунта возможно смещение фундаментных стеновых блоков по направлению в подвал. Поэтому для повышения устойчивости стен подвала в горизонтальные швы между блоками вводятся плоские сетки (см. рис.Ф.9.12,г) из арматуры диамет- ром 8-10 мм.

24. Какую конструкцию имеют столбчатые фундаменты под стены?

Столбчатые фундаменты (см.рис.Ф.9.12,з,к) применяются в зданиях с конструктивной схемой из неполного каркаса. Столбчатые фундаменты состоят из фундамента стаканного типа, на обрез которого укладываются фундаментная балка или цокольная панель. Фундаменты данного типа допускается устраивать на грунтах с высокими деформационными и прочностными характеристиками. Это объясняется тем, что подобные фундаменты не допускают неравномерности деформаций. Фундаменты армируются в плоскости подошвы сварными сетками и пространственными каркасами в теле столба (колонны).

Отдельно стоящие фундаменты с неплоской подошвой Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ФУНДАМЕНТ / СТРОИТЕЛЬСТВО / ФУНДАМЕНТ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ / СТОЛБЧАТЫЙ ФУНДАМЕНТ / ИЗМЕНЕННАЯ ГЕОМЕТРИЯ / НЕПЛОСКАЯ ПОДОШВА / МЕХАНИКА ГРУНТОВ / ЭФФЕКТИВНОСТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ / ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ / КРИТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ / FOUNDATION / CONSTRUCTION / MODIFIED GEOMETRY / NON-PLANAR SOLE / SOIL MECHANICS / CONSTRUCTION EFFICIENCY / EARTHWORKS / CRITICAL PRESSURE

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сафарян В.С., Бай В.Ф., Коркишко А.Н., Чухлатый М.С.

Статья посвящена вопросу эффективности отдельно стоящих фундаментов мелкого заложения. В частности, рассматривается конкретный вариант фундамента с измененной геометрией ступенями вниз. Фундамент со ступенчатой подошвой имеет большую несущею способность и устойчивость, а также его устройство требует меньше трудозатрат, что делает его эффективнее, аналогов с плоской подошвой.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сафарян В.С., Бай В.Ф., Коркишко А.Н., Чухлатый М.С.

Системы обнаружения утечек — гарантия безопасной работы магистральных трубопроводов

Автоматизированные системы управления инвестиционно-строительными проектами обустройства месторождений

Фундаменты с неплоской подошвой на неоднородном лессовом основании
Влияние получения разрешительной документации на инвестиционный климат проекта

Размещение оздоровительного комплекса в С. Воронежском Ставропольского края, имеющего один объект культурного наследия — памятник археологии — курганный могильник «Воронежский -2»

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Separate foundations with non-flat sole

The article is devoted to the question of the effectiveness of separate foundations. In particular, a specific version of the foundation with a modified geometry is considered steps down. The foundation with a stepped sole has a greater bearing capacity and stability, as well as its device requires less labor, which makes it more efficient, analogs with a flat sole.

Текст научной работы на тему «Отдельно стоящие фундаменты с неплоской подошвой»

Отдельно стоящие фундаменты со ступенчатой подошвой

В.С. Сафарян, В.Ф. Бай, А.Н. Коркишко, М.С.Чухлатый Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень

Аннотация: Статья посвящена вопросу эффективности отдельно стоящих фундаментов мелкого заложения. В частности, рассматривается конкретный вариант фундамента с измененной геометрией — ступенями вниз. Фундамент со ступенчатой подошвой имеет большую несущую способность, а также его устройство требует меньших трудозатрат, что делает его эффективнее аналогов с плоской подошвой.

Ключевые слова: фундамент, строительство, фундамент мелкого заложения, столбчатый фундамент, измененная геометрия, неплоская подошва, механика грунтов, эффективность в строительстве, земляные работы, критическое давление.

Основная задача фундамента — это прием и передача нагрузок от зданий и сооружений на основание.

Характер напряженного состояния основания зависит от вида фундамента. В фундаментах неглубокого заложения большое влияние на НДС имеет форма поверхности, которой фундамент опирается на грунт.

Стоимость нулевого цикла при неглубоком заложении фундаментов колеблется в пределах 10-12% от стоимости строительства. Поэтому тип применяемого фундамента определяет его эффективность.

Настоящая работа направлена на исследование фундаментов мелкого заложения, которые в свою очередь подразделяются на:

^ Сплошные (плитные) фундаменты;

Предметом конкретных исследований является конфигурация отдельных фундаментов с целью изучения влияния формы подошвы фундамента на напряженно-деформированное состояние (далее НДС) грунтового основания.

Рис. 1. Отдельно стоящий фундамент со ступенчатой и плоской подошвой.

Предлагается обратить внимание на объем земляных работ по устройству фундамента с измененной геометрией, которая заключается в следующем -фундамент, перевернутый ступенями вниз. В таком положении выемка грунта производится только в том объеме, который необходим для формирования геометрии опалубки. При соответствующем показателе текучести грунта само основание может служить опалубкой.

Основатель советской школы механики грунтов Н.М. Герсеванов в своих работах выделил три фазы НДС:

I — нормальное уплотнение;

II — фаза образования локальных зон пластических деформаций (сдвигов);

III — выпирания грунта.

Далее приведен график зависимости давления и вертикальных перемещений грунта:

Фаоы нлпряженно-деформнровднного состояния rpvtrra. Р^ — структурная прочность: Tw — начальное критическое давление; ~ предельное критическое даалекпе; Л — расчетное сопротивление грунта; 0- упругой работы 1 — фаэа уплотнения; П—фага слвпгов. 111 — фаза выпоров: 1 — основание в допредельном состоянии; 2- зоны сдвигов; 3 — лвннн скольжения; 4 — >оны выпоров

Рис. 2. график Н.М. Герсеванова, отображающий перемещения грунта от давления.

Постепенно, с ростом давления, объем пор кончается, вследствие чего дальнейшее уплотнение за их счет становится невозможным. Это приводит к росту напряжений по краям фундамента, что является началом фазы сдвигов. Происходят местные потери устойчивости грунта. Если первый участок имел большой радиус кривизны, и его можно было сравнивать с линейной зависимостью, то по мере роста нагрузок (следовательно и давления) график становится ближе к параболе, что говорит о непропорциональности дальнейшего приращения значений давления к приращению осадки. Дальнейшее увеличение давления приведет к образованию уплотненного ядра под фундаментом, вплоть до исчерпания несущей способности, когда минимальное приращение давления приводит к очень большим осадкам. Это давление является переходным от второй фазы к фазе выпора грунта.

Рассмотрим механику работы грунтов на наглядных примерах, где два фундамента работают во второй фазе:

Рис. 3. Развитие зон местной потери устойчивости грунта под фундаментами с разным типом подошвы.

Из представленного на рис.3 примера видно, что у фундамента со ступенчатой подошвой больше зон пластических деформаций, что вполне вероятно, несмотря на меньший размер каждой отдельной зоны относительно зон у фундамента с плоской подошвой, может привести к увеличению значения второго критического давления и несущей способности в целом. Также, у фундаментов с плоской подошвой грунт над ступенями догружает основание собственным весом, что приводит к увеличению давления без роста полезной нагрузки, чего нет в случае использования фундамента со ступенчатой подошвой, передающего на основание только полезную нагрузку.

В данный момент проводятся экспериментальные исследования по вопросу эффективности опирания неплоской подошвы на основание с последующим приведением необходимых расчетных схем и результатов эмпирического исследования. [1 — 6]

На данном этапе работы можно отметить, что фундамент со ступенчатой подошвой обладает следующими преимуществами перед фундаментами с плоской подошвой:

• Во-первых, это минимизация земляных работ, как видно из представленных примеров, выигрыш в объеме вынутого грунта может доходит до 7 раз.

• Во-вторых, анализируя результаты исследований работы ленточных фундаментов со ступенчатой подошвой, можно утверждать об увеличении несущей способности отдельно стоящих фундаментов со ступенчатой подошвой относительно аналогичных с плоской подошвой. [7, 8]

• В-третьих, фундамент с измененной геометрией намного более устойчивый, что обуславливается его работой по боковой поверхности, отдельно стоящие фундаменты с плоской подошвой по боковой поверхности не работают. Крен таких фундаментов, как показали постановочные эксперименты в лаборатории, практически отсутствует в отличие от фундаментов с плоской подошвой.

1. Архипов Д.Н. Взаимодействие грунтового основания и сборных ленточных фундаментов с геометрически изменяемой формой подошвы. Волгоград: ВГАСУ, 2006. 24 с.

2. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и к СНиП 2.02.01-83). М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. 144 с.

3. Красовицкий М.Ю. Проектирование фундаментов промышленных и гражданский зданий — курс лекций. М.: МГУПС, 2011. 137 с.

4. Чудновская Н.С., Оценка эффективности финансирования строительства в России // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2042

5. Прокопов А.Ю., Акопян В.Ф., Гаптлисламова К.Н., Изучение напряженно-деформированного состояния грунтового массива и взаимного влияния подземных конструкций существующих и вновь возводимых

сооружений в береговой зоне морского порта Тамань // Инженерный вестник Дона, 2013 №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2104

6. Койнов Н.И., Коркишко А.Н. Подходы в экспертизе проектно-сметной документации в СССР и Российской Федерации // Актуальные проблемы архитектуры, строительства, энергоэффективности и экологии —

2016. Тюмень, 2016. с. 182-187.

7. Бай В.Ф., Сохоян М.О. Исследование работы ленточных фундаментов со ступенчатой подошвой // Нефть и газ Западной Сибири —

2017. Тюмень, 2017. с. 106-107.

8. Сохоян М.О. Исследование работы ленточного фундамента со ступенчатой подошвой. Тюмень: ТИУ, 2018. 84 с.

9. Maltseva T.V., Nabokov A., Chernikh A., Reinforced sandy piles for low-rise buildings. Procedia Engineering. 2015. V. 117. рр. 239-245.

10. Maltseva T., Nabokov A., Novikov Y., Sokolov V., The method of calculating the settlement of weak ground strengthened with the reinforced sandy piles. matec Web of Conferences. 2016. V. 73. pp. 01015.

1. Arhipov D.N. Vzaimodejstvie gruntovogo osnovaniya i sbornyh lentochnyh fundamentov s geometricheski izmenyaemoj formoj podoshvy [The Interaction of the soil base and precast strip foundations with a geometrically variable shape of the sole]. Volgograd: VGASU, 2006. 24 p.

2. Posobie po proektirovaniyu fundamentov na estestvennom osnovanii pod kolonny zdanij i sooruzhenij (k SNiP 2.03.01-84 i k SNiP 2.02.01-83) [Manual on the design of foundations on a natural basis for the columns of buildings and structures]. M.: CITP Gosstroya SSSR, 1987. 144 p.

3. Krasovickij M.YU. Proektirovanie fundamentov promyshlennyh i grazhdanskij zdanij kurs lekcij [Designing the foundations of industrial and civil buildings lecture course]. M.: MGUPS, 2011. 137p.

4. CHudnovskaya N.S., Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2042

5. Prokopov A.YU., Akopyan V.F., Gaptlislamova K.N., Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2104

6. Kojnov N.I., Korkishko A.N. Aktual’nye problemy arhitektury, stroitel’stva, energoeffektivnosti i ekologii 2016. Tyumen’, 2016. pp. 182-187.

7. Baj V.F., Sohoyan M.O. Neft’ i gaz Zapadnoj Sibiri 2017. Tyumen’, 2017. pp. 106-107.

8. Sohoyan M.O. Issledovanie raboty lentochnogo fundamenta so stupenchatoj podoshvoj [Research work tape foundation with a stepped base]. Tyumen’: TIU, 2018. 84 p.

9. Maltseva T.V., Nabokov A., Chernikh A., Reinforced sandy piles for low-rise buildings. Procedia Engineering. 2015. V. 117. рp. 239-245.

10. Maltseva T., Nabokov A., Novikov Y., Sokolov V., The method of calculating the settlement of weak ground strengthened with the reinforced sandy piles. matec Web of Conferences. 2016. V. 73. pp. 01015.

Преимущества и недостатки фундамента монолитной плиты

В наши дни монолитный фундамент в виде плиты получил наиболее широкое распространение, и это неудивительно – несмотря на довольно высокую стоимость, такая конструкция допускает строительство большого и тяжелого дома на неустойчивых грунтах, с нагрузкой на почву, которая в прошлые века казалась бы непомерно высокой.

В структуре фундамента монолитного лежит вязаный каркас из арматуры, залитый бетоном высоких марок. Получившаяся монолитная плита обладает высокой несущей способностью, поскольку распределяет массу дома по всей площади.

Первые образцы монолитных плит стали использовать еще две с половиной тысячи лет назад, и именно на таких фундаментах стоят масштабные древние памятники архитектуры. Впрочем, минусы старинных фундаментов были довольно многочисленными, и человечеству понадобилось время, чтобы их устранить, но даже в таком несовершенном виде умение сооружать монолитную плиту было признаком высокого уровня развития цивилизации.

В наши дни монолитная плита, даже существенно усовершенствованная, не является безальтернативным вариантом фундамента. Перед тем как делать выбор в пользу именно такого основания, стоит рассмотреть его плюсы и минусы – только так дом, построенный на участке, окажется прочным и долговечным.

Преимущества

Тотальное распространение монолитных плит в современном строительстве говорит само за себя – такой фундамент однозначно имеет многочисленные плюсы.
· Позволяет строиться на нестабильных почвах.

Монолитная плита хороша тем, что нагрузка от стен равномерно распространяется по всей ее поверхности. За счет этого средний показатель давления на квадратный сантиметр площади является довольно низким, и его способен выдержать даже не самый надежный грунт. Склонность почвы к пучению на фоне трескучих морозов или повышенной влажности никак не скажется на перспективах дома, построенного поверх монолитного фундамента. В крайнем случае здание просядет или опустится, но целиком, без крена и образования трещин. Глины и суглинки, песчаники и торфяники, болотистая местность – практически любой участок подходит для строительства с таким типом фундамента.
· Допускает сооружение более тяжелого дома. Действует тот же принцип распределения массы, о котором было сказано выше. Не экономя на сооружении фундамента и создав монолитное основание, застройщик может проектировать объекты высотой в несколько этажей и не задумываться о весе строительных материалов.

Если ленточный фундамент на этом же участке позволит построить лишь сравнительно легкое строение, то плита дает возможность строить дом той же площади весом в сотни тонн.
· Гарантирует долговечность.

Стоимость возведения плиты, являющаяся ее главным минусом, нивелируется тем, что основание возводится на века. Безусловно, для длительной эксплуатации монолитного фундамента необходимо произвести безошибочные расчеты и не экономить на материалах, зато соблюдение технологии позволяет надеяться, что здание послужит нескольким поколениям владельцев.

Существует множество примеров домов, стоящих на монолитных фундаментах сотни лет. Впрочем, долговечность дома во многом обусловлена не только изначально заложенной надежностью плиты, но и природными условиями, и уходом.

· Обеспечивает высочайшую прочность основания. За тысячелетия развития строительной отрасли человечество так и не придумало ничего прочнее монолитного фундамента – плиты призваны имитировать естественную скалу, и по прочности уступают только ей. Чтобы плита продемонстрировала свои лучшие стороны, важно выполнять заливку бетона в один подход – тогда в структуре фундамента не будет швов и прочих слабых мест. Спрятанный под слоем бетона арматурный каркас надежно защищен от контакта с влагой, а сам бетон хорошо держит форму и не крошится благодаря наличию каркаса.

· Создает возможность строительства цокольного этажа. Только фундамент в виде плиты позволяет заглубить строение в толщу грунта, не превращая его при этом в землянку. Цокольные стены должны быть неотделимой частью плитного основания – внутри них скрыт армокаркас, связанный с каркасом плоской плиты, и заливаются они одновременно. Такое инженерное рещение обеспечивает безупречную гидроизоляцию и защищает утопленные в почву дома от разрушающего сжатия грунта.

· Обходится без большого объема земляных работ. Если только речь не идет о строительстве цокольного этажа, рыть солидный котлован под фундамент в виде плиты не придется. Для стандартных частных домов из кирпича в два-три этажа высотой хватит плиты толщиной в 30 сантиметров, потому в некоторых случаях ее собирают даже поверх уровня грунта. Выемка почвы все равно нужна, чтобы оборудовать дренаж и отсыпать песчаную подушку, но масштабный объем земляных работ не предвидится.

· Позволяет строить здание своими руками. Один из важнейших плюсов железобетонной плиты заключается в том, что строить такой фундамент можно даже самостоятельно. Для одномоментной заливки большого объема бетона нанять строительную технику все-таки придется, но взять на себя этапы рытья котлована, отсыпки подушки, армирования и сборки опалубки может даже человек, не имеющий предварительного опыта. Если у владельца будущего здания много свободного времени, и он хочет сэкономить деньги, все перечисленные операции он может выполнить сам.

· Выступает в роли чернового пола. Монтаж напольного покрытия в любом случае осуществляется на отвердевшую бетонную стяжку, но в домах, построенных поверх плиты, ее заливать не нужно – поверхность фундамента и так бетонная! Укладку материала в этом случае можно осуществлять прямо на фундамент, или поверх дополнительного слоя утеплителя или гидроизоляции.
Обилие преимуществ объясняет, почему фундаменты в виде монолита приобрели огромную популярность.

Недостатки

К сожалению, даже у почти безупречной плиты фундамента есть собственные недостатки, и иногда они настолько весомые, что приходится отказаться от этого типа основания.
· Дороговизна.

Строительство фундамента любого другого типа обойдется заказчику в несколько раз дешевле, потому что ни один другой фундамент не требует столь большого количества строительных материалов, сколько нужно для плиты.

Кроме того, в процессе возведения любого мало-мальски большого здания нужно задействовать большое количество техники и персонала, особенно если хочется завершить строительство поскорее. Если же тянуть время и работать в одиночку, можно «дождаться» наступления холодов, которые отложат этап заливки до весны.

· Сложный ремонт коммуникаций. При прокладывании труб водоснабжения и отопления их часто приходится заводить под плитами через короб. Для утепленной шведской плиты это и вовсе обязательное требование – в такой конструкции даже теплый пол непосредственно вмотирован в фундамент. Простой ремонт или замена коммуникаций в сложившейся ситуации выглядят крайне сложной задачей, потому стоит, как минимум, позаботиться о том, чтобы прокладываемые трубы были высочайшего качества и не потребовали скорого вмешательства.

· Неприменимость на склонах. Если фундамент возводится на склоне или на участке с солидным перепадом высот, пропадает всякая экономическая целесообразность монолита – понадобится огромное количество материалов, чтобы нивелировать уклон толщиной плиты. При высокой вероятности оползня с одной стороны прочная плита не треснет, но может накрениться вместе со всем зданием, делая его непригодным для эксплуатации. Кроме того, скалистая местность иногда позволяет строить здание без монолита, поскольку сама по себе выступает неплохим фундаментом.

· Необходимость утепления. Железобетонный фундамент, даже сделанный из наиболее подходящего бетона, все равно имеет определенную пористость и склонен накапливать влагу. При замерзании она расширяется, провоцируя растрескивание бетона. Без надлежащего утепления, которое препятствовало бы замерзанию накопленной влаги, долговечность фундамента может существенно сократиться. Обойтись без утепления могут разве что жители 20% территорий России, живущие на юге страны – все остальные вынуждены закладывать в проект дополнительные расходы на теплоизоляцию.

· Недостаточная прочность на изгиб. Давление на плиту фундамента оказывает не только здание, построенное сверху, но и грунт, склонный к пучению. Если сверху постоянное давление уравновешено и правильно распределено по поверхности, то перепады давления снизу могут оказаться непредсказуемыми а местах со специфической геологией.

Тем временем монолит отличается не такой уж высокой прочностью на изгиб, и от перепадов давления в нем могут образовываться трещины. Проблема решается методом отсыпки качественной подушки и использования достаточного количества арматуры, но об этом надо думать еще на этапе проектирования, полностью отказавшись от неуместной экономии средств.
Хотя у фундамента в виде плиты есть свои недостатки, они лишь показывают, в каких случаях рискованно использовать монолит. Кроме того, инженеры уже придумали, как нивелировать большинство недостатков плитного фундамента.

Советы опытных строителей

В ряде случаев заказчик строительства имеет выбор касательно того, поверх какого типа фундамента будут строить здание. Любая экономия на материалах потенциально чревата сокращением прочности и долговечности основания. Вряд ли это тот результат, к которому стремится владелец возводимого объекта, потому первый совет очевиден: не экономьте деньги, если это приведет к существенному снижению эксплуатационных качеств объекта.

Всегда закладывайте солидный запас прочности и держите в уме, что грунтовые воды со временем могут изменить свое течение, а следующая зима может оказаться рекордно холодной и спровоцировать пучение грунта там, где ничего подобного раньше не наблюдалось.

Хотя плита считается достаточно простой в реализации, и доверить ее заливку можно даже человеку без строительного опыта, это не значит, что технологии вообще нет или ее не надо придерживаться. Простой пример: неправильно рассчитав шаг между прутками арматуры и сделав каркас чересчур редким, вы существенно ослабите конструкцию, и бетон раскрошится намного скорее, чем можно было этого ожидать.

Проигнорировав необходимость утепления, использовав для этого неправильный материал или задействовав его в недостаточном количестве, горе-строитель столкнется с тем, что бетон слишком быстро испортится от температурного расширения накопленной воды. Послойная заливка бетона не позволит сформировать настоящий монолит, потому что сцепление между слоями не будет полноценным. Потому во всех ситуациях, когда это возможно, проектированием и созданием монолита должны заниматься профессионалы.

Ни в коем случае нельзя строить монолит на участке, где предварительно не были проведены надлежащие геологические изыскания. У строителей должно быть четкое понимание того, насколько глубоко здесь залегают грунтовые воды, как далеко вглубь промерзает почва зимой, однороден ли субстрат, или грунт будет неравномерно принимать нагрузку от постройки

. Спроектировать правильно рассчитанный монолит можно только при условии, что проектант осведомлен обо всех нюансах участка и учитывает их в проекте.

Отзывы заказчиков

Заказчики строительных услуг предсказуемо сходятся во мнении, что монолитный фундамент – лучшее решение даже для небольшого здания, если хочется, чтобы оно прослужило нескольким поколениям без неприятных сюрпризов.

Плита стоит достаточно дорого, зато при правильном проектировании дает определенные гарантии долговечности. Самостоятельное строительство монолита возможно, но тогда нужен либо собственный опыт работы в строительной сфере, либо активное консультирование с профессионалами.

Пытаться сооружать монолит своими руками стоит только в том случае, если дом планируется сравнительно небольшим, но даже в таком случае на реализацию основания будет потрачено не меньше недели, и это без учета отвердевания бетона.

SGround.ru

Фундамент — это наиважнейшая часть любой постройки. От надежности фундамента зависит надежность всего здания или сооружения.

Для того чтобы дом покоился на надежном фундаменте, а не трещал по швам и рассыпался, необходимо основательно подойти, в первую очередь, к выбору типа фундамента. Для этого нужно понимать какие бывают фундаменты и в каких случаях каждый из них следует применять.

Как это бывает в большинстве случаев, у каждого типа фундамента есть и преимущества, и недостатки. Не углубляясь в тонкости, попробуем выяснить какой фундамент подходит для Ваших условий больше.

[Фундамент — несущая строительная конструкция, часть здания или сооружения, которая воспринимает все нагрузки от сооружения, перераспределяет их и передает на грунтовое основание]

2. Типы грунтовых оснований для фундаментов

Основание фундамента — слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и воспринимающие нагрузку от него. Основания могут быть естественными и искусственными.

Естественное основание – это грунты природного сложения, не подвергавшиеся никакому вмешательству со стороны человека и образовавшиеся естественным путем.

Искусственные основания – это слои грунта, появившиеся в результате целенаправленных действий человека. Из искусственных оснований часто применяются – планомерно возведенные насыпи, песчаные и грунтовые подушки, слои грунта, уплотненные тяжелыми трамбовками, искусственно закрепленные грунты.

Проектирование искусственных оснований необходимо в случае если никакие типы фундаментов в данных конкретных грунтовых условиях не могут обеспечить требуемую прочность, жесткость и устойчивость здания/сооружения, или это экономически невыгодно.

Например — если на месте строительства Вашего дома оказался небольшой участок с залежами торфа толщиной около 1м, а вы планировали возведение малозаглубленного фундамента или полов по грунту, то целесообразно заменить этот слой слабого грунта на песок с послойным уплотнением – это и будет искусственным основанием. Такое решение позволит избежать неприятностей с фундаментом в будущем и сэкономить некоторую сумму денег.

3. Основные типы фундаментов

Основных типов фундаментов всего 4:

1. Столбчатые (отдельные) фундаменты – отдельные, не связанные между собой опоры под стены или колонны здания, имеющие сравнительно небольшую глубину заложения.

2. Ленточные фундаменты – сплошные линейные фундаменты под несущие стены здания.

3. Плитный фундамент – сплошная фундаментная плита, как правило из монолитного железобетона, сразу под все сооружение или под секцию сооружения.

Свая – стальной, железобетонный (а иногда и деревянный) стержень, погруженный в грунт сквозь слабые слои для передачи нагрузки на более прочные грунты основания, как правило расположенные на глубине более 4 м.

4. Свайные фундаменты – ленточные, столбчатые или плитные фундаменты, опертые на сваи.

[В случае опирания на сваи, конструкция, объединяющая несколько свай, называется свайным ростверком (столбчатым, линейным или плитным)]

4. Какие грунты под фундаментом?

Важнейшим этапом проектирования фундамента являются инженерно-геологические изыскания. Правильнее изыскания выполнять еще до начала проектирования.

[Инженерно-геологические изыскания – комплекс работ по изучению грунтов и грунтовых вод в основании будущего сооружения. Включают в себя как минимум бурение разведочных скважин с отбором образцов грунта и грунтовой воды и последующим испытанием их в грунтовой лаборатории]

Дело в том, что фундамент, как отмечалось выше – важнейшая часть любого сооружения, и правильность выбора параметров фундамента напрямую зависит от правильности и полноты сведений о грунтах в его основании.

Даже лучшие инженеры-проектировщики в области фундаментов не смогут правильно запроектировать конструкцию, если у них неверные или неполные сведения о грунтах в основании. Проект будет заведомо ошибочным, или фундамент окажется избыточно дорогим и трудоемким.

[Недостаток сведений о грунтах при проектировании фундамента можно перекрыть только большими запасами по прочности и, как следствие, перерасходом финансов, но и это не дает гарантии надежности]

Если вы не знаете какие грунты залегают под вашим будущим фундаментом то попробуйте поспрашивать соседей которые уже начали или даже окончили строительство на своих участках. Если и у соседей не окажется информации о инженерно-геологических изысканиях то рекомендую прочитать статью определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории.

5. Столбчатые (отдельные) фундаменты – все за и против

Отдельно стоящие столбчатые фундаменты применяются не только в малоэтажном строительстве, но и при строительстве производственных, торговых, административных и жилых зданий.

Глубина заложения таких фундаментов обычно сравнительно небольшая — от 0 до 3,0 метров, размеры в плане меняются в широких приделах от 0,3х0,3 для деревянных построек до 4,5х4,5 м под колонны многоэтажных зданий. Располагаются отдельные столбчатые фундаменты с определенным шагом вдоль стен или под узловыми точками здания (углами, колоннами, пересечением балок и т.д.) и не связаны между собой ничем кроме надземной части зданий или сооружения.

[Когда говорят «столбчатый фундамент» имеют ввиду не фундамент в виде столба небольшого сечения, а фундамент имеющий колонную часть — столб и плитную часть — подошву.]

Вообще в литературе времен СССР отдельный столбчатый фундамент на естественном основании под колонны был основным решением для каркасных зданий по технико-экономическим показателям (самый дешевый вариант). То есть его применение рассматривалось ранее всех остальных вариантов.

Когда столбчатые отдельные фундаменты следует применять?

1. прежде всего когда проектируется/строится каркасное здание, то есть нагрузка на основание предается точечно, от каждой колонны каркаса отдельно.
2. когда недалеко от поверхности (на глубине 1,5-3 м) залегают достаточно прочные грунты, которые могут воспринимать расчетные нагрузки от здания при сравнительно небольших размерах подошвы фундамента (в моей практике самая крупная подошва ступенчатого фундамента была размером 4,5х4,5 м, но это не предел);
3. При малоэтажном строительстве под не ответственные деревянные постройки (баня, сарай) при сухих прочных грунтах — применяют малозаглубленные или поверхностные столбчатые фундаменты как максимально простой и дешевый вариант.

Бывают случаи, когда столбчатые фундаменты – единственное рациональное решение даже при строительстве крупного объекта. Как правило эта ситуация происходит когда характеристики грунтов ухудшаются по мере увеличения глубины их залегания.

Например, при разработке проекта для двухэтажного торгового центра в его основании в верхней части геологического разреза оказались достаточно прочные грунты , а нижние слои становились тем слабее, чем глубже они залегают вплоть до глубины 10-12 м. Применение свай в таких условиях только ухудшает положение, а ленточные и плитные фундаменты не выгодны из-за большого шага колонн (9х9 м).

Преимущества столбчатого фундамента:

• Самая невысокая стоимость из всех типов;
• Простота возведения.

Недостатки:

• Требуют дополнительных конструкций для опирания стен здания (монолитный цоколь, фундаментные балки), а для зданий с подвалам требуется отдельное возведение стен подвала;
• Фундаменты не связаны между собой и, как следствие, не перераспределяют нагрузки. Для исключения неравномерных осадок, фундаменты должны иметь точно подобранные размеры подошвы в зависимости от действующей нагрузки на них — если нагрузки разные, то и размеры фундаментов разные;
• Применимы только на относительно прочных и однородных грунтах.

При малоэтажном строительстве столбчатые фундаменты можно порекомендовать только для деревянных дачных построек, или если в основании действительно прочные грунты (гравий, средний или крупный песок, скала).

Для домов из жестких каменных материалов (кирпич, газобетон) такие фундаменты не подходят из-за большого риска неравномерных осадок, что для тяжелых хрупких стен недопустимо.

Кроме того, применение столбчатых фундаментов вызывает необходимость в создании какого-либо жесткого цоколя здания (фундаментные балки, нижняя деревянная обвязка или др.) на который будут опираться стены здания, а если здание с подвалом необходимо отдельно возводить стены подвала.

6. Ленточные фундаменты – когда они нужны?

Ленточный фундамент выполняется в виде непрерывного замкнутого в плане контура (ленты) под всеми наружными и внутренними несущими стенами здания. А если есть несущие стены, значит здание не каркасное. Иногда ленточный фундамент применяют и для каркасных зданий, но как правило при небольшом шаге колонн – до 6х6 м и относительно слабых грунтах.

Ленты могут быть малозаглубленные:

Ленточный фундамент в общем случае состоит из стеновой и плитной (подошвы) частей . Стены и подошва ленточного фундамента могут выполняться сборными – из блоков ФБС, или монолитными – из армированного железобетона, залитого на прямо на месте.

[Для сборного ленточного фундамента из блоков ФБС и др. штучных материалов очень желательно выполнять сплошные армированные монолитные пояса по верху блоков, и монолитную ленту в основании стен из блоков. Тогда такой фундамент будет намного лучше сопротивляться неравномерным деформациям и перераспределять нагрузки на основание]

Преимущества ленточного фундамента перед столбчатым:

• Большая суммарная площадь подошвы. Это позволяет передавать распределенную нагрузку на более слабые грунтовые основания;
• Неравномерные нагрузки от здания перераспределяются за счет большой жесткости и прочности конструкции фундамента. Это снижает среднюю осадку фундамента и неравномерные деформации;
• Сразу образуются стены подвала и опоры для вышерасположенных стен.

Недостатки:

• Более высокая стоимость и трудоемкость чем у столбчатого варианта;
• При неравномерных нагрузках в лентах возникают большие усилия, для восприятия которых требуются серьезное армирование;
• Нет возможности передавать большие точечные нагрузки на основание, т.к. ширина подошвы ленты ограничена.

Если Вы сэкономили на армировании и монолитном поясе и ленточный фундамент не выдержал нагрузок, в нем появились трещины, то он по своей сути превращается в столбчатый – отдельные фрагменты работаю независимо друг от друга, перераспределения усилий между фрагментами не происходит, увеличиваются неравномерные деформации.

В целом для малоэтажного строительства это наиболее оптимальный вариант если грунты недалеко от поверхности достаточно прочные (на глубине 1,5-3 м).

7. Плитные фундаменты – область применения, преимущества, недостатки

Плитные фундаменты применяют при специальном технико-экономическом обосновании. Они распределяют нагрузки от надземной части здания на очень большую площадь, но при этом в самой плите возникают огромные напряжения. Для того чтобы воспринять эти нагрузки без разрушения и излишних деформаций, необходимо выполнять плиту очень мощной с надежным армированием (толщина плиты многоэтажных домов достигает 1,5 м и более). Да и вообще перекрыть всю площадь под зданием плитой толщиной 0,5 м – очень накладно.

Преимущества плитного фундамента:

• Применим на слабых основаниях, самый надежный вариант на естественном основании при правильном проектировании;
• Снижает осадки и неравномерные деформации основания даже при слабых грунтах;
• Для зданий с подвалом сразу служит несущей плитой пола.

Недостатки:

• В конструкции возникают очень большие усилия, особенно от точечных нагрузок, восприятие которых требует больших затрат на бетон и арматуру;
• Еще более высокая стоимость и трудоемкость;

Применяют плитный фундамент, когда в основании сооружения слабые грунты (площади подошвы столбчатых и ленточных фундаментов недостаточно), а применение свай не дает ожидаемого увеличения несущей способности.

Фундамента плитного типа в малоэтажном строительстве применяют при небольших размерах дома и простой форме здания. Основные преимущества данного основания — простота сооружения, возможность применения в сложных грунтовых условиях: пучинистых, слабых и просадочных грунтах, а также высокая надежность при мелкой заглубленности . Однако такие фундаменты сравнительно дороги из-за большого расхода бетона и металла на арматуру.

8. Свайные фундаменты – когда без них никак?

Свайные фундаменты выполняются в виде:

• отдельных столбчатых свайных ростверков под колонны каркаса;
• линейных ростверков, в том числе и непрерывных замкнутых ленточных фундаментов на свайном основании;
• плитных ростверков – монолитные (редко сборные) фундаментные плиты, опертые на сваи;
• иногда применяют одиночные сваи под колонны.

Нагрузка от ростверка передается на сваи, а те в свою очередь передают ее на грунтовое основание своими боковыми поверхностями и нижними концами (лопастями, если сваи винтовые). Обычно на нижний конец сваи приходится основная нагрузка, а боковые поверхности передают меньшую часть усилия.

Сваи по типу погружения в основном применяют: забивные, буронабивные и винтовые. На типах свай останавливаться подробно не будем, на этот счет см. соответствующие статьи. По материалу сваи бывают железобетонные , стальные, иногда деревянные.

Преимущества свайного фундамента:

• Позволяет пройти слабые грунты и передать нагрузки на заглубленные плотные геологические слои;
• Позволяет воспринимать не только сжимающие нагрузки, но и выдергивающие и горизонтальные усилия, хорошо сопротивляется морозному пучению;
• При правильном проектировании очень высокая надежность фундамента.

Недостатки:

• Самая высокая стоимость и трудоемкость;
• Необходимость возведения свайного ростверка;
• Необходимость применения спец. техники для погружения свай или бурения скважин;
• Стальные сваи подвержены коррозии в агрессивных грунтовых условиях, а антикоррозионные покрытия часто повреждаются при погружении свай.

[Сваи, вопреки бытовому мнению, не дают никакой гарантии от осадок и перекосов фундаментов, а в некоторых грунтовых условиях могут быть вообще неприменимы (например, при текучих суглинках и глинах под нижними концами свай)]

В целом сваи применяют, когда необходимо передать нагрузки на заглубленные плотные грунты минуя верхние слабые слои, или, когда при сравнении вариантов, фундаменты на естественном основании оказываются дороже чем свайные.

Исключением являются свайные фундаменты из винтовых свай под деревянные малоэтажные дома и постройки – они выполняются без ростверка, под обкладной брус. Имеют сравнительно небольшую стоимость и высокую надежность, поэтому могут быть выгоднее других вариантов и рекомендованы к применению при определенных грунтовых условиях.

Минимальная глубина погружения сваи, применяемой в строительстве как правило 4,0 м. Если глубина будет меньше – по сути получится столбчатый фундамент, погруженный в грунт без откопки котлована.

9. Заключение

Выбор типа фундамента — сложная задача, требующая учета множества факторов и точных сведений о грунтах основания.

Краткое описание фундаментов в этой статье может помочь Вам определиться с выбором и, если он сделан, то следует переходить к более глубокому изучению выбранного типа фундамента.

Дополнительную информацию по теме см. ниже в разделе «Связанные статьи».

10. Связанные статьи

• Выбор глубины заложения фундаментов
• Инженерно-геологические изыскания – обязательно или нет?
• Ленточные фундаменты – виды и особенности
• Столбчатые фундаменты
• Свайные фундаменты – забивные сваи
• Свайные фундаменты – буронабивные сваи
• Свайные фундаменты – винтовые сваи
• Плитные фундаменты
• Незаглубленные или малозаглубленные фундаменты
• Что такое пучинистые грунты
• Определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории

Один комментарий к публикации “Типы фундаментов и области их применения”

висячие (сваи трения) все виды свай, которые опираются на сжимаемые грунты. Они передают нагрузку на грунты основания нижним концом и боковой поверхностью.

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики

• Все о фундаментах (3)
• Все статьи (20)
• Гидроизоляция и водопонижение (2)
• Грунты и морозное пучение (8)
• Расчетные программы и файлы (5)
• Строительное черчение (1)
• Шаблоны оформления расчетов (2)

Свежие статьи

• Расчет винтовой сваи СП 24.13330.2021
• Особые грунтовые условия: многолетняя мерзлота
• Основы создания строительных чертежей в Autocad
• Сравнение методик расчета фундаментов на морозное пучение
• Расчет фундамента на воздействие морозного пучения

Свежие комментарии

• Виталий К. к записи Меры борьбы с морозным пучением
• Иван к записи Меры борьбы с морозным пучением
• Виталий К. к записи Расчет винтовой сваи СП 24.13330.2021
• Vladislav Mukhin к записи Расчет винтовой сваи СП 24.13330.2021
• Виталий К. к записи Меры борьбы с морозным пучением