Тема 4: Фундаменты, основания.

1. Понятие о искусственных и естественных основаниях. Требования к естественным основаниям. Краткая характеристика грунтов.

2. Требования к фундаментам. Глубина их заложения. Классификация фундаментов по конструктивным схемам, материалу, характеру работы, глубины заложения.

3. Конструктивное решение сплошных и прерывистых ленточных фундаментов из сборных элементов. Устройство фундаментов на осадочных грунтах. Столбчатые фундаменты, область их применения, конструктивные решения. Фундаментные блоки их назначение.

4. Фундаменты из сплошных плит, область их применения. Свайные фундаменты. Область их применения, классификация их по материалу, характеру работы, конструктивным решениям, глубины заложения. Фундаменты из забивных и набивных свай. Ростверк. Его конструктивное решение.

5. Гидроизоляция подвалов и подполий от грунтовых вод и грунтовой сырости. Отмостки и приямки. Их конструктивное решение.

 

Основанием ___________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Естественные основания – ______________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Искусственные основания – ______________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

При возведении зданий на естественном основании могут быть использованы грунты при следующих условиях:

- ______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- ______________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

- ______________________________________________________________________________

Пучинистость – ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

- _____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

 

 

В качестве оснований могут быть использованы различные грунты:

- скальные – ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- крупнообломочные – ___________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- песчанистые. _________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- глинистые, ___________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- лессовидные __________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- насыпные, ____________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Выбор основания производится исходя из инженерно-геологических изысканий.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Во время обследования выработки (шурфа или скважины) необходимо замерить высоту почвенного или насыпного слоя, т. к. их, как правило, не используют в качестве основания, из-за низкой несущей способности и неоднородности (ослаблен органическими примесями, атмосферной влагой, включениями обломков камней, железобетонных конструкций, мусора в насыпных грунтах) таких видов грунтов. При строительстве его обычно убирают (для этого и замеряют высоту насыпного слоя) и основанием служат несущие слои грунта (глины, суглинки, пески, супеси) находящиеся под почвенно-растительным слоем или насыпным грунтом.

 

 

Рис. 4.1. Пример оформления геологического разреза

а – план расположения скважин;

б – пример описания пород буровой скважины;

в – геологический разрез.

 

Если грунты в природном состоянии обладают слабой несущей способностью и не могут быть использованы в качестве естественного основания, то применяются искусственные основания.

Искусственные основания получают путем:

- ______________________________________________________________________________

- ______________________________________________________________________________

- ______________________________________________________________________________

 

Искусственное улучшение свойств слабого грунта достигается путем поверхностного или глубинного уплотнения. Поверхностное уплотнение грунта производят катками (на глубину 15—20 см) с добавлением в грунт крупных фракций щебня, трамбованием пневматическими трамбовками или трамбовочными плитами (на глубину до 1,5—2 м) и другими механическими способами. Глубинное уплотнение слабых грунтов выполняют при помощи грунтовых или песчаных свай, образуемых путем пробивания скважин и заполнения их грунтовым материалом.

 

Более сложным способом искусственного улучшения свойств грунтов является их закрепление различными вяжущими материалами, нагнетаемыми под давлением через инъекторы (трубочки с дырочками) закрепляющих составов: цементное молоко (цементация), раствор жидкого стекла и отвердителя (силикатизация), горячий битум или холодная битумная мастикой (битумизация). Вяжущие материалы после отвердения связывают частицы грунта в прочный камневидный монолит.

 

Замена грунта производится, если все прочие методы оказываются не эффективными, замена производится послойно с уплотнением каждого из слоев. Простейшим видом грунтовых искусственных оснований являются песчаные подушки. Слой слабого грунта под будущим фундаментом удаляют и вместо него укладывают песок слоями 150-200 мм (с тщательным уплотнением). Подушки можно устраивать также из материала с большей несущей способностью: гравия, щебня или смеси грунта с гравием или щебнем.

Фундамент – ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Первым фактором по важности для выбора типа фундамента является геологические характеристики грунтов участка строительства.

Второй важный фактор - это нагрузка на фундамент, которая состоит из суммы веса всех конструкций и полезной нагрузки (от людей, мебели, оборудования), которые находятся выше проектируемого фундамента.

Третьим основным фактором является выбор глубины залегания фундамента и необходимость устройства дренажа (мероприятия по отводу воды ниже отметки низа фундамента) и гидроизоляции.

 

Фундаменты подвергаются влиянию внешних воздействий как силовых так и не силовых.

Силовые: нагрузка от массы здания и грунта, отпор грунта, силы пучения, вибрации и так далее.

Не силовые: переменные температуры, влажность, воздействие химических веществ, деятельность грибков и бактерий.

 

 

Рис. 4.2 Внешние воздействия на фундамент.
1 – _____________________________________________________

2 – _____________________________________________________

3 – _____________________________________________________

4 – _____________________________________________________

5 – _____________________________________________________

6 – _____________________________________________________

7 – _____________________________________________________

8 и 9 – __________________________________________________

10 – ____________________________________________________

 

Фундаменты здания должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать достаточной прочностью, устойчивостью на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы, сопротивляться влиянию атмосферных факторов (морозостойкость), а также влиянию грунтовых и агрессивных вод (водостойкости), соответствовать по долговечности сроку службы здания, быть экономичными и индустриальными в изготовлении.

 

Фундаменты можно классифицировать:

по характеру работы на:

- ______________________________________________________________________________

- ______________________________________________________________________________

по материалу на: _______________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

по способу производства:

- ______________________________________________________________________________

- ______________________________________________________________________________

по глубине заложения:

- ______________________________________________________________________________

- ______________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Рис. 4.3. Глубина заложения фундамента

а – _____________________________________________________________

б – _____________________________________________________________

в – _____________________________________________________________

 

Глубина заложения фундамента будет зависеть: ____________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Рис. 4.4. Определение глубины заложения фундаментов

1 – _____________________________________________________

2 – _____________________________________________________

3 – _____________________________________________________

4 – _____________________________________________________

5 – _____________________________________________________

6 – _____________________________________________________

7 – _____________________________________________________

8 – ____________________________________________________

9 – _____________________________________________________

h_ф – ____________________________________________________

b – _____________________________________________________

 

 

По конструктивной схеме фундаменты подразделяются на:

 

 

 

Рис. 4.5. Конструктивные схемы фундаментов

а – ____________________________________

б – ____________________________________

в – ____________________________________

г – ____________________________________

 

 

- ленточные, ___________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

 

 

Рис. 4.6. Поперечные сечения ленточных фундаментов

а – ____________________________________________________________________________

б – ____________________________________________________________________________

в – ____________________________________________________________________________

г – ____________________________________________________________________________

1 – ____________________________________________________________________________

2 – ____________________________________________________________________________

3 – ____________________________________________________________________________

4 – ____________________________________________________________________________

h – ____________________________________________________________________________

 

- столбчатые, __________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

 

Рис. 4.7. Столбчатые фундаменты

1 – ____________________________________________________________________________

2 – ____________________________________________________________________________

3 – ____________________________________________________________________________

4 – ____________________________________________________________________________

5 – ____________________________________________________________________________

6 – ____________________________________________________________________________

7 – ____________________________________________________________________________

8 – ____________________________________________________________________________

9 – ____________________________________________________________________________

10 – ___________________________________________________________________________

11 – ___________________________________________________________________________

 

- сплошные или плитные, ________________________________________________________

 

 

Рис. 4.8. Сплошной фундамент

1 – _______________________________________________________

2 – _______________________________________________________

 

- свайные, ______________________________________________________________________

 

 

Рис. 4.9. Свайные фундаменты

а – ______________________________________

б – ______________________________________

1 – ______________________________________

2 – ______________________________________

3 – ______________________________________

4 – ______________________________________

5 – ______________________________________

6 – ______________________________________

______________________________________

 

Ленточные фундаменты.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Рис. 4.10 Конструкция ленточных фундаментов

а – ____________________________________________________________________________

б – ____________________________________________________________________________

в – ____________________________________________________________________________

1 – ____________________________________________________________________________

2 – ____________________________________________________________________________

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 4.11. Типы ленточных фундаментов по способу изготовления

 

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Рис. 4.12. Элементы сборного ж/б фундамента

а – фундаментный стеновой блок;

б – блок подушка.

 

 

На сборные фундаментные блок-подушки разработана серия 1.112.1-5, которая предусматривает различные геометрические размеры. Блоки-подушки изготавливают толщиной 300 и 500 мм, шириной от 800 до 3200 мм, (800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2400, 2800, 3200 мм), длиной 780, 1180, 2480 мм.

Рис. 4.12. Блок-подушки

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

В практике строительства применяют сборные фундаментные блоки шириной 300, 400, 500 и 600 мм, высотой 580 мм. и длиной от 900 до 2400 мм. (880, 1180, 2380 мм).

Например, ФБС24.5.6-Т (фундаментный блок стеновой; длина, ширина, высота в дм, Т – тяжелый бетон).

 

Рис. 4.13. Фундаментные блоки стен.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Рис. 4.15. Ленточный сборный фундамент из крупных блоков

а – ____________________________

б – ___________________________

1 – ____________________________

2 – ____________________________

3 – ____________________________

4 – ____________________________

5 – ____________________________

6 – ____________________________

 

 

Рис. 4.16. Общий вид ленточного сборного фундамента

1 – ________________________________________________________

2 – ________________________________________________________

3 – ________________________________________________________

4 – ________________________________________________________

 

 

Рис. 4.17. Сопряжение фундаментов продольных и поперечных стен

а – ____________________________________________

б – ____________________________________________

в – ____________________________________________

1 – ____________________________________________

2 – ____________________________________________

3 – ____________________________________________

 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 4.18. Ленточные фундаменты из блок-подушек и фундаментных стеновых блоков

а – ____________________________________________________________________________

б – ____________________________________________________________________________

1 – ____________________________________________________________________________

2 – ____________________________________________________________________________

 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 4.19. Устройство фундаментов

а – ____________________________________________________________________________

б – ____________________________________________________________________________

в – ____________________________________________________________________________

1 – ____________________________________________________________________________

2 – ____________________________________________________________________________

3 – ____________________________________________________________________________

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Рис. 4.20. Устройство уступов

а – общий вид;

б – фрагмент фундамента.

Столбчатые фундаменты.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 4.21. Каменные столбы
а – ____________________________________________________________________________

б – ____________________________________________________________________________

в – ____________________________________________________________________________

1 – ____________________________________________________________________________

2 – ____________________________________________________________________________

3 – ____________________________________________________________________________

4 – ____________________________________________________________________________

5 – ____________________________________________________________________________

6 – ____________________________________________________________________________

7 – ____________________________________________________________________________

8 – ____________________________________________________________________________

9 – ____________________________________________________________________________

10 – ___________________________________________________________________________

11 – ___________________________________________________________________________

12 – ___________________________________________________________________________

 

 

 

Рис. 4.22. Столбчатые фундаменты

1 – ___________________________________________________________

2 – ___________________________________________________________

3 – ___________________________________________________________

 

Рис. 4.23. Типы столбчатых фундаментов по способу изготовления

 

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Рис. 4.24. Столбчатые фундаменты под отдельно стоящие колонны

1 – _____________________________________________________

2 – _____________________________________________________

3 – _____________________________________________________

 

Сплошныефундаменты _________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 4 25. Монолитный фундамент

 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных направлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите. На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при стеновой – рёбра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя, таким образом, замкнутые сечения различной конфигурации.

 

Рис. 4.26. Сплошные фундаментные плиты

а – ____________________________________________________________________________

б – ____________________________________________________________________________

Свайные фундаменты __________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Конструкции свайных фундаментов классифицируют:

- по характеру работы ___________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Рис. 4.27. Свайные фундаменты

а – _________________________________________________________

б – _________________________________________________________

1 – _________________________________________________________

2 – _________________________________________________________

3 – _________________________________________________________

 

- по роду материала ______________________________________________________________

- по глубине заложения: __________________________________________________________

- по конструктивным решениям; __________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 4.28. Типы свайных фундаментов по способу устройства

Забивные ______________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

 

Рис. 4.29. Фундаменты из забивных свай

а – ____________________________________________

б – ____________________________________________

в – ____________________________________________

г – ____________________________________________

д – ____________________________________________

е – ____________________________________________

1 – ____________________________________________

2 – ____________________________________________

3 – ____________________________________________

4 – ____________________________________________

5 – ____________________________________________

6,7 – __________________________________________

Набивные ______________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

 

Рис. 4.30. Фундаменты из набивных свай

а – ______________________________________________________

б – ______________________________________________________

в – ______________________________________________________

1 – ______________________________________________________

2 – ______________________________________________________

3 – ______________________________________________________

4 – ______________________________________________________

5 – ______________________________________________________

 

 

В зависимости от нагрузок, передаваемых от здания, сваи размещаются в один, два ряда, кустами или в шахматном порядке. Кусты свай устраивают под колонны. При передаче небольших нагрузок расстояние между сваями назначают 1,5 – 1,7 м. Сваи располагают обязательно под всеми углами здания и в точках пересечения осей стен.

 

 

Рис. 4.31. Размещение свай

а – ____________________________________________________________________________

б – ____________________________________________________________________________

в – ____________________________________________________________________________

г – ____________________________________________________________________________

д – ____________________________________________________________________________

1 – ____________________________________________________________________________

2 – ____________________________________________________________________________

3 – ____________________________________________________________________________

4 – ____________________________________________________________________________

5 – ____________________________________________________________________________

6 – ____________________________________________________________________________

7 – ____________________________________________________________________________

8 – ____________________________________________________________________________

9 – ____________________________________________________________________________

 

Для равномерной передачи нагрузок от стен, по сваям укладывается ростверк.

Ростверк – _____________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Гидроизоляция

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Рис. 4.32. Подземные этажи

а – ______________________________________

б – ______________________________________

1 – ______________________________________

2 – ______________________________________

 

 

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________