Общие сведения о фундаментах

Любое сооружение опирается на верхние слои горных пород земной коры. Все горные породы в совокупности называют в этом случае грунтами. Грунты, непосредственно воспринимающие нагрузку от сооружения и деформирующиеся под ее воздействием, называют основанием сооружения. Основания могут быть естественными и искусственными. Искусственные основания – это такие основания, когда свойства грунтов искусственно улучшают (например, уплотнением, цементацией, силикатизацией и т.д.).

Из механики грунтов известно, что грунты под действием нагрузки от сооружения деформируются и эти деформации будут тем больше, чем выше в грунте напряжения. Деформации грунта вызывают осадку сооружения и эти деформации будут тем больше, чем выше в грунте напряжения. Напряжения не должны быть более предельных, чтобы не создавать опасности для сооружения и устойчивости основания. Становится очевидным, что необходимо сооружение запроектировать так, чтобы в грунтах не возникали недопустимые напряжения. Чтобы передать и распределить заданную нагрузку от сооружения на основание, между основанием и сооружением вводят специальную заглубленную в грунт конструкцию, которую называют фундаментом (рис. 1.1).

Рис.1.1 Схема фундамента под сооружение. 1 – надфундаментная часть; 2 – гидроизоляция; 3 – фундамент; 4 - основание; 5 – условный контур основания; 6 – граница раздела грунтов.

Чтобы обеспечить устойчивость сооружения, фундаменты располагают на прочных грунтах. От глубины залегания прочных грунтов зависят типы фундаментов, условия их работы в грунте, его конструкция и способ возведения.

Типы фундаментов. Фундаменты можно разделять по различным признакам, по: виду материалов; условиям изготовления; глубине заложения; форме; характеру работы под нагрузкой и другим признакам.

По материалу фундаменты бывают деревянные, каменные, бетонные, железобетонные, металлические.

По условиям изготовления фундаменты различают: монолитные, возводятся непосредственно в котловане; сборные, которые изготавливаются заранее на заводе.

По глубине заложения фундаменты условно разделяют на две основные группы – мелкого и глубокого заложения.

Если подошва фундамента расположена на глубине 5-6 м и отношение этой глубины к ширине подошвы не превышает 1.5…2, то такой фундамент называют фундаментом мелкого заложения и возводят в отрытом котловане.

Если подошва фундамента расположена на глубине более 5-6 м и отношение этой глубины к ширине подошвы превышает 1.5…2, то такой фундамент называют фундаментом глубокого заложения. Такие фундаменты подразделяются на свайные, опускные колодцы и кессонные.

По конструктивной форме фундаменты подразделяют: отдельные, ленточные, сплошные, массивные, смешанные и свайные (рис.1.2).

Рис.1.2 Типы фундаментов а – ленточный фундамент; б – фундамент под колонну; в – плита; г – массивный фундамент под опору; д – свайный фундамент; е – фундамент глубокого заложения.

Отдельно стоящие - устраивают под колонны, опоры и устои мостов, гидросооружений, под оборудования. Ленточные - выполняют в виде непрерывных параллельных или перекрестных лент под всеми протяженными несущими конструкциями – стенами зданий, под подпорными стенами и другими аналогичными сооружениями большой протяженности. Сплошные -располагают под всей площадью сооружения в виде плиты. Массивные – устраивают под отдельно стоящие тяжело нагруженные опоры или сооружения. Смешанные – представляют собой сочетание ленточного или сплошного со столбчатым. Свайные – состоят из одиночных свай, куста или рядов свай, объединенных поверху плитой, которая воспринимает нагрузку от сооружения.

По характеру работы под нагрузкой различают жесткие и гибкие фундаменты. Жесткие фундаменты выполняются из бетона. Угол развития таких фундаментов не превышает предельного угла развития напряжений в бетоне. Эти фундаменты работают в основном на сжатие, растягивающие напряжения либо отсутствуют, либо они небольшие.

При слабых грунтах бывает необходимость значительно развивать площадь подошвы фундамента. Тогда они становятся гибкими, работают на изгиб и их надо армировать.