Фундаменты мелкого заложения

Фундаменты мелкого заложения: ленточный, плитный, столбчатый

Фундаменты мелкого заложения – самое распространенное основание для частного дома. Его преимуществами помимо сниженных затрат на изготовление являются сокращение сроков возведения и возможность устройства на сложных грунтах – песчаных, пучинистых, мерзлых и т.п. От обычного фундамента мелкозаглубленный отличается только глубиной погружения в грунт – его подошва не опускается ниже уровня промерзания, а общая высота не превышает 200 см.

МЗФ в малоэтажном строительстве

Большинство загородных коттеджей и дачных домов – это одно- или двухэтажные строения, обладающие сравнительно небольшим весом. А большая часть отдаваемых под застройку земель отличается сложным составом грунта. Особенно трудным считается строительство на насыщенных влагой пучинистых грунтах. Зимой они неравномерно увеличиваются в объеме из-за замерзающей воды и давят на подошву и стенки основания, разрушая его.

Выталкивающую силу грунта можно уравновесить соответствующей нагрузкой на фундамент, но для этого здание должно быть достаточно тяжелым, а частный дом таким не является. Другим решением проблемы может стать заглубление подошвы фундамента на такую глубину, на которой земля не промерзает, но в этом случае основание получится чрезмерно мощным и неоправданно дорогим, а большая площадь его стен будет подвергаться сильному боковому давлению.

Поэтому оптимальное решение – это мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома. Боковые нагрузки на него практически не влияют, и если правильно выполнить расчет по нагрузкам и подумать над утеплением основания, оно будет надежно выполнять свои функции. При этом снизятся финансовые, материальные, временные и физические затраты на его возведение.

Подобными расчетами должны заниматься специалисты, особенно если речь идет о загородном доме для постоянного проживания, и отражать их в проекте. Но в деревнях и на садовых участках строительство обычно ведется без проекта. В таких случаях следует использовать хотя бы онлайн-калькулятор МЗЛФ.

Глубина заложения – это расстояние от подошвы фундамента до уровня земли, она обычно составляет не более 50-60 см. При этом толщина подушки из песка и гравия под подошвой не учитывается. А высота фундамента – это расстояние от подошвы до обреза, верхней горизонтальной плоскости, принимающей на себя нагрузку от здания.

Фундаменты мелкого заложения – это универсальное основание для частных домов малой этажности и других построек из дерева, легких бетонных блоков, каркасных и модульных строений. Он не подходит для многоэтажного строительства и имеет ограничения для зданий из кирпича, камня, тяжелого бетона. Возможность его применения зависит от толщины таких стен и высоты постройки, с увеличением которых увеличивается и нагрузка на основание и грунт.

Такое основание должно жестко и качественно армироваться, чтобы образовалась прочная конструкция, которая при пучении грунта будет не деформироваться, а равномерно перемещаться вместе со стоящим на ней домом.

Виды и технологии возведения МЗФ

По виду материала фундаменты бывают:

  • бетонными;
  • железобетонными;
  • бутобетонными.

По способу заложения:

  • монолитными;
  • сборными из готовых блоков;
  • сборно-монолитными с заливкой бетона в промежутки между блоками.

По конструкции мелкозаглубленный фундамент для малоэтажных домов бывает плитным или ленточным, а для легких построек типа беседок, террас, хозблоков и легких каркасных домов допускается использование столбчатых оснований.

Ленточный

Это самый распространенный тип оснований, отличающийся быстрым возведением, простотой сооружения и наименьшей стоимостью. Он чаще всего изготавливается из армированного бетона или бутобетона. Второй вариант более трудоемкий, так как требует послойной укладки камней в опалубку с заливкой их раствором и армирования верхнего слоя для увеличения прочности.

В сечении мелкозаглубленная лента может быть прямоугольной, трапециевидной, Т-образной.

Чтобы получить надежное основание, успешно противостоящее подвижкам грунта и не деформирующееся под весом дома, необходимо последовательно выполнять все требования технологии его возведения.

  • Подготовка стройплощадки.

Территорию строительства очищают, снимают верхний слой грунта. Он очень рыхлый, с большим количеством органики, поэтому не может служить основанием для фундамента. Дно подготовленной площадки выравнивают.

Размечают внутренние и внешние углы с учетом ширины фундамента по подошве. Если грунт осыпающийся, разметку делают шире на толщину опалубки, чтобы иметь возможность установить её в траншею.

Траншею под мелкозаглубленный фундамент для дома копают вручную или с помощью техники. Её глубина выбирается с учетом толщины подушки. Дно траншеи трамбуется.

  • Устройство подушки.

Задача песчано-гравийной подушки помимо выравнивания дна траншеи заключается в том, чтобы заместить собой водонасыщаемый пучинистый грунт. Она будет отводить из-под подошвы лишнюю воду и принимать на себя давление нижерасположенных слоев грунта.

Состав и высота подушки определяются на основании анализа почвы и высоты стояния грунтовых вод. Как правило, сначала на дно засыпают крупнозернистый песок слоем не менее 15 см в утрамбованном состоянии. Трамбуют его послойно, проливая водой. Затем идет слой мелкого гравия или щебня примерно той же толщины, который тоже трамбуется.

  • Монтаж опалубки.

Опалубка может устанавливаться на подушку или на грунт по краям траншеи. В любом случае уровень её верхнего среза должен соответствовать высоте фундамента, его обрезу. Чтобы ленточный фундамент мелкого заложения имел ровные и гладкие стены, опалубку собирают из цельных щитов или точно подогнанных досок без щелей между ними.

Внутренние стенки опалубки закрывают пленкой или обмазывают отработанным маслом для лучшего отлипания при демонтаже.

  • Установка арматурного каркаса.

Каркас должен состоять минимум из двух поясов прутьев сечением не менее 10 мм, соединенных вертикальными стержнями. Все стыки соединяются вязальной проволокой. В траншее его устанавливают на подставки из кирпича или камня, чтобы он не касался дна.

  • Заливка бетона.

Чтобы ленточный фундамент мелкого заглубления не расслаивался и не имел непрочных «холодных» стыков, заливать его необходимо в один прием, используя качественный бетон марки 200 или 300. Опалубку перед заливкой смачивают водой и заливают в неё раствор слоями по 15-20 см. Слой уплотняют штыкованием, затем заливают следующий.

Читайте также:
Художественный паркет — царская красота в вашем доме

Закончив работу, обрез фундамента выравнивают по краю опалубки и оставляют бетон сохнуть, периодически обрызгивая поверхность водой и накрывая пленкой. Опалубку снимают через 2-3 недели, строительные работы начинают через месяц после заливки.

Свайно-ленточный

Конструкции фундаментов мелкого заложения, усиленные сваями, нельзя отнести к МЗФ, это скорее комбинированный вариант, применяемый на сложных грунтах. От обычного ленточного они отличаются тем, что в подготовленной траншее по углам, на пересечениях и между ними с равным шагом пробуриваются отверстия до прочных непромерзающих слоев грунта.

В каждую лунку опускают каркас из сваренных арматурных прутков, который должен выступать над поверхностью для связки с горизонтальным каркасом ленты. Можно усилить стенки отверстий несъемной опалубкой из асбоцементных труб.

На дно скважин сначала засыпают щебень, затем заливают их бетоном. Далее работы ведутся по уже описанной технологии, но арматурный пояс обязательно соединяется в единую конструкцию с каркасом свай.

Плитный

Основание в виде монолитной плиты обходится дороже, но оно является более надежным. Такой фундамент часто называют плавающим и сравнивают с плотом, который всей плоскостью повторяет движение волн.

Работу по его устройству также начинают с очистки строительной площадки, снятия рыхлого слоя грунта, выполнения разметки по внешним углам и отрывки котлована на глубину заложения плиты. Если УГВ высокий, то по наружному периметру выкапывают и оборудуют дренажные траншеи для отвода воды.

Затем дно котлована выстилается подушкой из песка и щебня с трамбовкой. На подушке расстилают гидроизоляционный материал с проклейкой стыков, поверх которого укладывают плотные теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола. Такая подложка защищает фундаменты неглубокого заложения от воды и промерзания.

После установки опалубки по периметру будущей плиты в ней монтируют стальной каркас из двух решеток, сделанных из арматурных стержней. И заливают эту конструкцию бетоном с обязательным уплотнением глубинным вибратором.

Это важно!

Столбчатый

Столбчатый вид оснований, особенно с небольшим заглублением, является самым ненадежным, поэтому не используется при строительстве ответственных конструкций. Но вполне пригоден как фундамент для сараев, беседок и других небольших легких построек.

Для его сооружения по периметру размеченной ленты выкапывают лунки, ограждают их опалубкой, монтируют в каждую каркас и заливают бетоном. Как вариант, бетонной делают только подземную часть столбов, а верхнюю выкладывают из кирпича или мелких блоков.

Между собой столбы связывают ростверком, который является основанием для возведения стен.

Утепление МЗФ

Мелкозаглубленный ленточный и плитный фундамент будет меньше подвергаться воздействию сил морозного пучения, если его утеплить, тем самым предотвратив промерзание грунта непосредственно под домом.

При заливке плиты теплоизоляционные плиты желательно укладывать не только под её площадь, но и под всю ширину отмостки, и также облицевать им боковые стенки по всему периметру.

По тому же принципу утепляют и мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома из бруса или других материалов. При этом часто допускают ошибку, укладывая утеплитель непосредственно под отмостку. Более правильным и эффективным решением является другая схема, когда вокруг фундаментной ленты откапывают траншею до её подошвы шириной 60 см, выстилают её дно ЭППС толщиной 5 см, такие же плиты наклеивают на внешние стены по всей их высоте. Все стыки между плитами заполняют пеной.

Затем засыпают траншею послойно песком и гравием и заливают отмостку, которая на 15-20 см должна быть шире полосы расположенной под ней теплоизоляции. При таком устройстве утепления силы пучения под фундаментом жилого дома не возникают.

Немного иначе выглядит схема утепления фундамента неотапливаемых зимой зданий, например, пристроенной к дому веранды или гаража. Закладывая под них МЗФЛ фундамент, утеплитель укладывают под его подошву поверх подушки.

Удобнее и быстрее всего сразу заливать бетон в несъемную опалубку из пенополистирольных плит.

Консервация на зиму

Если вы не успеваете поставить стены в год постройки основания, на зиму оно останется без нагрузки и не сможет уравновесить собственной массой выталкивающие силы пучения. Поэтому его нужно законсервировать, используя следующие способы:

  • накрыть весь фундамент и грунт вокруг него на ширину в 1 метр двойным слоем ПВХ-пленки;
  • засыпать по той же схеме соломой, опилками, керамзитом или другим теплоизолятором;
  • вспахать грунт вокруг фундамента, чтобы уменьшить его плотность, и установить по периметру щиты для снегозадержания.

Коротко о главном

Разные виды фундаментов мелкого заложения позволяют ускорить и удешевить строительство частного дома без ущерба для его надежности даже на сложных песчаных и пучинистых глинистых грунтах. И лента, и плита из сборного или монолитного бетона идеально подходят для зданий из дерева, пено- и газобетона, арболитовых блоков и других легких стеновых материалов. Для кирпичных домов необходим более тщательный расчет нагрузок. А сарай, баню или веранду вполне сможет выдержать столбчатый фундамент с ростверком.

§1. Фундаменты мелкого заложения

К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.

ФМЗ

ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.

Рис 10.1. Схема фундамента мелкого заложения:

1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – обрез фундамента.

– ФМЗ по условиям изготовления разделяют на:

монолитные, возводимые непосредственно в котлованах.

сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления.

– По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:

отдельно стоящие фундаменты:

под колонну (опору);

Читайте также:
Строительство перголы в саду своими руками

под стены (при малых нагрузках)

выполняются под протяженные конструкции (стены);

выполняются под ряды и сетки колонн в виде одинарных или перекрестных лент.

сплошные (плитные) фундаменты

Выполняются в виде сплошной железобетонной плиты, как правило, под тяжелые сооружения. Такие фундаменты разрезаются в плане только осадочными швами, что способствует уменьшению неравномерности осадки сооружения.

Выполняются в виде жесткого компактного железобетонного массива под небольшие в плане тяжелые сооружения (башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т.п.).

Рис 10.2. Основные типы фундаментов мелкого заложения:

а – отдельный фундамент под колонну; б – отдельные фундаменты под стену; в – ленточный фундамент под стену; г – то же, под колонны; д – то же, под сетку колонн; е – сплошной (плитный) фундамент.

– ФМЗ изготовляют из следующих матреиалов:

каменные материалы (кирпич, бут, пиленные блоки из природных камней)

в отдельных случаях (временные здания) допускается применение дерева или металла.

Железобетон и бетон – основные конструкционные материалы для фундаментов.

Бутовый камень, кирпич и каменные блоки используются для устройства фундаментов, работающих на сжатие и для возведения стен подвалов.

Бутобетон и бетон целесообразно применять при устройстве фундаментов, возводимых в отрываемых полостях или траншеях при их бетонировании в распор со стенками.

Железобетон и бетон можно применять при устройстве всех видов монолитных и сборных фундаментов в различных ИГУ, т.к. они обладают достаточной морозостойкостью, прочностью на сжатие (а для железобетона и на растяжение → действие моментов).

1.2. Конструкции фундаментов мелкого заложения

1.2. А. Отдельные фундаменты

Могут выполняться в монолитном или сборном варианте. Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.

– Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости α (≈30-40º), т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.

Рис 10.3. Конструкция жесткого фундамента:

а – с наклонными боковыми гранями; б – уширяющийся к подошве уступами.

– Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн – соединением арматуры колонн с выпуском из фундамента, а стальных колонн – креплением башмака колонны к анкерным болтом, забетонированным.

Рис 10.4. Сборный фундамент под колонну:

а – из нескольких элементов; б – из одного элемента; 1 – фундаментные плиты; 2 – подколонник; 3 – рандбалка; 4 – бетонные столбики; 5 – монтажные петли.

– Размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника монолитных фундаментов принимаются кратным 300 мм, а высота ступеней – кратной 150 мм.

– При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов, а при необходимости и через дополнительные опоры, укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые упираются подземные конструкции (рис 10.4.а).

– В тех случаях, когда это возможно, сборный фундамент устраивают из одного элемента (рис 10.4.б) или переходят на монолитный вариант фундамента.

– с целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости создаются новые типы фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами.

Рис 10.5. Буробетонные (а), щелевые (б) и анкерные (в) фундаменты:

1 – колонна; 2 – арматурный каркас; 3 – фундамент; 4 – подколонник; 5 – плитная часть; 6 – бетонные пластины; 7 – анкеры (буронабивные сваи) d=15-20см, l=3-4м.

ОБЗОР ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сафарян В.С., Бай В.Ф., Еренчинов С.А.

Статья является обзорной и посвящена фундаментам мелкого заложения. Авторы классифицирует существующие фундаменты с неглубоким заложения по различным критериям; рассматривают нестандартные фундаменты с «нетипичной», редко используемой в строительстве конструкцией; подчеркивают преимущества и недостатки тех или иных решений, их особенности.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сафарян В.С., Бай В.Ф., Еренчинов С.А.

Экспериментальное обоснование использования ленточных свайных фундаментов с предварительно напряженным грунтовым основанием

REVIEW OF SHALLOW FOUNDATIONS

The article is an overview and is devoted to shallow foundations. The authors classify existing shallow foundations according to various criteria; consider non-standard foundations with an “atypical” structure that is rarely used in construction; emphasize the advantages and disadvantages of certain solutions, their features.

Текст научной работы на тему «ОБЗОР ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ»

Обзор фундаментов мелкого заложения

В.Ф. Бай, В.С. Сафарян, С.А. Еренчинов Тюменский индустриальный университет

Аннотация: Статья является обзорной и посвящена фундаментам мелкого заложения. Авторы классифицируют существующие фундаменты с неглубоким заложением по различным критериям; рассматривают нестандартные фундаменты с «нетипичной», редко используемой в строительстве конструкцией; подчеркивают преимущества и недостатки тех или иных решений, их особенности.

Ключевые слова: фундамент, строительство, фундамент мелкого заложения, ленточный фундамент, столбчатый фундамент, строительные конструкции.

Фундаменты мелкого заложения (далее ФМЗ) – фундаменты, отношение высоты к ширине которых не превышает 4. Такие фундаменты передают нагрузку на основание в большей степени через подошву.

Характерные особенности ФМЗ:

– передача нагрузки преимущественно через подошву фундамента;

– нижняя отметка фундамента не ниже 5 м относительно природного рельефа, но ниже глубины промерзания грунта;

– производство работ по устройству ФМЗ происходит в открытых котлованах.

Фундаменты мелкого заложения, как правило, используют в геологических условиях, когда расчетное сопротивление подстилающего слоя колеблется в диапазоне Ro=150^250 кПа, а модуль деформации Е10^15 Мпа. ФМЗ можно устраивать и на искусственном основании, созданном поверхностным или глубинным уплотнением, или посредством замены слабого грунтового основания на подушку из песчаного грунта, или минеральных отходов производств, таких как шлак и других.

Читайте также:
Условный проход трубы это что означает и как его узнать

1. По технологии изготовления:

– монолитные, возводятся непосредственно на строительной площадке в котловане;

М Инженерный вестник Дона, №6 (2021) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n6y2021/7021

– сборные, на стройплощадку привозятся готовые заводские элементы, которые остается только смонтировать.

2. По конструктивным решениям:

– отдельно стоящие фундаменты (строения с полным или неполным каркасом);

– ленточные фундаменты (в бескаркасных зданиях);

– сплошные (плитные) фундаменты, представляют из себя железобетонную плиту, устроенную под всей площадью здания или сооружения, как правило, монолитная конструкция, устраиваемая для тяжелых объектов, в плане плита разделяется осадочными швами для уменьшения неравномерности осадок фундамента;

компактного железобетонного массива под небольшие в плане тяжелые сооружения (башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т.п.).

Основные виды фундаментов мелкого заложения представлены на рисунках 1, 2, 3, 4, 5:

массивные фундаменты, выполняются в виде жесткого

Основные типы фундаментов мелкого заложения: а – отдельный фундамент под колонну; 6 – отдельные фундаменты под стену; в -ленточный фундамент под стену; г-то же, под колонны; а – то же, под сетку колони; е -сплошной (плиты6) фундамент.

Рис. 1. Основные типы ФМЗ.

Рис. 2. Отдельные фундаменты.

Ленточные фундаменты: а – монолитный; б – сборный сплошной; в – сборный прерывистый; I – армированная лента, 2 – фундаментная стена; 3 – стена здании; 4 – фундаментная поду шка; 5 – стеновой блок.

Конструкции фундаментных плит: а – сплошная; б – ребристая; в — с угловыми выре зами.

Рис. 3. Ленточные фундаменты.

Сплошные фундаменты: а – гладкая плита со сборными стаканами; б – гладкая плита с .монолитными стаканами; в ребристая шита; г – плита коробчатого сечения.

Рис. 4. Сплошные фундаменты.

Массивный фундамент с пустообразователят: 1 – фундамент; 2 – пустообразователи.

Рис. 5. Массивный фундамент.

В современном фундаментостроении актуальными остаются такие вопросы, как: вопрос повышения эффективности фундаментов за счет корректировки расчетных схем основания; изменение геометрии традиционных фундаментов; разработка облегченных конструкций фундаментов и новых методов их расчетов взамен старых.

Основные принципы конструкционного развития традиционных фундаментов, в том числе и ФМЗ [1,2]:

1. Минимальная ресурсоемкость – за счет этого достигается экономический эффект экономии, как на материалах, так и на трудоемкости, а также, это уменьшает собственный вес конструкции, что при прочих равных делает его более эффективным в конструктивном плане.

Главным в строительстве является экономический критерий, а ресурсоемкость один из основных показателей, из которых складывается общая стоимость устройства фундамента. Таким образом, этот принцип является одним из основополагающих для вариантного проектирования.

2. Увеличение прочностных свойств используемых материалов, или наиболее эффективное использование существующих материалов -разработка такой геометрии, чтобы неработающая или плохо работающая часть в сечении материала была минимальна, чтобы возникаемые

неблагоприятные внутренние усилия (растяжение, изгибающий момент, крутящий момент) воспринимались рационально.

3. Принципы решения технических (системных) противоречий, например, принцип “сфероидальности”, заключающийся в переходе от плоских или угловатых поверхностей к сферическим и криволинейным, так куб или параллелепипед следует приводить к форме шара или эллипсоида

4. Вовлечение в работу максимального объема грунта. Разработка и использование возможностей регулирования осадок отдельных частей или здания в целом.

Рис. 6. Схема классификации ФМЗ.

Много трудов современных ученых посвящены работе плитного фундамента. Это во многом связано с их универсальностью, для таких фундаментов почти нет ограничений по геологическим условиям, их можно использовать в наиболее неблагоприятных условиях, будь то просадочные, пучинистые или просто очень слабые грунты. Еще одним важным свойством

таких фундаментов является меньшая разность осадков относительно других фундаментов.

В современном строительстве достаточно широко распространены ленточные фундаменты. Их основные достоинства – это простота и быстрота устройства. Ленточные фундаменты можно использовать под колонны, что позволит выровнять осадки отдельных колонн, а в случае необходимости выровнять осадку всего здания целиком, можно использовать принцип перекрестных лент [4].

Основная область применения отдельно стоящих фундаментов -каркасные здания и специальные сооружения. Этот тип фундаментов не увеличивает жёсткость здания и используется в тех случаях, когда неравномерные осадки не превышают нормируемых значений и не несут критический характер.

В последнее десятилетие наибольшее внимание в изучении эффективных конструкций фундаментов на естественном основании уделяется щелевым фундаментам и фундаментам с эффективной формой [5].

В свою очередь, поиск эффективных форм фундамента можно разделить на два подхода:

1. Поиск эффективной формы тела фундамента;

2. Поиск эффективной формы подошвы фундамента.

Тело фундамента (башмак для многоблочных фундаментов) передает и распределяет нагрузки от колонны на фундаментную плиту или непосредственно на грунт. Есть разные технологии его устройства, наиболее известные сегодня: сплошное, ребристое, пустотелое (ри^ 7).

а) сплошной б) ребристый в) пустотелый

Рис. 7. Типы тела отдельных фундаментов под колонну.

Самыми разнообразными считаются пустотелые фундаменты. Чаще всего они представляют собой плиту с опирающейся на нее оболочкой, расширяющейся книзу.

При разработке эффективных форм тела фундамента можно выделить следующие задачи:

а) Разработка решений тела отдельно стоящих фундаментов для наиболее равномерной передачи нагрузки от вышележащих конструкций на опорную плиту и грунт впоследствии. Некоторые из решений представлены на рисунке 8.

Тело-оболочки используют, когда необходимо передать нагрузку от вышележащей конструкции на опорную плиту максимально равномерно. Такая конструкция фундамента может быть как «с окнами» (рис. 8а), так и сплошной (рис. 8 а,б)

Фундамент на рисунке 8а состоит из опорной плиты, сквозной оболочки и стакана. Оболочка «окнами» в теле, это делает ее конструкцию существенно легче. Такое решение способствует равномерной передачи нагрузок на опорную плиту [6].

Читайте также:
Токарный станок по дереву: инструкция как выбрать своими руками, особенности

На рисунке 8в фундамент, состоящий из опорной плиты, нескольких уровней оболочек и стакана. Такое решение тем равномернее передает нагрузки от вышележащих конструкций, чем больше уровней оболочек в конструкции фундамента. Нагрузка от вышележащих конструкций

передается через опорный стержень, а также распределяется на два или более контуров от оболочек, передающих нагрузку на плиту основания [7].

а) пример отдельно б) пример отдельно в) пример отдельно

стоящего фундамента – стоящего фундамента – стоящего фундамента -оболочки оболочки оболочки (В.И. Редькин,

(В.И. Редькин, П.Н. Тыква) (О.П. Краковский) П.Н. Тыква)

Рис. 8. Примеры фундаментов в виде пустотелых оболочек на опорной

б) Варьирования конструктивного решения тела фундамента и опорной плиты для обеспечения работы оболочек преимущественно на сжатие. Варианты таких фундаментов представлены на рисунке 9.

На рисунке 9а фундамент с комбинированным подходом – здесь и изменение формы подошвы, и изменение тела фундамента. Как видно из рисунка, этот фундамент имеет криволинейную подошву и симметричный подошве верх тела фундамента, еще одной особенностью данной конструкции является наличие стяжного кольца по периметру фундамента. Основная идея такой формы в том, что отдельные элементы работают на один вид усилия. Так, опорная плита и оболочка данного фундамента работают на сжатие, а стяжное кольцо – на растяжение. Материалоемкость при таком решении уменьшается примерно на 75% в бетоне и 25% в металле [8].

На рис. 9б еще один пример фундамента с комбинированным подходом. На грунт нагрузку передает расширяющаяся кверху

криволинейная оболочка со стаканом под колонну в центральной части. Верх фундамента – сквозная плита. Между плитой и оболочкой полость. Такая форма, во-первых, благодаря своей полой структуре менее материалоёмка, выигрыш до 20%; во-вторых, благодаря криволинейной подошве имеет большую площадь опирания на грунт, что значит: несущая способность такого фундамента – больше [9].

Фундаменты на рис. 9, возможно, одни из наиболее эффективных отдельно стоящих фундаментов, однако их изготовление на строительной площадке очень трудоемко, фактические работы зачастую неверные и далеко не всегда экономически обоснованы.

а) Оболочка и опорная плита выполнены в виде симметричных сферических сегментов (В.И. Редькин, А.Н. Тетиор, Д.М. Москаленко)

б) Оболочка с опорным горизонтальным участком, расширяющаяся кверху, и снабженная горизонтальной кольцевой плитой (А.Н. Тетиор, В.И. Редькин)

Рис. 9. Варианты пустотелых фундаментов в виде оболочек с выпуклой формой

опирания на грунт.

Развивая идеи пустотелых фундаментов оболочек, стоит рассмотреть фундаменты без опорных плит. Идея заключается в том, что оболочка опирается на основание самостоятельно, а ее полости заполняются материалом, отличающимся прочностными характеристиками от материалов самой оболочки. Такие фундаменты тоже работают преимущественно на сжатие.

Фундамент на рис. 10а представляет собой секционную конструкцию с переменной прочностью заполнителя. Чем выше секция – тем выше прочность заполнителя. Данное решение позволяет сэкономить на материалах устройства тела фундамента [10].

(С.В. Ланчиков, В.И. Феклин) Рис.10. Варианты пустотелых фундаментов в виде оболочки.

Фундамент на рисунке 10б имеет тот же принцип, что и 10а, однако его секции с разными прочностными характеристиками расположены как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Данное решение является еще менее материалоемким, однако имеет сложную технологию изготовления.

В современных условиях постоянно увеличивающейся доли каркасного домостроения разработка эффективных решений отдельно стоящих фундаментов является неиспользованным большим резервом экономии ресурсов в строительстве, который необходимо освоить. Альтернативой отдельным фундаментам могут служить плитные или ленточные. Однако в случае плитных сложно говорить о какой-либо экономии ресурсов, а ленточные не всегда применимы и целесообразны. В частности, для некоторых сооружений, таких, как объекты сельскохозяйственного назначения или здания производственного назначения, столбчатые

а) Секционный фундамент, с горизонтальными секциями (В.И. Феклин)

б) Конический фундамент с горизонтальными и вертикальными секциями

фундаменты являются наиболее экономически и технологически обоснованными.

1. Тетиор А. Н. Фундаменты. М.: Издательский центр «Академия», 2010. 400 с.

2. Грицук М.С. Рациональные конструкции плит для ленточных фундаментов. Основания и фундаменты. Диссертация на соискание ученной степени д.т.н.: Спец. 05.23.02. Брест: Брестский политехнический институт, 1998. 283 с.

3. Крутов В.И., Сорочан Е.А., Ковалев В.А. Фундаменты мелкого заложения. М.: Издательство АСВ, 2008. 232 с.

4. Герсеванов Н.М., Польшин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов. М.:Госстройиздат, 1948. 68 с.

5. Бородачев Н. М. Об управлении распределением реактивных давлений под подошвой фундамента // Сопротивление материалов и теория сооружений. Вып. 18. Киев: Будивельник, 1972. С. 8-11.

6. Горбунов-Посадов М.И., Ильичев В.А., Крутов В.И. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Под общей редакцией д.т.н., проф. Сорочана Е.А. и Трофименкова Ю.Г. М.: Стройиздат, 1985. 480 с.

7. Сафарян В.С., Бай В.Ф., Еренчинов С.А., Эффективные фундаменты мелкого заложения // Инженерный вестник Дона, 2021, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n2y2021/6825

8. Чмшкян А.В., Фундаменты с неплоской подошвой на неоднородном лессовом основании // Инженерный вестник Дона, 2017, №2. URL: ivdon .ru/ru/ archive/N2y2017/4180

9. Maltseva T.V., Nabokov A., Chernikh A., Reinforced sandy piles for low-rise buildings. Procedia Engineering. 2015. V. 117. рр. 239-245.

10. Maltseva T., Nabokov A., Novikov Y., Sokolov V., The method of calculating the settlement of weak ground strengthened with the reinforced sandy piles. Matec Web of Conferences. 2016. V. 73. pp. 01015.

1. Tetior A. N. Fundamenty [Foundations]. M.: Izdatel’skij centr «Akademiya», 2010. 400 p.

2. Gricuk M.S. Racional’nye konstrukcii plit dlya lentochnyh fundamentov. Osnovaniya i fundamenty. Dissertaciya na soiskanie uchennoj stepeni d.t.n. : Spec. 05.23.02 [Rational slab designs for strip foundations. Foundation engineering. Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences]. Brest: Brestskij politekhnicheskij institut, 1998. 283 p.

Читайте также:
Сухая стяжка пола: плюсы и минусы, отзывы владельцев, что такое гипсовая, недостатки материалов

3. Krutov V.I., Sorochan E.A., Kovalev V.A. Fundamenty melkogo zalozheniya [Shallow foundations]. M.: Izdatel’stvo ASV, 2008. 232 p.

4. Gersevanov N.M., Pol’shin D.E. Teoreticheskie osnovy mekhaniki

gruntov [Theoretical Foundations of Soil Mechanics]. M.: Gosstrojizdat, 1948. 68 p.

5. Borodachev N. M., Soprotivlenie materialov i teoriya sooruzhenij. Vyp. 18. Kiev: Budivel’nik, 1972. pp. 8-11.

6. Gorbunov-Posadov M.I., Il’ichev V.A., Krutov V.I. Osnovaniya, fundamenty i podzemnye sooruzheniya [Base, foundations and underground structures]. Pod obshchej redakciej d.t.n., prof. Sorochana E.A. i Trofimenkova YU.G. M.: Strojizdat, 1985. 480 p.

7. Safaryan V.S., Baj V.F., Erenchinov S.A., Inzhenernyj vestnik Dona, 2021, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n2y2021/6825

8. CHmshkyan A.V., Inzhenernyj vestnik Dona, 2017, №2. URL: ivdon.ru/ru/ archive/N2y2017/4180

9. Maltseva T.V., Nabokov A., Chernikh A., Reinforced sandy piles for low-rise buildings. Procedia Engineering. 2015. V. 117. pp. 239-245.

10. Maltseva T., Nabokov A., Novikov Y., Sokolov V., The method of calculating the settlement of weak ground strengthened with the reinforced sandy piles. Matec Web of Conferences. 2016. V. 73. pp. 01015.

Фундаменты мелкого заложения

Конструкции фундаментов мелкого заложения должны выбираться на основе технико-экономического анализа, с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства, а также с учетом производственных возможностей и опыта строительной организации.

При проектировании фундаментов мелкого заложения учитываются требования заказчика, сформулированные в техническом задании и в строительных нормах и правилах.

Конструкции фундаментов должны характеризоваться минимальными затратами на производство, материалоемкости, трудоемкости, энергоемкости и технологичности производства.

Фундаменты мелкого заложения – фундаменты с отношением высоты к ширине подошвы не более 4. Эти фундаменты передают нагрузку от конструкций на грунты основания через подошву.

Фундаменты мелкого заложения возвод ятся или в открытых к отлованах или в отдельных выемках.

В качестве материалов фундаментов применяется:

  • железобетон;
  • бетон;
  • бутобетон;
  • каменные материалы;

По форме эти фундаменты разделяются на следующие виды: отдельные, ленточные, сплошные и массивные.

Отдельные фундаменты

Отдельные фундаменты выполняют под отдельные опоры и колонны зданий и сооружений с каркасной конструктивной схемой. Под стены отдельные фундаменты устраивают только при наличии прочных грунтов, когда неравномерность осадок не превышает допустимых значений, т.к. отдельные фундаменты не увеличивают жесткости сооружения.

Отдельные фундаменты могут выполняться в монолитном или сборном варианте.

Фундаменты из бутовой кладки или бетона рассматриваются как жесткие. Они имеют наклонные боковые грани или уступы, расширяясь к подошве фундамента.

При устройстве отдельных фундаментов из железобетона (монолитные, сборные) они проектируются с учетом совместной работы конструкций здания и грунтов основания. Размеры сечений таких фундаментов, количество, площадь и класс арматуры проектируются с учетом требований предъявляемых к железобетонным конструкциям.

С целью оптимизации конструкций фундаментов по стоимости и трудоемкости разработаны различные типы отдельно стоящих фундаментов – буробетонные, щелевые, анкерные фундаменты и пр..

Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты как разновидность фундаментов мелкого заложения применяются для восприятия нагрузок от протяженных элементов конструкций зданий и передачи нагрузок на грунты основания. Ленточные фундаменты могут располагаться независимо друг от друга или взаимоувязаны в перекрестной системе. Перекрестные ленты, как правило, используют для восприятия нагрузок от колонн здания.

В случае расположения прочных грунтов в основании здания возможно устройство прерывистых ленточных фундаментов.

Для устройства сборных фундаментов используют железобетонные плиты (фундаментные подушки) и бетонные блоки.

При необходимости выравнивания осадок или в качестве антисейсмических мероприятий фундаменты усиливают железобетонными поясами расположенными поверх сборных железобетонных блоков.

Сплошные фундаменты

Эти фундаменты также, называют плитными. Их устраивают под всем зданием в виде монолитной железобетонной плиты. При необходимости плитные фундаменты подлежат рассечению системой деформационных швов.

Фундаментные плиты обеспечивают совместную работу надземной и подземной частей сооружения. Эти фундаменты способствуют снижению неравномерных осадок, являются практически водонепроницаемыми, обеспечивают высокую экономическую эффективность за счет технологичности устройства и относительно малых размеров сечений конструкций.

Возможно устройство плитных фундаментов коробчатого сечения, с целью снижения расхода материалов.

Сечения плитных фундаментов рассчитывают исходя из действия изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а также с учетом продавливающих нагрузок (в зоне опирания колонн).

Массивные фундаменты

Массивные фундаменты устраивают в виде жесткого массива под небольшие в плане сооружения (устои мостов, дымовые трубы, мачты и пр.).

Как правило эти фундаменты выполняют в железобетонном исполнении. Часто, для экономии материалов, при бетонировании, закладывают пустотообразователи. Возможно комбинированное решение с устройством анкеров – используется для восприятия значительных опрокидывающих нагрузок.

Расчет фундаментов мелкого заложения

Нагрузки и воздействия

Все расчеты фундаментов производятся на расчетные значения нагрузок. Нагрузки и воздействия определяются расчетом исходя из совместной работы сооружения и основания. Пример из практики описания и расчета нагрузок и воздействий на фундаменты.

Характеристики грунтов оснований

К основным характеристикам грунтов оснований используемых в расчетах относят прочностные и деформационные характеристики:

  • угол внутреннего трения;
  • удельное сцепление грунта;
  • предел прочности на одноосное сжатие скального грунта;
  • модуль деформации;
  • коэффициент поперечной деформации;

Также возможно использование других характеристик:

  • удельные силы пучения;
  • коэффициент жесткости основания и пр..

Характеристики грунтов оснований определяются в процессе инженерно-геологических изысканий по результатам полевых и лабораторных испытаний грунтов.

Все расчеты производятся на расчетные значения прочностных и деформационных характеристик.

Подземные воды

В расчетах фундаментов мелкого заложения в обязательном порядке учитываются гидрогеологические условия площадки строительства:

  • сезонные и многолетние колебания уровня грунтовых вод;
  • изменения уровня грунтовых вод в силу техногенного воздействия;
  • значения высоты капиллярного подъема грунтовых вод;
  • агрессивное воздействие грунтовых вод по отношению к конструкциям фундаментов.
Читайте также:
Установка столешницы на кухонный гарнитур. Установка столешницы своими силами: обходимся без помощи специалистов

В процессе проектирования фундаментов также, производится оценка влияния строительства на гидрогеологические условия площадки.

Глубина заложения фундамента

От глубины заложения фундамента зависят многие факторы строительства сооружения – технология производства, экономическая эффективность строительства, величина осадок или подъема (в силу морозного пучения) фундаментов, долговечность конструкций и пр.

На глубину заложения фундамента в значительной мере влияют инженерно-геологические условия площадки, а именно прочность и сжимаемость грунтов.

При определении глубины заложения фундамента обычно придерживаются общих правил:

  • минимальная глубина заложения фундамента принимается не менее 0.5м от спланированной поверхности территории;
  • врезка фундамента в несущий слой должна быть не менее 15см.;
  • подошва заложения по возможности, должна быть выше уровня грунтовых вод;
  • все фундаменты здания или сооружения по возможности, необходимо закладывать на одном типе грунта или на грунтах с близкой прочностью и сжимаемостью.

Часто глубина заложения фундамента определяется по условию сезонного промерзания грунтов, которая зависит от типа, вида и разновидности грунта, и определяется в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания. Нормативная глубина сезонного промерзания приводится в нормативной документации и устанавливается по результатам многолетних наблюдений за фактическим промерзанием.

При определении глубины заложения фундаментов также, учитывают конструктивные особенности сооружения: наличие подвальных и цокольных этажей, наличие приямков под технологическое оборудование, глубину расположения подземных коммуникаций, глубину расположения фундаментов близстоящих зданий и сооружение и пр..

Фундаменты здания или сооружения, как правило, закладывают на одном уровне с фундаментами существующих строений. Если это требование не удается соблюсти в процессе проектирования, то необходимо разрабатывать дополнительные инженерно-технические мероприятия.

Подземные коммуникации должны быть (по возможности) расположены выше отметки заложения фундаментов. Это позволяет избежать увеличения давления на конструкции коммуникаций, опирания фундаментов на насыпной грунт траншей прокладки коммуникаций, замены и ослабления грунтов основания в случае необходимости замены подземных коммуникаций.

Часто при определеннии глубины заложения фундаментов приходиться учитывать другие требования участников строительства, например, возможность изменения объемно-планировочного решения подземной части здания в процессе его эксплуатации.

Проектирование фундамента мелкого заложения

В процессе разработки проекта фундамента мелкого заложения в том числе, приходится устанавливать форму фундамента.

Форма фундамента часто, определяется геометрической конфигурацией здания или сооружения (круглая, кольцевая, квадратная и пр.).

Предварительные размеры фундамента рассчитывают из условия при котором среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетное сопротивление грунта. Где давление под подошвой является функцией действующих нагрузок на фундамент и площадью фундамента. Расчетное сопротивление грунта зависит от геометрических размеров фундамента, от механических характеристик грунтов основания и от глубины заложения фундамента.

Подобрав предварительно форму и размер фундамента выполняют расчет осадок фундаментов здания. Осадка основания фундамента не должна превышать предельных значений осадки указанных в нормативных документах.

При этом совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:

  • осадкой или подъемом основания фундамента;
  • средней осадкой;
  • относительной разностью осадок;
  • креном фундамента;
  • относительным прогибом или выгибом;
  • кривизной изгибаемого участка;
  • относительным углом закручивания;
  • горизонтальным перемещением фундамента.

В расчете осадок фундаментов аналитическим методом, наиболее популярны метод послойного суммирования и метод эквивалентного слоя.

По методу послойного суммирования полную осадку основания определяют как сумму осадок отдельных слоев грунта, в пределах сжимаемой толщи.

Метод эквивалентного слоя учитывает такие составляющие как жесткость и форма фундамента, нормальные напряжения в толще линейно деформируемого грунта по основным направлениям.

Наиболее достоверные результаты расчетов напряжений и деформаций оснований и фундаментов получаются на основе численных решений конечно-элементных моделей, с учетом физической и геометрической нелинейности.

Накопленные и проанализированные данные в процессе проектирования, а также принятые технические решения отражаются в проекте фундамента.

Что такое фундамент мелкого заложения

Внешний вид фундамента мелкого заложения

Внешний вид фундамента мелкого заложения

Существует множество разновидностей фундаментов, позволяющих реализовать различные архитектурные проекты даже при максимально негативных условиях грунта. И первое, с чем приходится бороться застройщикам, это – повышенная пучинистость почвы, на которой будут проводиться работы. Фундаменты мелкого заложения в данном случае являются оптимальным решением для частного строительства на мелких песках, супесях, суглинках и глинистых грунтах.

Основное понятие

Главная проблема сложных грунтов – пучнистость во время промерзания, что заставляет их значительно увеличиваться в объеме. Этот фактор приводит к постепенному разрушению фундамента и всей постройки. Этого можно избежать уравновешиванием выталкивающей силы повышением нагрузки на фундамент, то есть – весом здания, но частные дома и дачи относятся к легким постройкам, поэтому глубокие типы фундаментов, в том числе – и свайные, здесь не подходят. Решением проблемы является фундамент мелкого заложения.

Само название конструкции уже дает понять, что такое фундаменты мелкого заложения (ФМЗ). Глубина его заложения составляет от 40 до 50 см, что значительно уменьшает воздействие грунта во время пучения на боковую площадь стенок строения.

Минимальная глубина фундамента способствует снижению финансовых затрат и времени на его укладку минимум в 2 раза.

В данном случае требуется значительно меньше бетона, щебня или песка для выполнения подложки и материала для сооружения опалубки. Составляющими конструкции являются:

  • обрез – это верхняя часть, принимающая нагрузку от дома;
  • нижняя часть, передающая нагрузку;
  • боковые части, то есть стены.

Такие фундаменты не строятся непосредственно на грунте, их монтируют на подушке из песка, мелкозернистого щебня или шлака, предварительно качественно утрамбованного.

Примерная схема с заложением подушки из песка

Примерная схема с заложением подушки из песка

В каких случаях используются фундаменты мелкого заложения

Данный вид строительной основы является достаточно универсальным, использовать его можно при сооружении следующих конструкций:

  • деревянных домов;
  • домов из легких материалов, например, пенобетона;
  • небольших кирпичных построек;
  • домов с небольшим количеством этажей;
  • подвалов.

ФМЗ используются при низком уровне грунтовых вод, не приводящих к вспучиванию грунта.

Виды ФМЗ

Разновидности фундаментов классифицируются пор способу заложения:

  • монолитные с арматурой, устанавливаемой лишь на плитной его части;
  • колонные;
  • сборные с использованием отдельных бетонных блоков;
  • сборно-монолитные: бетон заливается в промежутки между плитами.
Читайте также:
Споты для натяжного потолка - современный интерьер

Также их разделяют по виду материалов:

Ленточный тип фундамента

Самыми видами конструкций мелкого заложения являются ленточные фундаменты. В качестве оптимальной основы для их строительства можно выделить материковый, то есть – естественный грунт. Такая основа станет актуальной для дальнейшего возведения сооружения из таких материалов, как саман, кирпич, небольшие бетонные блоки, шлакоблок.

Ленточный фундамент мелкого заложения отличается простотой сооружения и минимальным сроком работ. На «отдых» конструкции также требуется от нескольких дней до месяца.

В качестве материала для их возведения используется:

Наиболее трудоемким является вариант из бута, где небольшие камни соединяются между собой при помощи бетонного раствора. Для бутобетонной основы следует выстраивать опалубку, бут и колотый кирпич закладываются в нее и впоследствии заливаются бетоном.

При необходимости конструкция армируется изнутри для повышения прочности.

Этапы возведения ленточного фундамента мелкого заложения

Несмотря на всю простоту строительства ФМЗ, он требует правильного выполнения всех работ. В противном случае вместо того, чтобы устранить недостатки мучнистого грунта, он попросту деформируется от веса здания. Процесс строительства предполагает следующие действия:

  1. Подготовительные работы, включающие в себя очистку и выравнивание территории.
  2. Разметка внутренних и внешних углов.
  3. Рытье котлована и выравнивание его дна. При необходимости стенки фундамента дополнительно укрепляются закладным или шпунтовым методом.
  4. Закладка подушки, назначение которой выравнивание дна. Для определения ее материала желательно сделать анализ почвы на наличие грунтовых вод.
  5. Утрамбовка подушки.
  6. Монтаж деревянной опалубки. На ее внутреннюю поверхность можно нанести слой смолы или уложить гидроизоляционный материал.
  7. Монтаж каркаса из арматуры. Он выполняется из прутьев сечением 1,2 см, их стыки соединяются при помощи хомутов или путем сварки. Углы стыков можно соединять металлическими стержнями для увеличения прочности конструкции. Для бутового или кирпичного фундамента применяется слой засыпки.
  8. Заливка опалубки бетоном.

При заливке опалубки используется бетон маркой не менее 200. Для увеличения прочности фундамента следует поэтапно делать слои толщиной 15-20 см. Перед заливкой опалубку необходимо смачивать.

ФМЗ ленточного типа на завершительной стадии работ

ФМЗ ленточного типа на завершительной стадии работ

Особенности возведения плитного фундамента мелкого заложения

Плитный фундамент является более надежным и долговечным по сравнению с ленточным, потому его часто применяют в строительстве на сложных грунтах с высоким уровнем вод. Затраты на него более существенны, но они оправдываются отсутствием необходимости выполнения дополнительных земляных работ.

Строительство основания данного типа включает в себя проведение следующих работ:

  1. Выравнивание поверхности, обозначение разметки.
  2. Снятие верхнего слоя грунта по всей площади фундамента. В месте пролегания более плотного слоя, дно рва выравнивается и трамбуется.
  3. При повышенной влажности почвы на дно траншеи укладываются пластиковые трубы и покрываются геотекстилем. Предотвращение промерзаний исключит утепление фундамента со всех сторон.
  4. Установка подушки под плиты. Ее толщина должна составлять 15-20 см. Материал – песок или щебень, который в процессе закладки тщательно трамбуется и поливается водой.
  5. Укладка гидроизоляции и пенополистирола либо пенопласта поверх подушки.
  6. Монтаж опалубки, она, как правило, выполняется из бруса, ширина которого будет равняться толщина фундамента.
  7. Монтаж двух слоев решетки из арматуры.
  8. Опалубка заливается бетоном марки не ниже 200. Делать это лучше в несколько слоев, поливая их водой для предотвращения быстрого высыхания материала и появления трещин.

Основная особенность плиточного фундамента – цельная, монолитная конструкция. Это – плита под домом. Его поверхность выполняет функцию пола для будущего сооружения, что полностью устраняет возможность деформации основы здания.

Установка столбчатого фундамента мелкого заложения

Этот тип основания подходит для бань и небольших деревянных домов, а также сооружений из легких строительных материалов, например – летние домики из гипсокартона или ДСП. Основное преимущество такого фундамента – быстрое возведение и минимальные затраты на строительство. Оно включает в себя такие этапы:

  1. Проектирование и расчет фундамента. Специалисты рекомендуют провести лабораторный анализ грунта для того, чтобы определить точную глубину столбов в зависимости от глубины его промерзания.
  2. Расчет расстояния между столбами (для монолитных изделий это – 100-120 см).
  3. Выполнение разметки.
  4. Выкапывание ямы по периметру фундамента, ее толщина должна соответствовать сечению столбов.
  5. Яма засыпается щебнем толщиной до 20 см, он тщательно трамбуется.
  6. Выполнение армированной конструкции. Сначала устанавливаются прутья на ширине фундамента, затем к ним присоединяются продольные детали. Решетку можно монтировать как в самой яме, так на отдельной территории с последующим погружением конструкции в траншею.
  7. Заливка бетоном марки 250.
  8. Выполнение короба из длинных обрезных досок, он не должен иметь дна.
  9. прикрепление опалубки к заранее возведенным конструкциям из арматуры.
  10. Выполнение заливки опалубок цементным раствором той же марки.
  11. Изготовление забирки и битумного слоя, защищающего ее от попадания влаги.

Для максимально долговечного использования данного вида фундамента стоит придерживаться нескольких простых правил:

  • правильный расчет фундамента;
  • равномерная нагрузка не его общую площадь и отдельные элементы;
  • выбор исключительно высококачественных материалов как при заливке фундамента, так и при возведении опалубок;
  • выполнение всех работ должно проводиться летом или в начале зимы.

Столбчатые элементы должны простоять от двух недель до месяца до полного затвердевания бетона.

В предоставленном ниже видео можно понять основы того, как выполняется ФМЗ:

Если придерживаться всех перечисленных выше правил, фундамент мелкого заложения станет весьма экономичным и удобным вариантом для создания основы под частное здание. Применять его следует в частном строительстве и в определенных условиях грунта.

Фундаменты мелкого заложения: ленточный, плитный, столбчатый

Фундаменты мелкого заложения: ленточный, плитный, столбчатый

Фундаменты мелкого заложения – самое распространенное основание для частного дома. Его преимуществами помимо сниженных затрат на изготовление являются сокращение сроков возведения и возможность устройства на сложных грунтах – песчаных, пучинистых, мерзлых и т.п. От обычного фундамента мелкозаглубленный отличается только глубиной погружения в грунт – его подошва не опускается ниже уровня промерзания, а общая высота не превышает 200 см.

Читайте также:
Что делать, если в ванной не уходит вода?

МЗФ в малоэтажном строительстве

Большинство загородных коттеджей и дачных домов – это одно- или двухэтажные строения, обладающие сравнительно небольшим весом. А большая часть отдаваемых под застройку земель отличается сложным составом грунта. Особенно трудным считается строительство на насыщенных влагой пучинистых грунтах. Зимой они неравномерно увеличиваются в объеме из-за замерзающей воды и давят на подошву и стенки основания, разрушая его.

Выталкивающую силу грунта можно уравновесить соответствующей нагрузкой на фундамент, но для этого здание должно быть достаточно тяжелым, а частный дом таким не является. Другим решением проблемы может стать заглубление подошвы фундамента на такую глубину, на которой земля не промерзает, но в этом случае основание получится чрезмерно мощным и неоправданно дорогим, а большая площадь его стен будет подвергаться сильному боковому давлению.

Поэтому оптимальное решение – это мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома. Боковые нагрузки на него практически не влияют, и если правильно выполнить расчет по нагрузкам и подумать над утеплением основания, оно будет надежно выполнять свои функции. При этом снизятся финансовые, материальные, временные и физические затраты на его возведение.

Подобными расчетами должны заниматься специалисты, особенно если речь идет о загородном доме для постоянного проживания, и отражать их в проекте. Но в деревнях и на садовых участках строительство обычно ведется без проекта. В таких случаях следует использовать хотя бы онлайн-калькулятор МЗЛФ.

Глубина заложения – это расстояние от подошвы фундамента до уровня земли, она обычно составляет не более 50-60 см. При этом толщина подушки из песка и гравия под подошвой не учитывается. А высота фундамента – это расстояние от подошвы до обреза, верхней горизонтальной плоскости, принимающей на себя нагрузку от здания.

Фундаменты мелкого заложения – это универсальное основание для частных домов малой этажности и других построек из дерева, легких бетонных блоков, каркасных и модульных строений. Он не подходит для многоэтажного строительства и имеет ограничения для зданий из кирпича, камня, тяжелого бетона. Возможность его применения зависит от толщины таких стен и высоты постройки, с увеличением которых увеличивается и нагрузка на основание и грунт.

Такое основание должно жестко и качественно армироваться, чтобы образовалась прочная конструкция, которая при пучении грунта будет не деформироваться, а равномерно перемещаться вместе со стоящим на ней домом.

Виды и технологии возведения МЗФ

По виду материала фундаменты бывают:

  • бетонными;
  • железобетонными;
  • бутобетонными.

По способу заложения:

  • монолитными;
  • сборными из готовых блоков;
  • сборно-монолитными с заливкой бетона в промежутки между блоками.

По конструкции мелкозаглубленный фундамент для малоэтажных домов бывает плитным или ленточным, а для легких построек типа беседок, террас, хозблоков и легких каркасных домов допускается использование столбчатых оснований.

Ленточный

Это самый распространенный тип оснований, отличающийся быстрым возведением, простотой сооружения и наименьшей стоимостью. Он чаще всего изготавливается из армированного бетона или бутобетона. Второй вариант более трудоемкий, так как требует послойной укладки камней в опалубку с заливкой их раствором и армирования верхнего слоя для увеличения прочности.

В сечении мелкозаглубленная лента может быть прямоугольной, трапециевидной, Т-образной.

Чтобы получить надежное основание, успешно противостоящее подвижкам грунта и не деформирующееся под весом дома, необходимо последовательно выполнять все требования технологии его возведения.

  • Подготовка стройплощадки.

Территорию строительства очищают, снимают верхний слой грунта. Он очень рыхлый, с большим количеством органики, поэтому не может служить основанием для фундамента. Дно подготовленной площадки выравнивают.

Размечают внутренние и внешние углы с учетом ширины фундамента по подошве. Если грунт осыпающийся, разметку делают шире на толщину опалубки, чтобы иметь возможность установить её в траншею.

  • Рытье траншеи.

Траншею под мелкозаглубленный фундамент для дома копают вручную или с помощью техники. Её глубина выбирается с учетом толщины подушки. Дно траншеи трамбуется.

  • Устройство подушки.

Задача песчано-гравийной подушки помимо выравнивания дна траншеи заключается в том, чтобы заместить собой водонасыщаемый пучинистый грунт. Она будет отводить из-под подошвы лишнюю воду и принимать на себя давление нижерасположенных слоев грунта.

Состав и высота подушки определяются на основании анализа почвы и высоты стояния грунтовых вод. Как правило, сначала на дно засыпают крупнозернистый песок слоем не менее 15 см в утрамбованном состоянии. Трамбуют его послойно, проливая водой. Затем идет слой мелкого гравия или щебня примерно той же толщины, который тоже трамбуется.

  • Монтаж опалубки.

Опалубка может устанавливаться на подушку или на грунт по краям траншеи. В любом случае уровень её верхнего среза должен соответствовать высоте фундамента, его обрезу. Чтобы ленточный фундамент мелкого заложения имел ровные и гладкие стены, опалубку собирают из цельных щитов или точно подогнанных досок без щелей между ними.

Внутренние стенки опалубки закрывают пленкой или обмазывают отработанным маслом для лучшего отлипания при демонтаже.

  • Установка арматурного каркаса.

Каркас должен состоять минимум из двух поясов прутьев сечением не менее 10 мм, соединенных вертикальными стержнями. Все стыки соединяются вязальной проволокой. В траншее его устанавливают на подставки из кирпича или камня, чтобы он не касался дна.

Обратите внимание! Габариты каркаса рассчитываются таким образом, чтобы он со всех сторон был окружен бетоном толщиной минимум 5 см.

Видео описание

Пример изготовления и установки армирующего каркаса показан в видео:

Читайте также:
Установка столешницы на кухонный гарнитур. Установка столешницы своими силами: обходимся без помощи специалистов

  • Заливка бетона.

Чтобы ленточный фундамент мелкого заглубления не расслаивался и не имел непрочных «холодных» стыков, заливать его необходимо в один прием, используя качественный бетон марки 200 или 300. Опалубку перед заливкой смачивают водой и заливают в неё раствор слоями по 15-20 см. Слой уплотняют штыкованием, затем заливают следующий.

Закончив работу, обрез фундамента выравнивают по краю опалубки и оставляют бетон сохнуть, периодически обрызгивая поверхность водой и накрывая пленкой. Опалубку снимают через 2-3 недели, строительные работы начинают через месяц после заливки.

Свайно-ленточный

Конструкции фундаментов мелкого заложения, усиленные сваями, нельзя отнести к МЗФ, это скорее комбинированный вариант, применяемый на сложных грунтах. От обычного ленточного они отличаются тем, что в подготовленной траншее по углам, на пересечениях и между ними с равным шагом пробуриваются отверстия до прочных непромерзающих слоев грунта.

В каждую лунку опускают каркас из сваренных арматурных прутков, который должен выступать над поверхностью для связки с горизонтальным каркасом ленты. Можно усилить стенки отверстий несъемной опалубкой из асбоцементных труб.

На дно скважин сначала засыпают щебень, затем заливают их бетоном. Далее работы ведутся по уже описанной технологии, но арматурный пояс обязательно соединяется в единую конструкцию с каркасом свай.

Видео описание

В этом видеоролике показано устройство мелкозаглубленного фундамента со сваями и заливкой внутреннего пространства ленты:

Плитный

Основание в виде монолитной плиты обходится дороже, но оно является более надежным. Такой фундамент часто называют плавающим и сравнивают с плотом, который всей плоскостью повторяет движение волн.

Работу по его устройству также начинают с очистки строительной площадки, снятия рыхлого слоя грунта, выполнения разметки по внешним углам и отрывки котлована на глубину заложения плиты. Если УГВ высокий, то по наружному периметру выкапывают и оборудуют дренажные траншеи для отвода воды.

Затем дно котлована выстилается подушкой из песка и щебня с трамбовкой. На подушке расстилают гидроизоляционный материал с проклейкой стыков, поверх которого укладывают плотные теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола. Такая подложка защищает фундаменты неглубокого заложения от воды и промерзания.

После установки опалубки по периметру будущей плиты в ней монтируют стальной каркас из двух решеток, сделанных из арматурных стержней. И заливают эту конструкцию бетоном с обязательным уплотнением глубинным вибратором.

Столбчатый

Столбчатый вид оснований, особенно с небольшим заглублением, является самым ненадежным, поэтому не используется при строительстве ответственных конструкций. Но вполне пригоден как фундамент для сараев, беседок и других небольших легких построек.

Для его сооружения по периметру размеченной ленты выкапывают лунки, ограждают их опалубкой, монтируют в каждую каркас и заливают бетоном. Как вариант, бетонной делают только подземную часть столбов, а верхнюю выкладывают из кирпича или мелких блоков.

Между собой столбы связывают ростверком, который является основанием для возведения стен.

Утепление МЗФ

Мелкозаглубленный ленточный и плитный фундамент будет меньше подвергаться воздействию сил морозного пучения, если его утеплить, тем самым предотвратив промерзание грунта непосредственно под домом.

При заливке плиты теплоизоляционные плиты желательно укладывать не только под её площадь, но и под всю ширину отмостки, и также облицевать им боковые стенки по всему периметру.

По тому же принципу утепляют и мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома из бруса или других материалов. При этом часто допускают ошибку, укладывая утеплитель непосредственно под отмостку. Более правильным и эффективным решением является другая схема, когда вокруг фундаментной ленты откапывают траншею до её подошвы шириной 60 см, выстилают её дно ЭППС толщиной 5 см, такие же плиты наклеивают на внешние стены по всей их высоте. Все стыки между плитами заполняют пеной.

Затем засыпают траншею послойно песком и гравием и заливают отмостку, которая на 15-20 см должна быть шире полосы расположенной под ней теплоизоляции. При таком устройстве утепления силы пучения под фундаментом жилого дома не возникают.

Немного иначе выглядит схема утепления фундамента неотапливаемых зимой зданий, например, пристроенной к дому веранды или гаража. Закладывая под них МЗФЛ фундамент, утеплитель укладывают под его подошву поверх подушки.

Видео описание

Очень доступно принципы утепления мелкозаглубленных оснований описаны в этом видео:

Удобнее и быстрее всего сразу заливать бетон в несъемную опалубку из пенополистирольных плит.

Консервация на зиму

Если вы не успеваете поставить стены в год постройки основания, на зиму оно останется без нагрузки и не сможет уравновесить собственной массой выталкивающие силы пучения. Поэтому его нужно законсервировать, используя следующие способы:

  • накрыть весь фундамент и грунт вокруг него на ширину в 1 метр двойным слоем ПВХ-пленки;
  • засыпать по той же схеме соломой, опилками, керамзитом или другим теплоизолятором;
  • вспахать грунт вокруг фундамента, чтобы уменьшить его плотность, и установить по периметру щиты для снегозадержания.

Коротко о главном

Разные виды фундаментов мелкого заложения позволяют ускорить и удешевить строительство частного дома без ущерба для его надежности даже на сложных песчаных и пучинистых глинистых грунтах. И лента, и плита из сборного или монолитного бетона идеально подходят для зданий из дерева, пено- и газобетона, арболитовых блоков и других легких стеновых материалов. Для кирпичных домов необходим более тщательный расчет нагрузок. А сарай, баню или веранду вполне сможет выдержать столбчатый фундамент с ростверком.

Вопрос 14Фундаменты мелкого заложения, конструктивные особенности, применяемые материалы для их возведения

К фундаментам мелкого заложения относятся такие, у которых глубина заложения обычно не превышает 6 м. Их возводят в котлованах, предварительно отрытых на полную глубину с поверхности грунта. Другая особенность фундаментов мелкого заложения заключается в том, что при расчете их перемещений и определении напряжений в основании, как правило, не учитывают сопротивление грунта по боковым поверхностям фундаментов.

Читайте также:
Условный проход трубы это что означает и как его узнать

По конструкции фундаменты мелкого заложения подразделяются на массивные жесткие, отдельные фундаменты под стойки и колонны сооружений, ленточные и в виде сплошной ж/б плиты под всем сооружением.

Расчетные сечения фундамента назначают из условия работы материала его конструкции. В зависимости от этого фундаменты могут быть жесткими или гибкими.

Под жестким фундаментом понимается такой фундамент, материал которого под действием внешней нагрузки не испытывает деформаций изгиба, проявляющихся в форме скалывания отдельных элементов и трещин в кладке. Практически можно считать, что материал жестких фундаментов работает только на сжатие.

Для жестких фундаментов подлежат определению геометрические размеры в плане и их обрезы.

Гибким фундаментом называется такой фундамент, материал которого работает преимущественно на изгиб. Гибкие фундаменты выполняют из ж/б, так как он воспринимает растягивающие напряжения при изгибе.

При расчете гибких фундаментов определяют их геометрические размеры в плане, а затем по расчетным эпюрам моментов перерезывающих сил в зависимости от процента армирования подбирают сечение.

Массивные, ленточные и столбовые жесткие фундаменты под стены и под колонны, а также фундаменты-стенки могут быть выполнены из кирпича, бута, бутобетона, бетона.

Кирпичная кладка удобна в том отношении, что ей можно придать самую разнообразную форму. Однако кирпич как строительный материал для фундаментов недолговечен; он быстро теряет прочность под действием грунтовых вод. Поэтому кирпич применяют для кладки фундаментов, как правило, в менее ответственных сооружениях, причем кладку выполняют только из кирпича-железняка на цементном растворе.

Некоторое распространение имеет бутовый камень в виде кладки из рваного камня или плитняка. Из бутового камня выполняют ленточные и столбовые фундаменты; их стоимость сравнительно невысокая. Однако основным недостатком таких фундаментов является большой объем кладки и значительные трудовые затраты при их возведении. Кроме того, применение этого материала не дает возможности широко индустриализировать и механизировать строительные работы.

Бутобетон и бетон обладают значительно лучшими прочностными характеристиками, и их применяют для фундаментов наиболее ответственных сооружений – в массивных фундаментах, а также для устройства жестких фундаментов под колонны, несущие большую нагрузку. Их недостатком являются значительная стоимость и большие объемы при массивных фундаментах.

К гибким фундаментам относятся гибкие балки и сплошные плиты, а также подушки для ленточных фундаментов и башмаки под колонны с большим выносом фундаментной консоли.

В качестве материала для гибких фундаментов применяют ж/б. Такие фундаменты незаменимы в тех случаях, когда требуется создать значительные опорные площади для передачи больших нагрузок от сооружений, а также для конструкций фундаментов коробчатого типа.

Применение ж/б для возведения фундаментов значительно сокращает объем работ и позволяет широко использовать механизмы при производстве работ. Однако ввиду высокой стоимости ж/б и больших затрат металла на его изготовление необходимость применения ж/б для фундаментов должна быть экономически обоснована.

Основные размеры фундаментов мелкого заложения (глубина и размеры подошвы) в большинстве случаев определяются исходя из расчета оснований по деформациям, который включает:

подсчет нагрузок на фундамент;

оценку инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства; определение нормативных и расчетных значений характеристик грунтов;

выбор глубины заложения фундамента;

назначение предварительных размеров подошвы по конструктивным соображениям или исходя из условия, чтобы среднее давление на основание равнялось расчетному сопротивлению грунта;

вычисление расчетного сопротивления грунта основания R, изменение в случае необходимости размеров фундамента с тем, чтобы обеспечивалось условие рR; в случае внецентренной нагрузки на фундамент, кроме того, проверку краевых давлений;

вычисление осадок основания; при необходимости корректировку размеров фундаментов.

В некоторых случаях выполняется расчет основания по несущей способности. После этого производятся расчет и конструирование самого фундамента.

Все расчеты оснований должны производиться на расчетные значения нагрузок, которые определяются как произведение их нормативных значений на коэффициент надежности по нагрузке γf. Этот коэффициент, учитывающий возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону, принимается при расчете оснований по несущей способности, а при расчете оснований по деформациям равным единице.

Расчет оснований по деформациям производится на основное сочетание нагрузок, по несущей способности – на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий – на основное и особое сочетания. Нагрузки на перекрытия зданий и снеговые нагрузки, которые могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считаются кратковременными, а при расчете по деформациям – длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считаются кратковременными.

В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемого вблизи фундаментов.

Усилия в конструкциях, вызываемые климатическими температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям допускается не учитывать, если расстояния между температурно-усадочными швами не превышают значений, указанных в нормах проектирования соответствующих конструкций. Технологические температурные воздействия учитываются в расчетах оснований по деформациям при соответствующем обосновании в зависимости от продолжительности этих воздействий.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: