Проектирование зданий и сооружений. Виды и конструктив фундамента

Достоверно известно, что в Венеции  сохранились дворцы, построенные  на фундаменте из лиственницы. Интересен  тот факт, что многим строениям  не менее 5 столетий. У этого замечательного материала только один недостаток –  дороговизна, а значит, далеко не все  смогут его себе позволить.

Желающие построить садовый  домик на деревянном фундаменте, или, как еще принято говорить, на деревянных стульях, могут использовать вместо лиственницы сосновую или дубовую  древесину, обмазанную битумом или  обожженную, диаметром не менее 20 см.

Подготовленные деревянные стулья устанавливают на брусья шириной 20 см, длиной 50 см и толщиной около 10 см. Эти брусья требуются для повышения устойчивости фундамента. Стулья заглубляют в грунт не менее чем на 130 см.

Деревянные стулья устраивают по всему  периметру строения на расстоянии полутора метров друг от друга, после чего ямы  засыпают землей слоем 20–25 см и утрамбовывают. Срок службы такого фундамента составляет примерно 7–15 лет (в зависимости от выбранного материала, при этом дуб наиболее предпочтительнее). Покрытие материала антисептическими веществами или же его обжиг примерно вдвое увеличивают этот срок.

Плитные фундаменты.

Фундаменты такого вида в основном устраивают на тяжелых пучинистых и  просадочных грунтах. Они имеют  жесткую конструкцию в виде одной  плиты, выполненной под всей плоскостью здания. Плитные фундаменты прекрасно  выравнивают все вертикальные и  горизонтальные смещения грунта, благодаря  чему они получили еще одно название – «плавающие».

Устройство плитных фундаментов  в основном применяется при строительстве  малоэтажных зданий простой формы. Из-за использования большого количества бетона и расхода металла на арматуру плитные фундаменты достаточно дороги.

Главный вопрос, который приходится решать при строительстве дома, – на какую глубину нужно закладывать фундамент? При этом неопытные строители впадают в крайности: – или выкапывают под фундамент слишком глубокую траншею, что влечет за собой перерасход средств, или, напротив, устраивают фундамент на недостаточной глубине, и в результате в фундаменте и в стенах дома появляются трещины.

В последнее время в книжных  магазинах появилось множество  книг зарубежных авторов, которые считают, что глубина фундамента для строительства  дома должна быть от 50 до 100 см. Однако следует учитывать, что в большинстве западноевропейских стран отрицательные температуры в пределах 10–15° наблюдаются раз в сто лет. Значит, в условиях такого мягкого климата глубокого промерзания грунта почти не бывает, и проблема зимнего вспучивания жителям этих стран незнакома. Тем не менее советы и рекомендации этих авторов вполне подойдут жителям южных регионов нашей страны.

Свайные фундаменты.

Фундаменты такого типа принято  устраивать в местностях, где верхний  слой грунта не сможет выдержать большую  тяжесть. Есть, конечно, альтернатива –  удалить верхние слои грунта до более  плотных слоев, однако сделать это  не всегда возможно, поскольку плотные  слои грунта расположены довольно глубоко. Свайные фундаменты также устраивают при высоком уровне стояния грунтовых  вод и на плывунах.

Свайные фундаменты представляют собой  сваи, столбы с заостренным нижним концом, которые забивают или вворачивают  в землю. Самыми устойчивыми являются винтовые сваи, которые вкручивают в землю с помощью специального малогабаритного оборудования. Эта  технология очень удобна с точки  зрения сохранения ландшафта вокруг строительного участка. Столбы, свободно проходя через слабые слои грунта, упираются в более твердые  и передают им нагрузку от строения. Для создания жесткой конструкции  верхняя часть столбов соединяется  балками.

Для удобства сваи можно не вворачивать, а изготовить непосредственно в  грунте. В этом случае бурят скважину, в нее вставляют арматурный каркас или полые трубы, после чего скважину заливают бетоном. Затем бетон обязательно  уплотняют трамбовкой или вибрацией.

Примерный срок службы монолитных свайных  фундаментов составляет не менее 150 лет. Однако для этого при их возведении следует соблюдать определенные технологические нормы.

Плавающие фундаменты.

В условиях заболоченных, сильно пучинистых и зыбких грунтов устройство обычных  фундаментов представляется очень  проблематичным, потому что влечет за собой значительные технические  трудности, гораздо больший объем  земляных работ и, как следствие, высокие затраты.

В этом случае можно устроить так  называемый плавающий фундамент, представляющий собой железобетонную монолитную плиту, свободно лежащую на насыпном основании. Размеры плиты должны соответствовать  размерам дома. По периметру плиты  с нижней стороны делают ребра  жесткости. Точно такие же ребра, только меньшей высоты, устраивают по всей плоскости плиты в продольном и поперечном направлениях с шагом 100–120 см

Технология устройства такого вида фундамента довольно проста. Прежде всего  из грунта, щебня, крупного песка или  их смеси насыпают основание толщиной 40 см, немного увлажняют и тщательно утрамбовывают. Из строганых досок собирают щитовую опалубку и закрепляют ее с наружной стороны вбитыми в землю колышками с шагом 1–1,5 м. Затем для бетонирования ребер жесткости выкапывают канавки и застилают их полосками толя, рубероида или пергамина в качестве гидроизоляционного слоя.

Арматуру равномерно раскладывают по всему основанию и вдоль  канавок. Для арматуры подойдут стальные прутья или проволока любого размера, обрезки труб и профиля. На небольшую  ржавчину внимание не обращают, так  как на качество железобетона она  не повлияет.

После установки арматуры заливают бетон и трамбуют верхнюю плоскость  плиты, выравнивая ее по уровню. В случае необходимости в нужных местах добавляют  бетон.

Поверхность плиты закрывают листовым материалом от дождя и солнца и  оставляют в таком виде на 10–15 дней, после чего снимают опалубку и выкладывают кирпичный цоколь по всему периметру плиты. Под  внутренними стенами и лагами пола выкладывают кирпичные столбы, располагая их над ребрами жесткости.

В зависимости от заглубленности различают  следующие типы фундаментов:

– сильнозаглубленные;

– малозаглубленные;

– незаглубленные.

На территории средней полосы России принято устройство сильнозаглубленных фундаментов, мало– и незаглубленные применяют только в южных регионах.

Сильнозаглубленные  фундаменты.

Сильнозаглубленные фундаменты целесообразнее применять в северных района, а  также на территории средней полосы России.

Сильнозаглубленный ленточный  фундамент представляет собой конструкцию  из бетонных блоков размером 300 х 300 х 450 мм. Блоки укладывают на цеметном растворе в три ряда по высоте с армированием межрядных плоскостей армировочной сеткой. Фундамент возводят на песчаной подушке толщиной 15–20 см. Общее заглубление фундамента (с учетом песчаной подушки) составляет 90 см. Высота фундамента от земли составляет 40–45 см.

Малозаглубленные  фундаменты.

Устройство малозаглубленных фундаментов  позволяет значительно снизить  объем земляных работ и расходы  на материалы за счет уменьшения глубины  закладки фундамента. При действии сил морозного пучения по касательной  боковые грани фундаментов необходимо выполнять наклонными с расширением  книзу, а пазухи траншей заполнять  песчаной подушкой с послойным уплотнением. Также дополнительно рекомендуется  сделать обмазку выровненных  боковых поверхностей различными противопучинистыми материалами.

Малозаглубленный ленточный фундамент  представляет собой бетонную конструкцию  шириной 30–50 см, высотой 20–50 см, уложенную с небольшим заглублением на песчаную подушку 

 

По  канструктивному решению:

 
Подразделяются на ленточные (в виде непрерывных подземных стен) или железобетонных перекрестных балок; столбчатые, устраиваемые под стены и колонны; сплошные – безбалочные  и ребристые ; свайные.

 

По  характеру статической работы:

 
Под действием нагрузки фундаменты различают: жесткие, работающие только на сжатие, и гибкие, работающие преимущественно  на изгиб. К первому виду относят все фундаменты, кроме железобетонных. Гибкие железобетонные фундаменты способны воспринимать растягивающие усилия.

 

По  материалу:

 
Фундаменты выполняют из естественных материалов ( дерево - во временных постройках, бутовый камень), и из искусственных  материалов (бутобетон, бетон сборный  или монолитный, железобетон. 
В настоящее время предпочтение отдают бетонным и железобетонным фундаментам 

 

По  заглублению в грунт:

 
Различают фундаменты мелкого заложения (менее 5 м) и глубокого (более 5 м). Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий принимают под наружные стены не менее глубины промерзания плюс 100-200 мм и не менее 0,7 м; под внутренние стены не менее 0, 5 м. 

 

По  форме: 

 
Оптимальной формой поперечного сечения  жестких фундаментов является трапеция, где обычно угол распределения давления принимают: для бута и бутобетона – 27-33, бетона – 45. Практически эти  фундаменты с учетом потребностей расчетной  ширины подошвы могут быть прямоугольными и ступенчатыми. Блоки-подушки выполняют  прямоугольной и трапецивидной  формы. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы:

 

Архитектура, строительство, дизайн. Под общей редакцией А.Г. Лазарева.-Изд. 2.-Ростов н/Дону: Феникс

 
Технология строительных процессов: Учебник для вузов по спец. «Промышленное  гражданское строительство»/А.А.Афанасьев, Н.Н.Данилов, В.Д.Копылов. Высш. шк.,1997.

 Основы архитектуры зданий и сооружений Е.Н.Белоконев. Изд.2-е—Ростов н/Дону: Феникс,2005.