Виды фундаментов для многоэтажного дома

Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 23.02.2018 2018-02-23

Статья просмотрена: 3830 раз

Библиографическое описание:

Верстов, В. В. Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий / В. В. Верстов, А. Н. Гайдо, А. С. Чаков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 8 (194). — С. 7-10. — URL: https://moluch.ru/archive/194/48472/ (дата обращения: 20.11.2021).

Статья посвящена тенденциям в области строительства фундаментов многоэтажных зданий, их области применения, а также основным технологическим процессам устройства различных типов фундаментов в условиях современного строительного производства.

Ключевые слова: фундамент, грунт, свая, плита, ростверк.

Основными тенденциями современного строительства общественных и жилых зданий в крупных населённых пунктах является увеличение надземной и подземной частей здания.

Такие тенденции требуют сооружения фундаментов повышенной жёсткости, которые будут способны выдержать нагрузки от конструкций сооружения и передать их в прочные слои грунтового массива.

Применительно к сложным инженерно-геологическим условиям (различные литологические слои, горизонты грунтовых вод не выдержаны по мощности и простиранию и другое) необходим тщательный выбор технологических решений по сооружению оградительных стенок, которые должны обладать требуемыми характеристиками устойчивости и водонепроницаемости.

Выбор конструкции фундамента один из важнейших факторов, обеспечивающих эксплуатационную надёжность и долговечность возводимых сооружений. Такая важность обуславливается влиянием работы фундаментов на состояние надфундаментных конструкций, а также сложностью, трудоёмкость и дороговизной работ по ремонту или замене фундаментов, имеющих проектные или производственные дефекты.

Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий

Рис. 1. Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий

В качестве фундаментов многоэтажных зданий на естественном основании во всём мире преимущественно используется сплошная монолитная железобетонная плита. При должном технико-экономическом обосновании могут также использоваться ленточные фундаменты или столбчатые фундаменты.

Применение монолитной железобетонной плиты в строительной практике, как правило, осуществляется при давлении на фундамент до 0,6 Мпа и малосжимаемых грунтах основания (таких как не рыхлые и не пылеватые пески, скальные породы или глинистые грунты в переуплотнённом состоянии.

Рис. 2. Различные конструкции монолитной сплошной плиты из железобетона

Толщина фундаментной плиты в зависимости от величины приложения нагрузки, а также инженерно-геологических условий может составлять от 1,0–2,5 м. и более (рис. 2, а). Для того чтобы уменьшить высоту фундаментной плиты в местах действия изгибающих моментов, максимальных поперечных, а также продольных сил, могут применяться рёбра жёсткости (рис. 2, б) или дополнительное усиление в зонах расположения колонн (рис.2, в).

Кроме того, монолитный железобетонной плитный фундамент может иметь коробчатую конструкцию (рис. 2, г). Такая конструкция предполагает устройство консолей (расширение фундамента за периметр сооружения), что расширяет область применения данного типа фундамента.

Фундаменты глубокого заложения могут изготавливаться как с помощью выемки грунта, так и без. Набивные и забивные сваи изготавливают устраивают без выемки грунта. Забивные и задавливаемые сваи обычно имеют сечение 300х300 и 350х350, что накладывает ограничения на максимальное давление по стволу сваи (максимальное давление до 1 Мпа). Если такой несущей способности недостаточно, то в таком случае необходимо применять фундаменты с выемкой грунта — свай из стальных труб или буронабивных, свай-баррет, кессонов.

Буронабивные сваи среди фундаментов глубокого заложения получили наибольшее распространение. Они могут устраиваться диаметром до 2 м. практически в любых грунтовых условиях.

Рис. 3. Устройство буронабивных свай

Кессоны (опускные колодцы) целесообразно применять в тех случаях, когда требуется передать большие нагрузки на большую глубину, грунт плохо поддаётся проходке при бурении, а также необходима высокая скорость выполнения строительно-монтажных работ.

Рис. 4. Последовательность устройства опускного колодца

Свайно-плитный фундамент обеспечивает совместную работы как плиты, так и свай. Он эффективен в тех случаях, когда грунт под подошвой фундамента может включиться в работу и воспринять часть нагрузки. Также такой тип фундамента применяется для снижения влияния новых сооружений на старые (в условиях плотной застройки), для уменьшения крена здания, а также в сооружения с несимметричными несущими конструкциями, которые неравномерно передают нагрузку на фундамент. Свайно-плитная конструкция фундамента является наиболее эффективной при строительстве сооружений, передающих большие нагрузки на основание, таких как многофункциональные комплексы, торговые центры и многоэтажные здания.

Рис. 5. Виды свайно-плитных фундаментов

1. Производство шпунтовых и свайных работ/В. В. Верстов, А. Н. Гайдо, Я. В. Иванов; СПбГАСУ. — Спб., 2011. — 292 с.
2. Технология устройства свайных фундаментов: учебное пособие/ В. В. Верстов, А. Н. Гайдо; СПбГАСУ — СПб., 2010. 180 с.
3. Технологии устройства ограждений котлованов в условиях городской застройки и акваторий / А. Н. Гайдо, В. В. Верстов, Я. В. Иванов. — СПб.: СПбГАСУ, 2014. — 368 с.

Фундамент МКД

От устойчивости, прочности и надежности фундамента в многоквартирном доме зависит долговечность постройки. Несущая конструкция принимает нагрузку дома и равномерно ее распределяет

1. Виды фундаментов
2. Ленточный
3. Свайный
4. Железобетонный
5. Ремонт фундамента
6. Гидроизоляция фундамента
7. Заключение

Виды фундаментов

При постройке зданий применяют следующие виды фундаментов по типу конструкции:

• свайные;
• ленточные;
• стаканные;
• свайно-ростверковые;
• плитные;
• столбчатые.

Основа здания бывает сборной, монолитной и сборно-монолитной. Выбор фундамента зависит от условий участка: особенностей ландшафта, уровня грунтовых вод, вида и состояния почвы.

По материалу изготовления фундаменты подразделяются на каменные, железобетонные, ячеистобетонные.

В возведении многоквартирного дома используются ленточные, свайные и железобетонные фундаменты. Другие виды мало распространены при постройке жилых многоэтажек.

Ленточный

Выглядит как лента, проходящая под несущими стенами – по периметру дома и под внутренними простенками или массивными деталями типа колонн.

Материалы изготовления – бут, бетон (или оба одновременно), железобетон, кирпич. Основа бывает монолитной или сборной. Чтобы быстро возвести дом, используют готовые блоки, не дожидаясь, пока материал наберется прочности. У данного способа есть недостатки: влага проникает в участки блочных стыков, которые могут не выдержать напряжения, и тогда фундамент разорвется.

Монолитный возводят с опалубкой. Фундаменты из бута укладывают на раствор из бетона с армированной сеткой. Ширина основы из рваного бута – 0,6 метра, из бутовой плиты – 0,5 метра.

Чаще используют бетонный и железобетонный монолит 35-50 сантиметров ширины (на 20 процентов шире стены).

На ленточном фундаменте возводят многоэтажные кирпичные или силикатные дома, железобетонные здания, каменные, блочные и газобетонные строения. Ленточная основа выдерживает тяжесть двух- и трехэтажных построек. Можно без риска обустраивать подвальное помещение или цокольный этаж. Работы выполняются быстро и без сложности. Дорогостоящими будут только материалы – цемент, щебень, песок, арматура.

По глубине заложения ленточные фундаменты делятся на:

• заглубленные (кирпичные, бетонные строения).;
• мелкозаглубленные (одноэтажные дома из кирпича или дерева).

Свайный

Экономичный, надежный и популярный в многоэтажном строительстве тип фундамента. Водянистая почва, заболоченная местность – предпосылки выбора данного вида. Сваи забивают на такую глубину, чтобы внизу ощущался устойчивый грунт. Как вариант, под сваи дополнительно ставят железобетонные «подушки».

Сваи бывают двух видов:

• забивные;
• набивные.

В первом случае сваи забивают в почву, во втором – в скважину закладывают арматуру и заливают бетон.

Железобетонный

Целесообразно использовать ЖБ-конструкции при сухом и стойком грунте. В монолитном фундаменте МКД (многоквартирный дом)главный материал – заливной железобетон, выдерживающий нагрузки и грунтовые колебания. Роют котлован, ставят крепкую арматуру (соотношение железа и бетона 2:3), засыпают слой песка и непрерывно при помощи насоса загружают бетон. Начинают с углов, разветвлений и краев, заканчивают внутренними деталями стен. Производят виброуплотнение залитой смеси, армирование стыков несущих стен. Составные конструкции укладывают с помощью строительной техники. Их преимущество – в простоте и скорости постройки здания.

Ремонт фундамента

Ремонт фундамента МКД планируют после тщательного обследования с использованием специализированных инструментов и неразрушающих технологий. В техническом заключении отмечают состояние прочности, морозоустойчивости и степень противостояния внешним воздействиям. Потрескавшиеся несущие стены, перегородки и перекосившиеся элементы конструкций – основания для проведения ремонтных работ.

В зависимости от степени изношенности фундамент полностью обновляют, углубляют или расширяют.

Гидроизоляция фундамента

Для сохранения сухости и тепла фундамент защищают от грунтовых вод и осадков – производят гидроизоляцию. Это предотвращает деформацию стен ниже уровня грунта и препятствует набуханию материала от влаги. Попав внутрь конструкции, вода разрушает и арматуру, что приводит к трещинам в стенах и смещению строения. В результате страдает внутренняя отделка дома, появляются плесень и сырость в квартирах.

Традиционные способы гидроизоляции фундамента:

• обмазочная;
• рулонная;
• штукатурная.

В зависимости от выполняемых задач гидроизоляция классифицируется на:

• вертикальная;
• горизонтальная.

Заключение

В основе строения лежит фундамент, определяющий прочность и надежность здания. Грамотное и рациональное его возведение гарантирует дому долговечность, а его жильцам – безопасность и комфорт проживания.

Фундаменты высотных зданий

Высотные здания строятся уже почти сто лет, однако в мире до сих пор нет их единой чёткой классификации. Если в Нью-Йорке, Токио или Шанхае небоскрёбы возводятся по чисто экономическим причинам (слишком дорогая земля), то в Европе, России или Арабских Эмиратах причины немного другие — тут на первый план выходят личные амбиции или вопрос политического престижа. Можно провести аналогию со знаменитыми сталинскими высотками, самая известная из которых — главное здание МГУ с высотой шпиля 239 метров — почти полвека была самым высоким зданием Европы и попала в книгу рекордов Гиннеса.

Так или иначе, по прогнозам, несколько десятилетий спустя проблема нехватки городского пространства затронет все крупнейшие мегаполисы. Нет ничего удивительного в том, что в центре российской столицы активно застраивается район Москва-Сити, в котором на сегодня возведено уже 20 зданий, чья высота превышает 200 метров. Здания, которые по российской классификации относятся к первой категории ответственности (выше 100 метров) уже есть в Екатеринбурге, Ханты-Мансийске, Новосибирске, Грозном. А в Санкт-Петербурге, невзирая на крайне сложный характер грунтов, возводится грандиозный Охта-центр с расчётной высотой 463 метра. Это здание после окончания строительства сразу на 135 метров превзойдёт московский «Меркурий Сити Тауэр» — самое высокое на сегодня многофункциональное здание в Европе.

Строительство высотных зданий сопряжено со множеством проблем. Но если безопасность надземной части зданий связана с качеством материалов и человеческим фактором, то подземная их часть подвергается гораздо большему числу рисков. Просчитать и предвидеть их все не способен самый мощный терабайтовый компьютер. Поэтому проектирование фундаментов высотных зданий является, пожалуй, самым сложным и ответственным моментом в процессе строительства. От успешного проведения начального этапа работ зависит вся дальнейшая судьба небоскрёба и зданий, расположенных по соседству.

Как выбирают тип фундамента высотного здания

Какие нюансы нужно учитывать при проектировании фундамента высотного здания? Прежде всего, конечно, его высоту и конструктивные особенности. Дом может быть одиночной башней или целой группой зданий разной этажности, объединённых общим стилобатом. Ещё римский архитектор Витрувий две тысячи лет назад заповедовал придерживаться пирамидальной формы высоких зданий.

Естественно, чем выше здание, тем сильнее оно давит на основание фундамента. Общая вертикальная нагрузка может достигать астрономических значений.

Важность геологических изысканий

Такое давление способен выдержать далеко не всякий грунт. Инженерно-геологические изыскания — одно из важнейших подготовительных действий при подготовке проекта строительства высотных зданий. Участок под застройку подвергается ультразвуковому сканированию, в земле пробуриваются скважины глубиной до 100 метров. На разных отметках забираются пробы грунта для определения их состава. Общее правило — чем плотнее и твёрже грунт, тем лучше. Идеальный вариант — устройство фундамента высотного здания в скальном грунте. Плотная порода будет помогать элементам фундамента справляться с вертикальными и горизонтальными нагрузками.

В целом строительство высотных зданий возможно на разных грунтах, от пластичных глинистых до скальных. Однако для каждого вида грунтовых условий необходимо подобрать свой тип фундамента.

Величина вертикальной нагрузки на основание и характеристики грунта — два основных фактора, влияющие на выбор типа фундамента высотного здания. Однако тщательному учёту подвергаются и другие факторы:

• наличие сейсмической активности или напряжений пород природного и техногенного происхождения в регионе строительства;
• присутствие источников грунтовых вод, подземных рек, плывунов, карстовых пустот и других подземных аномалий;
• расположение крупных объектов капитального строительства по соседству;
• проходящие в непосредственной близости транспортные коммуникации, тоннели метро, газо- и водопроводы и другие объекты, которые могут либо повлиять на целостность фундамента, либо пострадать в результате неизбежной усадки грунта;
• климатические факторы — прежде всего сезонные перепады температур, частота гроз и скорость ветра. Его сильные порывы на высоте 300–400 метров, равно как и термическое расширение материалов, а также удары молний могут вызвать весьма ощутимые разовые нагрузки на всю конструкцию здания, в том числе на фундамент.

Типы фундаментов

Проведя всесторонний компьютерный анализ данных инженерных и геологических изысканий, авторы проекта могут выбирать тип фундамента высотного здания. Вот его основные типы:

• Фундамент на естественном основании.
• Свайно-плитный фундамент (СПФ).
• Свайные фундаменты глубокого заложения.

Последний тип фундаментов может устраиваться с выемкой грунта и без неё. В первом случае применяются забивные или вдавливаемые сваи. Во втором — буровые сваи, опускные колодцы-кессоны и полые сваи из стальных труб.

Плитные фундаменты

Фундамент на естественном основании (без забивки свай) подходит для строительства сравнительно невысоких зданий (до 75 м), относящихся ко второй категории ответственности. Как правило, фундамент представлен монолитной железобетонной плитой толщиной от 1 до 2,5 метра. В отдельных случаях, когда отсутствуют или маловероятны риски смещения грунта, возможно применение традиционных ленточных и столбчатых фундаментов. Однако плитный фундамент всё равно считается более предпочтительным. Его применяют и при возведении зданий первой категории ответственности (высотой до 100–120 метров). В местах максимальных нагрузок плита снабжается рёбрами жёсткости. Как правило, это области расположения колонн и пилонов.

Данный вид фундамента применён в сталинских высотках. Там горизонтальная основная плита имеет коробчатое вертикальное усиление по периметру. Такая конструкция за шесть десятков лет вполне доказала свою надёжность, учитывая, что высота семи московских небоскрёбов эпохи СССР превышает 200 метров.

Свайные фундаменты

Современные проектировщики склоняются, однако, к более универсальным свайным или комбинированным конструкциям, предоставляющим возможность строить высотные здания на разных типах грунтов.

При строительстве зданий высотой до 200 метров применяются забивные и задавливаемые сваи сечением 300 x 300 и 350 x 350 мм.

При большей высоте зданий обычно под будущим зданием выкапывается котлован, глубина которого зависит от количества помещений, расположенных по проекту под землёй. В этом случае стены котлована подвергаются дополнительному усилению железобетоном, которое защищает фундамент от горизонтальных нагрузок. Фундаменты глубокого заложения предусматривают применение бетонных и стальных свай диаметром до 2 метров и длиной до 83 метров. Именно такие сваи были применены при строительстве Охта-центра на болотистых грунтах Васильевского острова.

При проходке сверхплотных и скальных грунтов применяются опускные колодцы, которые при достижении необходимой глубины заливаются бетоном, становясь обсадной трубой. Именно такую технологию применяют при строительстве сверхвысоких зданий в ОАЭ и Саудовской Аравии, где под относительно неглубоким слоем песка таятся труднопроходимые скальные породы.

Если в зоне строительства присутствуют подземные воды, используются колодцы-кессоны. Вода выдавливается из них при помощи сжатого воздуха.

Комбинированные фундаменты

Комбинированные свайно-плитные фундаменты являются наиболее сложными в плане монтажа, однако позволяют обеспечить устойчивость высотного здания в условиях разнородных грунтов. Примером может опять-таки служить здание Охта-центра в Северной столице.

Суть технологии состоит в том, что оголовки свай привариваются на дне котлована к балкам бетонного ростверка. В Санкт-Петербурге он двуслойный. Нижняя плита, соединённая со сваями, служит опорой для верхней плиты, служащей непосредственной опорой задания. В результате уменьшается давящий и изгибающий момент в отношений оголовков свай. Кстати, такая же схема применена при устройстве фундаментов ряда высоток Москва-Сити.

Теория и практика

Из-за недостатка практического опыта устройства СПФ высотных зданий данная область пока не отражена в ГОСТах и СНиПах. Строители-практики выработали следующие правила:

• несколько свай большой длины всегда лучше большого количества свай коротких. Чем дальше от края фундамента, тем короче должна быть свая;
• максимальные нагрузки на сваи идут по углам и вообще по периметру здания;
• грунт под плитой должен быть переуплотнён — для этого при разработке котлована производится недобор одного–двух метров грунта, а при устройстве свай делается предварительная скважина на 10 % уже диаметра сваи. Когда свая и плита встают на место, грунт принудительно уплотняется.

Учитывая уникальность высотных зданий первой категории ответственности и несовершенство существующей нормативной базы, при строительстве высотных зданий рекомендуется вести постоянный мониторинг состояния грунтов, свай, ростверка и ограждающих бетонных конструкций.

На что следует обратить внимание при устройстве фундамента

Не следует забывать, что существуют первичная и вторичная усадка грунта. Причём после того, как на фундамент начнёт давить вся тяжесть двухсотметровой высотки, деформация грунта может принять критические значения.

При устройстве свайных и комбинированных фундаментов следует обязательно определять области максимальной вертикальной нагрузки. Это места соприкосновения с фундаментом несущих стен, колонн и пилонов. Если в здании присутствует стилобат, места максимальных нагрузок следует выявлять особенно тщательно.

Поиск новых путей

Помимо классических, прошедших проверку временем фундаментов с вертикальными сваями, появились смелые проекты, предусматривающие диагональное расположение свай. Так, изобретатель Амир Сафин запатентовал проект, в котором свайный фундамент представляет собой горизонтальный ростверк, от которого под разными углами вниз отходят залитые бетоном полые металлические сваи, образующие под землёй гиперболоид вращения (нечто вроде песочных часов). Насколько жизнеспособна такая технология, должно показать время.

На сегодня в мире наиболее распространена технология устройства свайного или свайно-плитного фундамента глубокого заложения с выемкой грунта и монтажом заграждения по периметру («стена в грунте»). Она обеспечивает максимальную устойчивость конструкции и надёжную гидроизоляцию цоколя и подземных помещений и фундамента в целом.

Выбор типа фундамента — один из самых главных пунктов в создании рабочего проекта, если вы заказываете проектирование дома. Инженеры компании ООО «Оклэнд» имеет большой опыт в гражданском и промышленном строительстве. С нами вы можете быть уверены, что ваш дом вашей мечты простоит десятилетия.

ФУНДАМЕНТЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

В многоэтажных зданиях резко возрастают нагрузки на фундамен­ты и соответственно на грунт осно­вания. Поэтому кроме рассмотрен­ных в разделе «Малоэтажные здания» ленточных и столбчатых фундаментов в многоэтажных зданиях применяют фундаменты сплошные и свайные (глубокого заложения) .

Сплошные фундаменты (рис.1).

При строительстве многоэтажных каркасных зданий на слабых грун­тах во избежание неравномерной осадки отдельных столбчатых фун­даментов устраивают перекрестные ленточные фундаменты. Они представляют собой систему неразрезных, монолитных железобетонных, взаимно перпендикулярных балок. Если подошва этих лент достигает значительной ширины, их объединяют в сплошную ребристую или безбалочную плиту. В многоэтажных зданиях с несущими стенами при высоте 12 этажей и более подошвы ленточных фундаментов тоже соеди­няются и превращаются в сплош­ную плиту. При сплошной плите значительно увеличивается площадь подошвы фундамента и соответст­венно уменьшается удельное давле­ние на грунт. С такими фундамен­тами здания могут надежно стоять на слабых грунтах.

Так, при строительстве здания ЦУМа в Москве для основания здания были использованы грунты, сильно разжиженные водами р. Неглинки. Здание как бы «плавает» в таком грунте, покоясь на сплошной гигантской железобегонной плите, выполненной в виде чаши.

Рис. 1. Сплошные фундаменты:

а — из перекрестных железобетонных лент; б — сплошная ребристая плита; в — сплошная безба­лочная плита

Свайные фундаменты (рис. 2).

При строительстве на слабых и сжимаемых грунтах (например, на торфяниках) для достижения естественного основания необходимо рытье глубоких котлованов под ленточные или столбчатые фундаменты, что очень дорого и трудоемко. В этом случае применяют свайные фундаменты.

Сваи используют и при прочных грунтах, если технико-экономическое сравнение выявит экономичность их применения. Свайные фундаменты состоят из свай и ростверка.

· Забивные

· набивные.

Забивная свая — это линейная сборная железобетонная конструкция квадратного, круглого или трубчатого сечения. Чаще приеняются квадратные сваи сечением 350×350 мм. Трубчатые сваи (сваи-оболочки) применяют для массивных зданий и сооружений с большими статическими и динамическими нагрузками. Диаметр их от 600 до 1200 мм. Длину свай принимают от 3 до 24 м. Сваи погружают в грунт забивкой (откуда и название свай), вдавливанием или вибрированием.

В прошлом применяли и деревянные сваи из хвойных пород. Почти все здания XVIII — XIX вв. в Ленинграде, в том числе и такое, как Исакиевский собор, покоятся на деревянных сваях.

Набивная свая — это скважина в грунте, заполняемая бетоном с послойным уплотнением вибраторами. Ее главное достоинство — возможность устройства в стесненных условиях, вблизи существующих зданий. По характеру работу сваи подразделяют на сваи-стойки, достигающие прочного грунта и опирающиеся на него, и на висячие сваи, которые прочного грунта не достигают и передают нагрузку на слабый грунт за счет бокового трения.

Рис. 2. Свайные фундаменты:

а — со сваями-стойками; 6, в — со сваями трения (висячими); г — расположение свай рядами; д — то же, кустами; 1,4 — забивные сваи; 2 — несу­щая конструкция здания; 3 — ростверк; 6 — набив­ные сваи

Нагрузка от здания на сваи передается через ростверк.

Ростверкпредставляет собой массивную монолитную или сборную железобе­тонную конструкцию, на которую опираются несущие конструкции здания. Под стены ростверк выполняют в виде ленточного фундамента, под колонны — в виде столбчатых фундаментов. Нижней частью ростверк охватывает и объединяет оголовки свай.

Под ленточный растверк сваи располагают в один или два ряда (парами или в шахматном порядке). Столбчатый ростверк объединяет отдельный куст из нескольких свай, иногда «куст свай» сокращается до одной сваи. Количество свай определяется расчетом. План расположения свай называют свайным полем.

Для массового строительства применяют каркасы из сборного железобетона. Фундаменты для сборных железобетонных колонн делают столбчатыми стаканного типа.

В нем предусматривают гнездо (стакан), куда вставляют колонну при монтаже, выравнивают ее в проектное положение и замоноличивают. Размеры стакана зависят от сечения и высоты колонны. Колонны делают высотой на 1, 2, а иногда и на 3 этажа. Привязку колонн к координационным осям предусматривают по центру колонн в обоих направлениях. При устройстве деформационного шва ставят парные колонны с осевой вставкой.

Рис. 8. Столбчатый фундамент стаканного типа:

1 — плита (с одним или двумя уступами); 2 — подколенник; 3 — сборная железобетонная колон­на; 4 — стакан; 5 — горизонтальные бороздки на колонне для лучшего закрепления ее в стакане; 6 — бетонная подготовка; h_c — глубина стакана; ft. — высота фундамента; а, в — размеры подо­швы фундамента; а_к, б_к — размеры колонны

В нашей стране действует унифицированная типовая серия 1.020—1 для каркасных зданий из сборного железобетона. Конструктивная схема в этой серии — связевая, с обеспечением жесткости здания вертикальными элементами жесткости (железобетонные диафрагмы или стальные связи) и горизонтальными дисками перекрытий. Габариты зданий по серии 1.020—1 приведены на рис. 9.

Дата добавления: 2015-11-10 ; просмотров: 10175 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Как выбрать фундамент для дома

Основа любого строения – фундамент. От правильного ответа на вопрос: «Какой выбрать фундамент для дома?» – зависит качество, прочность и срок службы всего строения.

Чтобы определиться с типом фундамента для дома, необходимо уточнить несколько вопросов:

• Дом какого типа, из какого материала планируется построить и какова будет нагрузка на основание и грунт? Разумеется, дом из камня всегда будет намного тяжелее аналогичного дома из дерева.
• Какой грунт на участке стройки? Сюда входит характеристика грунта, уровень грунтовых вод, глубина промерзания земли и прочее. Чтобы определиться с характеристиками грунта, придется прибегнуть к помощи специалиста-геодезиста.
• Какой рельеф на участке стройки?

Согласно строительным нормативам, существуют специальные формулы для расчета подошвы основания, которые учитывают все эти факторы. Можно воспользоваться ими самостоятельно или обратиться за помощью к специалистам (инженерам-конструкторам), которые выполнят все необходимые расчеты.

Последствия неправильного расчета нагрузки могут быть весьма плачевными. Например, из-за сильных холодов и высокой вспучиваемости почвы дом может «вынести» наверх и перекосить, случается, что фундамент дает трещину или просаживается в грунт.

Типы фундаментов

Имея в распоряжении проектные расчеты и сведения об особенностях грунта, на котором будет возводиться строение, приступаем к выбору фундамента.

Столбчатый

Оптимальный вариант для строений, не оказывающих существенную нагрузку на фундамент, например, небольших домов или хозяйственных построек с каркасными или деревянными стенами.

Такой фундамент представляет собой конструкцию из нескольких столбов, каждый из которых поддерживает строение в точке максимальной нагрузки – пересечении стен, опоры прогонов. Материал столбов – кирпич, бетон, камень.

1. Под каждый столб готовим щебневую подушку.
2. Устанавливаем столбы, размеры и шаг которых нужно рассчитать заранее.
3. Верхняя часть фундамента может быть выполнена из бетонных плит или дерева.

Столбчатый фундамент подходит для промерзающих почв, стоит недорого и возводится достаточно быстро. Его существенный минус – невозможность сооружения подвала или погреба.

Приведу пример из собственного опыта. На ровном участке стояла задача построить каркасный домик-подсобку. Это один из простейших в реализации проектов. По сравнению с другими типами построек, каркасные дома легкие, поэтому был выбран вариант столбчатого фундамента. Бетонные основания были заглублены примерно на 20 см каждый (то есть, по сути, был снят плодородный слой почвы), на них были положен венец – основа несущей деревянной конструкции. Будь этот дом более массивным или построен из бруса, то такой фундамент ему не подошел бы.

Свайный

Вам наверняка приходилось видеть дома на сваях, построенные на берегах рек или в местах возможного подтопления. Вспомните ту же Венецию, где большинство домов уже много веков стоят на сваях.

Свайный фундамент подходит для подвижных и плавающих грунтов, для сложного рельефа.

Свайный фундамент можно сделать и самостоятельно, например, из асбестоцементных труб, соединенных ростверком. При этом необходимо правильно рассчитать количество свай и расстояние между ними. Свайный фундамент станет экономичным решением для дома из бруса, бани, хозпостроек, заборов даже на самых сложных почвах. Активно применяется для строительства домов загородного сегмента.

Свайно-винтовой

В основе технологии – вкручивание в землю винтовых свай. В некоторых случаях конструкцию укрепляют бетонным основанием.

Может применяться на самых сложных почвах. Изначально технология разрабатывалась для возведения промышленных объектов на сложных неоднородных грунтах. Сегодня успешно применяется и в гражданском строительстве.

При всех преимуществах свайно-винтового фундамента (низкие стоимость и трудозатратность, возможность возведения на любом грунте) резко увеличивается сложность всех расчетов и риск серьезной усадки с увеличением массы дома. Винтовой фундамент не подходит для кирпичных конструкций.

Плитный

Плавающий фундамент, представляющий собой монолитную плиту в основании строения. Основным достоинством этого типа фундамента считается его выравнивающие возможности любых подвижек грунта – вертикальных и горизонтальных. При пучинистости почвы бетонная плита равномерно опускается и приподнимается – «плавает». Из минусов – большие затраты на возведение, высокая материалоемкость.

Схема строительства такого фундамента достаточно проста:

• Вырывается небольшой котлован (200-300 мм, глубина зависит от толщины бетонной платформы).
• Следующий этап – сооружение песчаной подушки. Она может покрываться слоем цементной стяжки.
• Устройство съемной опалубки.
• Слой гидроизоляции, который кладется на песчаную подушку с заходом на опалубку, обязателен, он защитит бетонную платформу от разрушения в дальнейшем. С этой же целью для защиты плиты от промерзания применяют утеплитель, который выкладывают по периметру плиты.
• Прочность плиты обеспечивается арматурным каркасом, который строится из металлических прутьев и арматурной сетки. Диаметр прутьев арматуры зависит от толщины платформы.
• Арматура заливается бетоном с высоким классом прочности.

Нужно отметить, что толщина плитного фундамента рассчитывается исходя из планируемой нагрузки. Для одноэтажных небольших зданий это обычно – 200-300 мм. Делать плиту слишком массивной не имеет смысла.

Ленточный

Самый популярный и надежный вид фундамента для кирпичного дома и более легких деревянных сооружений. Обеспечивает прочность и надежность легких строений из дерева или его весовых аналогов, а также решает проблему поддержки многоэтажных сооружений из камня – домов и коттеджей.

Существует 2 подвида ленточного фундамента:

• Сборный – конструкция из нескольких железобетонных блоков. Возводится довольно быстро, но может пропускать влагу в местах стыковки.
• Монолитный – более основательная и дорогостоящая конструкция. В основе лежит опалубка (по дну которой проложены арматура и теплоизоляционный слой), залитая бетоном.

Ленточный фундамент может состоять из нескольких рам, равномерно распределяющих нагрузку между собой, что придает особую прочность и надежность конструкции дома.

На каком основании строить дом, или Какие бывают фундаменты

Виды фундаментов под индивидуальный дом в зависимости от материала, устройства, глубины и других признаков

Прочность и долговечность дома базируется на том, насколько верно выбран и правильно обустроен фундамент. Выбирать его тип нужно с учетом минимум десятков разных факторов, и один из важнейших — тип грунта, на котором будет стоять ваш дом. Устройству фундаментов мы посвятим еще не одну статью в проекте «Дом в фокусе», а начать хотим с перечисления их разновидностей.

По типу конструкции

По типу конструкции фундаменты, которые могут быть использованы под домом в наших широтах, делятся на пять генеральных видов.

1. Ленточный фундамент — один из самых распространенных для индивидуального домостроительства. Он может применяться практически на любом типе грунта. На нем можно ставить не только легкие деревянные или каркасные дома, но и тяжелые — например из кирпича. Суть такого фундамента — в том, что он прокладывается под всеми наружными стенами и капитальными перегородками дома. Таким образом, вся конструкция получает максимальную жесткость. Ленточные фундаменты удобны тем, что подходят под обустройство подвалов — в таком случае стенами подвала как раз и будут ленты фундамента (правда, это зависит от того, насколько высоко подходят грунтовые воды).
   Есть несколько разных типов ленточного фундамента по материалу, способу заливки (или закладки), глубине залегания (более подробно мы поговорим о них в следующих статьях проекта). В каждом индивидуальном случае выбирается свой вариант.
   Как мы уже сказали, ленточный фундамент может быть обустроен на разных грунтах, но обычно его рекомендуют использовать на так называемых средних по плотности грунтах (известняки, сланцы, песчаники, известковый шпат и т. д.). А вот если дом будет располагаться на «плывущем» грунте (в случае Татарстана это может быть, например, заболоченная территория, глинистый грунт, лёсс) — возможно, придется выбрать фундамент другого типа.
   Фото proprofnastil.ru
2. Свайный фундамент — еще один популярный в наших краях вариант, обладающий, впрочем, одним жирным минусом: подвала или цокольного этажа не получится. И еще один недостаток — его невозможно обустроить без применения спецтехники. Такая конструкция представляет собой сваи, заглубленные в грунт до необходимого уровня и объединенные ростверком. Их устанавливают по углам и в местах сильной нагрузки (например, там, где пересекаются несущие стены).
   Свайные фундаменты показаны на тех почвах, которые имеют неприятную способность «плыть или ехать» (те самые глина, лёсс, плывуны, рыхлый песок и другие коварные грунты). Такой фундамент может быть забивным (когда опоры громко забивают в грунт сваебойкой на радость соседям), набивным (когда сначала под сваи бурят скважины, а потом просто заливают туда бетонный раствор) и винтовым (это и вовсе задача для читеров: винтовые сваи с лопастями на конце рабочей части банально вкручиваются в землю, как штопор). Сами сваи могут быть из армированного бетона или, например, из дерева.
   Свайный фундамент считается прочным, стабильным и долговечным, а еще его можно использовать в прибрежных зонах, где грунтовые воды подходят довольно высоко.
3. Столбчатый фундамент — третий по популярности вариант после ленточного и свайного. Его смело можно называть самым дешевым, и он прекрасно ведет себя в промерзающих грунтах. Но не думайте, что перед вами фундамент мечты: его можно использовать только под самые легкие дома (например, под небольшие каркасники), под него желателен ростверк (за исключением тех домов, в конструкции которых уже предусмотрен нижний несущий брус), они плохо переносят боковые нагрузки, а на подвал или цоколь тоже потребуются затраты. Кроме того, грунт под него должен быть с нормальной несущей способностью — ни на песке, ни на лёссе такой фундамент обустроить не получится. Вернее, получится, но не стоит. И еще не рекомендуется возводить столбчатый фундамент на участке с большим перепадом высот — неравномерное давление грунта может опрокинуть некоторые опоры после установки.

Материалом для столбчатого фундамента может быть дерево, бетон, кирпич, камень, армированный бетон или сборные блоки. На таком основании строят не только легкие каркасные дома, но и очень часто — бани, надворные постройки, летние домики.

Фото 1beton.info
Плитный фундамент представляет собой армированную бетонную плиту, которая заливается под всю площадь дома. Это не самый распространенный тип фундамента в наших краях: он очень дорогой. К примеру, калькулятор на сайте одной из строительных компаний Казани показывает, что плитный фундамент площадью 80 квадратных метров под жилое сооружение обойдется в 700 тысяч рублей.

Такое решение выбирается, если дом хочется очень тяжелый (к примеру, кирпичный или каменный), а грунт — непрочный, с низкой несущей способностью. Плита создаст идеально ровное основание для возведения дома, нивелируя подвижки почвы. И даже если грунт будет вспучиваться (двигаться не только в стороны, но и вверх), плитный фундамент просто поднимется сам целиком вместе с почвой. Подвал под ним устроить не получится, зато плита может стать основанием для пола на цокольном этаже.

Состоит плитный фундамент из нескольких слоев: помимо, собственно, самой армированной плиты, под ней укладывается гидроизоляционный слой, еще ниже — слой бетонной подготовки и геотекстиль, а в самом низу обустраивается уплотненное песчаное основание.

Фундамент ТИСЭ (расшифровывается как «технология индивидуального строительства и экологии») — технология, разработанная в середине 90-х годов XX века. Она представляет собой своеобразный гибрид, объединяющий свайную и ленточную технологии. Такое основание сформировано из буронабивных свай, расширенных в нижней части, и поднятого железобетонного ростверка. Для того, чтобы такое сотворить, нужно вооружиться специальным ручным буром, оборудованным режуще-расширительным стаканом, который и создает расширение в виде купола на дне скважины.

ТИСЭ-фундамент набирает популярность, поскольку он довольно универсален. На нем можно поставить нетяжелые дома: двухэтажные из бруса, пенобетона и каркасники, одноэтажные кирпичные. Хорошо такие фундаменты подходят под кирпичные и бетонные заборы, отлично на них стоят бани, гаражи, мастерские. В плане грунтов особых «капризов» нет — фундамент ТИСЭ хорошо себя поведет и на глине, и на супеси, и на лёссе, и на песке.

Кроме того, что тяжелые дома на таком фундаменте не поставишь, еще одним серьезным его недостатком становится невозможность организации цокольного этажа или подвала, а поднятый ростверк оставляет широкие возможности для сквозняка между подполом и землей, так что полы нужно будет утеплять довольно капитально.

Различные типы фундамента изготавливаются из различных материалов. Фото onduline.ru

По материалу

Различные типы фундамента изготавливаются из различных материалов. В зависимости от типа грунта, веса дома, бюджета и еще множества факторов, в наших широтах используются следующие материалы для обустройства основания под дом.

1. Железобетон и бетон. Это самый популярный вариант, который используется более чем в половине случаев.
2. Кирпич — например, столбчатые или ленточные фундаменты порой изготавливаются из кирпича. Правда, это довольно экзотический вариант и используется довольно редко.
3. Дерево. Под легкие садовые домики, под бани и летние кухни могут быть установлены деревянные сваи в фундаменте (чаще всего сосновые). Но это тоже скорее отдельные случаи, нежели генеральная тенденция индивидуального домостроения.
4. Бут — самый сложный и дорогой для обустройства материал для фундамента. Зато он один из самых прочных — фундамент из натурального камня, как обещают обычно строители, простоит века. Обычно бутовые фундаменты обустраивают в тех районах, где этот камень добывают (в Татарстане такие места есть). Иногда крупные куски бута добавляют в бетон при заливке, и тогда такой фундамент называется бутобетонным.

По глубине заложения

Глубина заложения фундамента зависит от того, насколько глубоко промерзает почва. В наших широтах, где морозы стоят добрых пять месяцев в году, часто выбирают заглубленные фундаменты, подошва которых находится ниже уровня промерзания грунта. Для каждого района и типа почвы глубина промерзания будет своей, поэтому единых цифр для всех нет и быть не может.

Мелкозаглубленные фундаменты (с подошвой на уровне примерно 0,2—0,7 м вглубь грунта) применяются на песке или на твердом грунте — там, где почва не изменяет физических показателей при замораживании (не подвержена пучению).

Глубина заложения фундамента зависит от того, насколько глубоко промерзает почва. Фото oaservis.ru

И, наконец, незаглубленный фундамент вообще почти не предполагает наличия подземной части (таким может быть, к примеру, плитный фундамент). Подошву фундамента укладывают прямо на грунт (правда, предварительно удаляется верхний слой почвы и заменяется на песчано-гравийную подушку).

Расчетная глубина промерзания грунта в Татарстане в среднем составляет 1,7 метра. Но для каждой конкретной точки на карте республики эта величина будет своей. Разные типы грунта и разные локации будут давать свои результаты. Поэтому перед тем, как планировать тип фундамента и рассчитывать глубину его залегания, нужно проводить инженерно-геологические изыскания на участке (об этом тоже поговорим в следующих статьях).

По типу сборки

И, наконец, по типу сборки фундаменты могут быть:

• сборными (из блоков, плит или балок, соединенных цементным раствором);
• монолитными (сначала изготавливается опалубка, потом в нее заливается бетон) — и это самый прочный вариант;
• Комбинированными (сборно-монолитными, монолитно-сборными, как угодно).

Как видим, выбор широк. Каждый вариант имеет свои плюсы, минусы и особенности. Поэтому каждый отдельный случай требует внимательного рассмотрения. Повторимся, этой статьей тему фундаментов мы не закрываем, а, наоборот, открываем.