Классификация
Самым распространенным вариантом основания под современные здания является мелкое заложение. Рассмотрим, какие существуют виды фундаментов мелкого заложения.
- Ленточный (под самонесущие и несущие стены);
- Столбчатый (под колонны и стены);
- Сборной железобетонный;
- Плитный.
Ленточное основание
Как выполнить расчеты
Расчет фундаментов мелкого заложения нужно начинать с предварительного выбора основных его размеров и конструкции. К основным параметрам относятся: размер подошвы и глубина заложения. После выбора необходимых размеров выполняется расчет по нескольким предельным состояниям:
- По прочности;
- По деформации.
Морозозащитное основание
Первый тип расчета считается дополнительным, поэтому он обязателен лишь в нескольких случаях. А именно: если здание располагается вблизи склона (откоса); если на фундамент будут передаваться очень большие горизонтальные нагрузки; если грунт слабый (текучий, например); если грунт чрезвычайно прочный (скальный). Когда окончательные размеры основания определены, нужно переходить непосредственно к его конструированию.
Информация по проектированию
Неотъемлемой частью создания проекта здания является проектирование фундаментов мелкого заложения (если используемый тип основания именно этот). С учетом инженерных и геологических условий строительной площадки, а также с учетом возможных технических решений, принимается статическая схема здания, конструктивные и объемно-планировочные решения, а также высотная и плановая привязка.
Последовательность проектирования
Рассмотрим последовательность проектирования фундаментов для современных строительных сооружений. В первую очередь, это определение глубины заложения основания. Известно, что с уменьшением глубины закладки уменьшается и затрачиваемый материал, поэтому снижается стоимость строительства. Но прежде чем окончательно выбрать глубину заложения, нужно учесть несколько факторов, среди которых главными являются:
- Геология и гидрогеология участка;
- Глубина промерзания грунта;
- Конструкция будущего здания (наличие подвала, соседнего фундамента, определение будущей глубины прокладки подземных коммуникаций и так далее).
Проектирование фундаментов
После первого этапа проектирования проводится расчет осадки. Осадка основания рассчитывается методом суммирования слоев в пределе сжимаемой толщины. Например, если по предварительным расчетам величина осадки будет меньше 40% от предельно допустимой, то размер подошвы самого фундамента нужно корректировать. При этом нужно исходить от большего значения давления на грунт (на 20% больше).
В случае, когда расчетная осадка основания больше, чем допустимая, то условие не выполняется, поэтому необходимо увеличить подошву и глубину ее заложения. Еще одним выходом может стать искусственное улучшение фундамента. Потребуется снова рассчитать осадку, в результате чего проверить, выполняется ли условие. Повторный расчет можно выполнить с помощью ПЭВМ и программного обеспечения.
Конструкция основания
СНиП «фундаменты мелкого заложения» гласит, что перерыва между окончанием подготовки котлована и между устройством самого фундамента быть не должно. В случае вынужденного перерыва, нужно принять меры по сохранению свойств грунта. То есть, нужно зачистить котлован на 5-10 см непосредственно перед самим устройством фундамента.
Также согласно нормам, нужно успеть отвести подземные и поверхностные воды еще до устройства фундамента. Способ отвода воды выбирается, исходя из местных условий. Необходимо также предпринять меры против вероятности выноса грунта из-под возводимого сооружения.
Конструкции неглубоких оснований
Рассмотрим конструкции фундаментов не глубокого заложения. Он может быть монолитным, сборным, изготовленным в котловане или состоящим из бетонных (железобетонных) блоков. Промежуточным вариантом является сборно-монолитный фундамент, состоящий из сборных частей, которые омоноличиваются бетоном непосредственно на месте стройки.
Если нужен фундамент под колонну, тогда подойдет монолитный из железобетона, или сборной стаканного типа. В конструирование основания входят операции по определению количества ступеней, по расчету высоты, по выбору арматуры, а также по расчету фундамента на раскол и продавливание. Вообще фундаменты могут представлять собой каменные, кирпичные, бетонные или железобетонные столбы, опорная часть которых уширена.
Чаще всего наклонная боковая грань фундамента уширяется к подошве уступами. Размеры уступов определяются предельным углом наклона (такой угол, при котором в фундаменте нет растягивающего напряжения).
Устройство фундаментов мелкого заложения — это строительство основания, глубина которого колеблется в пределах 80-120 см при подготовке. Тип (ленточный или столбчатый) определяется характеристиками сооружения. Нужно отметить, что мелко заглубленный фундамент относится к конструкции, у которой отношение высоты и ширины подошвы составляет 4 (ширина подошвы в 4 раза больше высоты).
Важность учета подступления грунтовых вод
Глубина залегания грунтовых вод в значительной степени влияет на выбор типа фундамента для будущего сооружения. Если они располагаются очень близко к поверхности, то конструкцию мелкого заглубления в таком случае использовать запрещается. Уровень промерзания грунта в РФ составляет 1,5 метров (в среднем), поэтому глубина заложения должна быть не менее 1,7-1,8 метров. Но в случае глубокого залегания грунтовых вод (более 2 метров) можно применять основание мелкого заглубления (0,5-0,7 метров).
Грунтовые воды и фундамент
Вывод
Основная проблема выбора типа основания связана с уровнем залегания грунтовых вод и с показателями грунта на строительной площадке. К характеристикам почвы в первую очередь относится пучинистость. Пучинистый – это пылеватый и мелкий песок, супесь, глинистая почва и суглинок. Так как грунт имеет свойство промерзать, то он увеличивается в объеме, величина которого зависит от его типа. Поэтому, если выталкивающая нагрузка не будет уравновешиваться нагрузкой здания, тогда локальная деформация со временем приведет к разрушению фундамента, а, значит, и самого здания.