Назначение фундаментов, подземной части здания, - передавать все нагрузки на грунт основания и ограждать подвальные помещения от внешней среды.
От прочности и устойчивости фундаментов зависит общая прочность, устойчивость и деформативность здания.
При проектировании фундаментов выбирают тип, размер и способ их устройства, которые будут зависеть от материала и конструкции фундамента, глубины его заложения, давления под подошвой, возможных осадок.
В строительстве гражданских зданий широко применяют железобетонные фундаменты. Они бывают трех типов: отдельные (под каждой колонной), ленточные (под несущими стенами), сплошные (под всем зданием).
Фундаменты возводят как на естественных основаниях, так и на сваях.
Группа свай, объединенная по верхней их части распределительной железобетонной плитой-ростверком, образует свайный фундамент.
Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн.
Ленточные фундаменты целесообразно применять при неоднородных грунтах и внешних нагрузках, различных по величине, так как они выравнивают неравномерные осадки основания.
Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна или деформации основания под ними более допустимых, то устраивают сплошные фундаменты. Они в еще большей мере выравнивают осадки основания. Эти фундаменты применяют при слабых и неоднородных грунтах, а также при значительных и неравномерно распределенных нагрузках.
Фундаменты работают в сложных условиях, подвергаясь силовым и не силовым воздействиям различного характера.
Силовые воздействия – нагрузки от веса здания и грунта, силы пучения, сейсмические удары, упругая реакция грунта, вибрации – вызывают сжимающие, сдвигающие и изгибающие напряжения, результатом которых могут быть недопустимые деформации фундаментов и их разрушения.
Не силовые воздействия – переменные температуры и влажность грунта и воздуха, избыточное увлажнение, воздействие агрессивных химических веществ и биологических факторов – могут привести к нежелательным разрушительным процессам в фундаментах.
Особое значение при проектировании фундаментов имеют воздействия сил пучения грунта. Пучинистые грунты отличаются тем, что в процессе сезонного промерзания увеличиваются в объеме, что проявляется в подъеме грунта. При этом деформации пучения под отдельными частями здания могут отличаться.
Строительные нормы предусматривают заглубление подошвы фундаментов на пучинистых грунтах ниже расчетной глубины промерзания. При этом должна обеспечиваться неподвижность здания. Касательные силы пучения, которые действуют по боковой поверхности фундаментов при смерзании с грунтом в 5-10 раз меньше нормальных и могут уравновешиваться весом здания. Иногда веса малоэтажного здания не хватает для уравновешивания касательных сил пучения грунтов.
В малоэтажных зданиях, построенных на ленточных фундаментах из сборных блоков, при промерзании сильнопучинистых грунтов всего на 0,6 метра происходят деформации пучения от касательных сил повторяющиеся ежегодно.
Глубина заложения фундамента – это расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы фундамента
Она принимается с учетом конструктивных особенностей здания, нагрузок, глубины прокладки инженерных коммуникаций, рельефа местности, инженерно-геологических особенностей, глубины сезонного промерзания грунтов.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта для различных регионов России отличается и составляет: для Москвы-140см, Архангельск и Самара-160см, Санкт-Петербург-120см, Псков и Смоленск-110см, Екатеринбург и Пермь-190см.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта будет зависеть от влияния теплового режима здания.
Для малоэтажного жилья разумнее внедрять идеи малозаглубленных поверхностных фундаментов, в сооружении которых был накоплен огромный исторический опыт.
Поверхностные фундаменты были известны давно. Все знают малозаглубленный фундамент на неглубоких столбах с деревянной забивкой бревнами по верху. Такие фундаменты делали на Руси повсюду. Каждый такой фундамент окружали завалинкой- ограждением из досок вокруг дома, с засыпкой пространства внутри опилками, шлаком и прочим сыпучим материалом. Эта завалинка служила теплоизоляцией боковой поверхности фундамента, уменьшая промерзание и потери тепла.
Сейчас в России разработаны и внедряются новые технологии для утепления фундаментов с использованием пенополистирола.
Технологии устройства защищенных от мороза фундаментов мелкого заложения носят название ПТФ – поверхностный теплоизолированный фундамент.
В процессе промерзания в грунтах происходит рост кристаллов льда за счет поступления воды из незамерзших слоев или от накопившейся воды в осенний период. Силы пучения настолько велики, что могут поднять фундамент, если он не заглублен ниже границы промерзания. В результате поверхность грунта поднимается до 10-15 сантиметров, вместе с домом.
ПТФ представляет собой обычный фундамент, под подошвой которого укладывается слой теплоизоляционного материала (экструдированного пенополистирола), который может воспринимать нагрузки от сооружения и предотвратить промерзание грунта ниже подошвы.
ПТФ эффективен и для свайных фундаментов: под свайным ростверком также не должно быть мерзлого грунта.
Прочность полистирола более высокая, чем у большинства грунтов. Он сжимаем не более чем грунт, а долговечность его ничуть не меньше, чем у более прочных материалов.
С учетом силовых и не силовых воздействий, фундаменты должны отвечать всем эксплуатационным требованиям: прочности, устойчивости, пространственной жесткости, долговечности, стойкости к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессивности среды.
Кроме этого фундаменты должны удовлетворять требованиям технологического строительства, минимуму экономических затрат и времени на их возведение.
Стоимость фундаментов должна составлять 4-6 процентов общей стоимости здания, но она может быть снижена за счет тщательной проработки конструкции фундамента.
Строительными материалами, наиболее полно отвечающими требованиям, предъявляемым к конструкциям фундаментов, являются бетон, железобетон, естественный камень, бутобетон и металл (в свайных фундаментах).
Доцент УралГАХА Л.А.Заграничнова
Доцент УГУПС В.В.Орлов
От прочности и устойчивости фундаментов зависит общая прочность, устойчивость и деформативность здания.
При проектировании фундаментов выбирают тип, размер и способ их устройства, которые будут зависеть от материала и конструкции фундамента, глубины его заложения, давления под подошвой, возможных осадок.
В строительстве гражданских зданий широко применяют железобетонные фундаменты. Они бывают трех типов: отдельные (под каждой колонной), ленточные (под несущими стенами), сплошные (под всем зданием).
Фундаменты возводят как на естественных основаниях, так и на сваях.
Группа свай, объединенная по верхней их части распределительной железобетонной плитой-ростверком, образует свайный фундамент.
Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн.
Ленточные фундаменты целесообразно применять при неоднородных грунтах и внешних нагрузках, различных по величине, так как они выравнивают неравномерные осадки основания.
Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна или деформации основания под ними более допустимых, то устраивают сплошные фундаменты. Они в еще большей мере выравнивают осадки основания. Эти фундаменты применяют при слабых и неоднородных грунтах, а также при значительных и неравномерно распределенных нагрузках.
Фундаменты работают в сложных условиях, подвергаясь силовым и не силовым воздействиям различного характера.
Силовые воздействия – нагрузки от веса здания и грунта, силы пучения, сейсмические удары, упругая реакция грунта, вибрации – вызывают сжимающие, сдвигающие и изгибающие напряжения, результатом которых могут быть недопустимые деформации фундаментов и их разрушения.
Не силовые воздействия – переменные температуры и влажность грунта и воздуха, избыточное увлажнение, воздействие агрессивных химических веществ и биологических факторов – могут привести к нежелательным разрушительным процессам в фундаментах.
Особое значение при проектировании фундаментов имеют воздействия сил пучения грунта. Пучинистые грунты отличаются тем, что в процессе сезонного промерзания увеличиваются в объеме, что проявляется в подъеме грунта. При этом деформации пучения под отдельными частями здания могут отличаться.
Строительные нормы предусматривают заглубление подошвы фундаментов на пучинистых грунтах ниже расчетной глубины промерзания. При этом должна обеспечиваться неподвижность здания. Касательные силы пучения, которые действуют по боковой поверхности фундаментов при смерзании с грунтом в 5-10 раз меньше нормальных и могут уравновешиваться весом здания. Иногда веса малоэтажного здания не хватает для уравновешивания касательных сил пучения грунтов.
В малоэтажных зданиях, построенных на ленточных фундаментах из сборных блоков, при промерзании сильнопучинистых грунтов всего на 0,6 метра происходят деформации пучения от касательных сил повторяющиеся ежегодно.
Глубина заложения фундамента – это расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы фундамента
Она принимается с учетом конструктивных особенностей здания, нагрузок, глубины прокладки инженерных коммуникаций, рельефа местности, инженерно-геологических особенностей, глубины сезонного промерзания грунтов.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта для различных регионов России отличается и составляет: для Москвы-140см, Архангельск и Самара-160см, Санкт-Петербург-120см, Псков и Смоленск-110см, Екатеринбург и Пермь-190см.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта будет зависеть от влияния теплового режима здания.
Для малоэтажного жилья разумнее внедрять идеи малозаглубленных поверхностных фундаментов, в сооружении которых был накоплен огромный исторический опыт.
Поверхностные фундаменты были известны давно. Все знают малозаглубленный фундамент на неглубоких столбах с деревянной забивкой бревнами по верху. Такие фундаменты делали на Руси повсюду. Каждый такой фундамент окружали завалинкой- ограждением из досок вокруг дома, с засыпкой пространства внутри опилками, шлаком и прочим сыпучим материалом. Эта завалинка служила теплоизоляцией боковой поверхности фундамента, уменьшая промерзание и потери тепла.
Сейчас в России разработаны и внедряются новые технологии для утепления фундаментов с использованием пенополистирола.
Технологии устройства защищенных от мороза фундаментов мелкого заложения носят название ПТФ – поверхностный теплоизолированный фундамент.
В процессе промерзания в грунтах происходит рост кристаллов льда за счет поступления воды из незамерзших слоев или от накопившейся воды в осенний период. Силы пучения настолько велики, что могут поднять фундамент, если он не заглублен ниже границы промерзания. В результате поверхность грунта поднимается до 10-15 сантиметров, вместе с домом.
ПТФ представляет собой обычный фундамент, под подошвой которого укладывается слой теплоизоляционного материала (экструдированного пенополистирола), который может воспринимать нагрузки от сооружения и предотвратить промерзание грунта ниже подошвы.
ПТФ эффективен и для свайных фундаментов: под свайным ростверком также не должно быть мерзлого грунта.
Прочность полистирола более высокая, чем у большинства грунтов. Он сжимаем не более чем грунт, а долговечность его ничуть не меньше, чем у более прочных материалов.
С учетом силовых и не силовых воздействий, фундаменты должны отвечать всем эксплуатационным требованиям: прочности, устойчивости, пространственной жесткости, долговечности, стойкости к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессивности среды.
Кроме этого фундаменты должны удовлетворять требованиям технологического строительства, минимуму экономических затрат и времени на их возведение.
Стоимость фундаментов должна составлять 4-6 процентов общей стоимости здания, но она может быть снижена за счет тщательной проработки конструкции фундамента.
Строительными материалами, наиболее полно отвечающими требованиям, предъявляемым к конструкциям фундаментов, являются бетон, железобетон, естественный камень, бутобетон и металл (в свайных фундаментах).
Доцент УралГАХА Л.А.Заграничнова
Доцент УГУПС В.В.Орлов
