Связь конструкции фундамента с грунтовыми условиями

СХЕМЫ ФУНДАМЕНТОВ

После изучения свойств грунта и оценки гидрогеологических условий на участке определяются с конструкцией фундамента и с глубиной его заложения. Оба эти параметра назначают одновременно.

Если говорить о конструкции, то в малоэтажном индивидуальном строительстве применяют столбчатые, столбчато–ленточные, ленточные, сплошные и свайные фундаменты (рис. 34).

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда применение ленточных фундаментов нецелесообразно. Столбы могут быть деревянные, каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные, железобетонные и металлические. Глубина заложения таких столбов может быть как минимальная (рис. 34, а), так и заложенная на глубину промерзания.

Столбчато–ленточные фундаменты (рис. 34, б) включают столбы, заложенные на глубину промерзания и ленту–ростверк, соединяющую верхние оголовки столбов в единую конструкцию. Отличительная особенность такого фундамента — наличие воздушного зазора в 10… 15 см под лентой. Снаружи зазор закрывается отмосткой, не связанной с лентой–ростверком. При устройстве фундамента на пучинистых грунтах воздушный зазор компенсирует расширение пучинистого грунта, а на непучинистых — обеспечивает "мягкое" опирание дома на основание.

Рис. 34. Разновидности фундаментов: А — столбчатый; Б — столбчато–ленточный; В — ленточный; Г — сплошной; Д — свайный; Е — подвал

 

Ленточные фундаменты (рис. 34, в) представляют собой монолитную или сборную ленту, равномерно загруженную конструкцией дома. Существуют монолитные ленточные фундаменты, которые изготавливают непосредственно на строительной площадке из бетона или бутобетона, и сборные фундаменты, возводимые с применением готовых железобетонных блоков.

Сплошной фундамент (рис. 34, г) в виде монолитной железобетонной плиты или решетки позволяет существенно снизить удельные нагрузки на основание. Он часто применяется на слабых водонасыщенных или просадочных грунтах, при строительстве на насыпных грунтах.

Свайный фундамент (рис. 34, д) применяется на слабых грунтах, а также при поверхностных слабых грунтах, когда достижение естественного основания таким образом считается более целесообразным. Сваи могут быть забивными, выполненными из готовых железобетонных свай, забиваемых в грунт ударными механизмами; и набивными, изготавливаемыми непосредственно в грунте, с заполнением скважины бетоном. По своей работе в грунте, по тому, как передается нагрузка на основание, сваи делятся на висячие, которые передают основную часть нагрузки за счет трения по боковым поверхностям сваи; и на сваи–стойки, передающие основную нагрузку нижней своей частью, опираясь на прочные слои грунта. Эта категория фундаментов сооружается с использованием специальных механизированных средств, недоступных рядовому индивидуальному застройщику, поэтому в данной книге свайные фундаменты не рассматриваются.

Подвал, выполненный по всему периметру дома, можно считать элементом фундамента, передающего вес дома на основание. Стены подвала могут опираться как на плиту (рис. 34, е), так и на ленту.

По глубине заложения фундаменты разделяются на:

заглубленные — у которых подошва располагается на глубине промерзания или ниже (рис. 35, а);

мелкозаглубленные — у которой подошва располагается выше глубины промерзания (рис. 35, б);

незаглубленные — у которых подошва располагается на поверхности грунта или выше (рис. 35, в).

Рис. 35. Виды фундаментов по заглублению: А — заглубленный; Б — мелкозаглубленный; В — незаглубленный

 

Выбирая ту или иную схему фундамента, застройщику следует учитывать, что устройство фундамента под крыльцо, террасу или гараж должно быть увязано с фундаментом дома, с которым они сопряжены.

 

Из жизни

Как‑то зимой решили с друзьями покататься на лыжах, благо хороший дом этим летом построили. Пришли. Крыльцо поднялось мерзлым грунтом почти на 10 см. Дверь открыть было невозможно. Причина — разная глубина заложения фундамента дома и крыльца (рис. 36). Пришлось залезать через окно.

Рис. 36. Крыльцо и дом с разной глубиной заложения фундамента — причина недоразумения

Схема 1

Грунт сложен одним или несколькими слоями надежных грунтов, которые способны нести большую нагрузку (рис. 37, а). Эту схему можно считать наиболее распространенной. Глубина заложения фундамента принимается минимальной, рассчитанной из условия промерзания грунта и конструктивных особенностей сооружения.

Рис. 37. Схемы расположения пластов грунта: А — схема 1; Б — схема 2; В — схема 3; 1 — надежный грунт; 2 — слабый грунт

 

— На скалистых и крупнообломочных грунтах фундамент можно не заглублять: достаточно выровнять поверхность, удалить фрагменты плодородного слоя и выветренные слабые фракции грунта.

— На гравелистых и крупнозернистых песках глубина заложения фундамента может быть около 0,3 м.

— На песке средней крупности глубина заложения фундамента — около 0,3…0,5 м.

— На пылеватых и мелких песках, на супеси, суглинке и глине глубина заложения фундамента зависит от влажности грунта и глубины его промерзания.

При уровне грунтовых вод ниже 2 м глубины промерзания глубина заложения фундамента — не менее 0,5 м.

При уровне грунтовых вод ниже глубины промерзания не более чем на 2 м глубина заложения фундамента — не менее 0,7 м.

При уровне грунтовых вод меньше глубины промерзания глубина заложения фундамента — не менее глубины промерзания.

 

Схема 2

Сверху расположен грунт со слабой несущей способностью, а снизу — грунт с высокой несущей способностью (рис. 37, б). Глубина заложения фундамента и его конструкция зависят от мощности и толщины слоя слабых грунтов, а также — от веса конструкции здания и схемы выбранного фундамента:

— с опорой на надежный грунт (рис. 38, а);

— с опорой на слабый грунт при снижении действующего на него давления (рис. 38, б, в);

— свайный фундамент (рис. 38, г);

— замена слабого грунта на песчаную (гравийную) подушку (рис. 32, д);

— закрепление слабого грунта (рис. 38, е).

Рис. 38. Варианты устройства фундаментов при расположении пластов грунта по схеме 2: 1 — сильный грунт; 2 — слабый грунт

 

Схема 3

Слабонесущий грунт располагается между прочными грунтами (рис. 37, в). Предлагается следующие конструкции фундамента:

Рис. 39. Варианты устройства фундаментов при расположении пластов грунта по схеме 3: 1 — сильный грунт; 2 — слабый грунт

 

— с опорой на верхний прочный слой при развитой подошве фундамента (рис. 39, а);

— свайный фундамент (рис. 39, б);

— с опорой на щебеночную подсыпку (рис. 39, в);

— замена слабого грунта на песчаную подушку (рис. 39, г);

— закрепление слабого грунта (рис. 39, д).

—

Схема 4

Один из вариантов создания фундамента, где под торфяным грунтом (толщина слоя — до 1,2 м) находится слабонесущий слой плывуна большой толщины. Если забивка свай до несущего грунта невозможна, то фундамент с увеличенной площадью подошвы опирают на сам плывун (рис. 40). Вес строения желательно ограничить. Здесь учитывают свойство плывуна снижать свою подвижность в замкнутом ограниченном объеме.

Рис. 40. Устройство фундамента на торфе с плывуном: А — установка опалубки; Б — создание опоры; В — опора с лентой–ростверком; 1 — торф; 2 — плывун; 3 — опалубка; 4 — бетон; 5 — арматура; 6 — асбоцементная труба; 7 — лента–ростверк; 8 — опора

 

Заглубленный фундамент создается с применением погружной несъемной щитовой опалубки, исключающей заполнение скважины плывуном. Вариант создания опоры на плывуне предусматривает использование асбоцементной или щитовой трубы, образующей вертикальную часть опоры.

После создания опоры выполняется обратная засыпка существующим грунтом.

Из городской жизни.

Строительство домов около существующих строений — достаточно распространенное явление в жизни крупных мегаполисов. Высокая себестоимость жилья в обжитых районах — веская причина такого внедрения крупных застройщиков. В отдельных случаях в стенах некоторых домов, наиболее близких к строительной площадке, возникают трещины закритических размеров, отваливается штукатурка, разрушаются магистрали водоснабжения, отопления и канализации. Ослабление несущей способности грунта и вибрации от строительных машин и механизмов приводят существующие строения в аварийное состояние.

 

Если предполагается возводить сооружение около уникального строения, то этот факт может сказаться не только на выборе фундамента и глубины его заложения, но и, возможно, поставит под вопрос реальность выполнения строительства в такой близости от архитектурного шедевра.

— При устройстве ленточного фундамента на склоне высоту уступов делают около 0,5…0,6 м, а длину уступов — не менее 1…1,2 м (рис. 43). Ступени подошвы фундамента можно выполнить и более крупными. Если же они будут слишком "мелкими", то грунт может сгладить их, и строение соскользнет вниз.

Рис. 43. Ступенчатая подошва под ленточным фундаментом на склоне

 

— Если предполагается соединить фундамент и стены основного и смежного с ним строений, то это можно выполнить только после возведения стен, и лучше — после весны, после того, как в грунте пройдет состояние наименьшей несущей способности (рис. 44).

Рис. 44. Соединение смежных строений по этапам: А — выпуск арматуры из основного строения; Б — создание фундамента смежного строения; В — возведение стен смежного строения; Г — бетонирование соединения строений; 1 — фундамент основного строения; 2 — арматура; 3 — фундамент смежного строения; 4 — стены смежного строения; 5 — бетон

 

СХЕМЫ ФУНДАМЕНТОВ

После изучения свойств грунта и оценки гидрогеологических условий на участке определяются с конструкцией фундамента и с глубиной его заложения. Оба эти параметра назначают одновременно.

Если говорить о конструкции, то в малоэтажном индивидуальном строительстве применяют столбчатые, столбчато–ленточные, ленточные, сплошные и свайные фундаменты (рис. 34).

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда применение ленточных фундаментов нецелесообразно. Столбы могут быть деревянные, каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные, железобетонные и металлические. Глубина заложения таких столбов может быть как минимальная (рис. 34, а), так и заложенная на глубину промерзания.

Столбчато–ленточные фундаменты (рис. 34, б) включают столбы, заложенные на глубину промерзания и ленту–ростверк, соединяющую верхние оголовки столбов в единую конструкцию. Отличительная особенность такого фундамента — наличие воздушного зазора в 10… 15 см под лентой. Снаружи зазор закрывается отмосткой, не связанной с лентой–ростверком. При устройстве фундамента на пучинистых грунтах воздушный зазор компенсирует расширение пучинистого грунта, а на непучинистых — обеспечивает "мягкое" опирание дома на основание.

Рис. 34. Разновидности фундаментов: А — столбчатый; Б — столбчато–ленточный; В — ленточный; Г — сплошной; Д — свайный; Е — подвал

 

Ленточные фундаменты (рис. 34, в) представляют собой монолитную или сборную ленту, равномерно загруженную конструкцией дома. Существуют монолитные ленточные фундаменты, которые изготавливают непосредственно на строительной площадке из бетона или бутобетона, и сборные фундаменты, возводимые с применением готовых железобетонных блоков.

Сплошной фундамент (рис. 34, г) в виде монолитной железобетонной плиты или решетки позволяет существенно снизить удельные нагрузки на основание. Он часто применяется на слабых водонасыщенных или просадочных грунтах, при строительстве на насыпных грунтах.

Свайный фундамент (рис. 34, д) применяется на слабых грунтах, а также при поверхностных слабых грунтах, когда достижение естественного основания таким образом считается более целесообразным. Сваи могут быть забивными, выполненными из готовых железобетонных свай, забиваемых в грунт ударными механизмами; и набивными, изготавливаемыми непосредственно в грунте, с заполнением скважины бетоном. По своей работе в грунте, по тому, как передается нагрузка на основание, сваи делятся на висячие, которые передают основную часть нагрузки за счет трения по боковым поверхностям сваи; и на сваи–стойки, передающие основную нагрузку нижней своей частью, опираясь на прочные слои грунта. Эта категория фундаментов сооружается с использованием специальных механизированных средств, недоступных рядовому индивидуальному застройщику, поэтому в данной книге свайные фундаменты не рассматриваются.

Подвал, выполненный по всему периметру дома, можно считать элементом фундамента, передающего вес дома на основание. Стены подвала могут опираться как на плиту (рис. 34, е), так и на ленту.

По глубине заложения фундаменты разделяются на:

заглубленные — у которых подошва располагается на глубине промерзания или ниже (рис. 35, а);

мелкозаглубленные — у которой подошва располагается выше глубины промерзания (рис. 35, б);

незаглубленные — у которых подошва располагается на поверхности грунта или выше (рис. 35, в).

Рис. 35. Виды фундаментов по заглублению: А — заглубленный; Б — мелкозаглубленный; В — незаглубленный

 

Выбирая ту или иную схему фундамента, застройщику следует учитывать, что устройство фундамента под крыльцо, террасу или гараж должно быть увязано с фундаментом дома, с которым они сопряжены.

 

Из жизни

Как‑то зимой решили с друзьями покататься на лыжах, благо хороший дом этим летом построили. Пришли. Крыльцо поднялось мерзлым грунтом почти на 10 см. Дверь открыть было невозможно. Причина — разная глубина заложения фундамента дома и крыльца (рис. 36). Пришлось залезать через окно.

Рис. 36. Крыльцо и дом с разной глубиной заложения фундамента — причина недоразумения

СВЯЗЬ КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТА С ГРУНТОВЫМИ УСЛОВИЯМИ

Очевидно, что на конструкцию фундамента оказывают влияние инженерно–геологические и гидрогеологические условия, выбранная глубина заложения фундамента, наличие смежных строений.

Рассмотрим, как и в какой степени проявляются эти влияния.