Классификация фундаментов

Классификация фундаментов     

Фундаментом называется подземная часть здания, через которую на грунт передаются нагрузки (вес) от конструкций, расположенных выше (стен, перекрытий и др.), и полезная нагрузка (вес людей, оборудования, мебели). Основания зданий бывают двух видов: естественные и искусственные. Естественным основанием считается грунт, залегающий под фундаментом и имеющий несущую способность, которая обеспечивает устойчивость здания и допустимые по величине и равномерности нормативные осадки. Искусственным называется грунт, не обладающий достаточной несущей способностью и требующий специального упрочнения (трамбованием, уменьшением влажности и плывучести, химическими добавками) или замены. Конструкции фундаментов всегда зависят от характера основания. В большинстве случаев для загородных одно-трёхэтажных жилых домов- коттеджей достаточно несущей способности естественного основания. По конструктивной схеме фундаменты делят на:

 

ленточные- под стены или ряд отдельных опор;

столбчатые- под лёгкие стены при глубине залегания подходящего грунта основания ниже 2м;

свайные- особенно актуальны при необходимости передать на слабый грунт значительные нагрузки, при высоком уровне стояния грунтовых вод; в последнее время распространены в строительстве малоэтажных зданий (конечно, когда есть сваи и несложное оборудование для производства работ);

сплошные- под всей площадью здания (применяются при слабых неоднородных грунтах основания, для создания водонепроницаемой защиты подвалов, во влажных грунтах с высоким уровнем стояния грунтовых вод).

 

Материалы применяемые для фундаментов

тяжёлый бетон марки 50 и выше и железобетон (монолитный или сборный, изделия из них);

металл, асбоцементные трубы (для свайных фундаментов);

обожжённый красный кирпич (прочной марки 1 00 и более);

антисептированная древесина (для деревянных зданий);

редкий для средней полосы естественный камень из тяжёлых природных пород марки 200 и выше.

 

 

Ленточные и столбчатые фундаменты малоэтажных зданий. Защита зданий от грунтовых вод.

 

Ленточный фундамент

 

Поперечные размеры ленточных фундаментов для одно-трёхэтажных коттеджей обычно одинаковы. Это объясняется тем, что нагрузки, передаваемые от дома на грунт, относительно невелики, а площадь опоры фундамента (его подошвы) превосходит необходимые по расчёту размеры приблизительно в 3 раза. Так, ширина подошвы для бутовых фундаментов должна быть не менее 600 мм; для бутобетонных, бетонных и железобетонных (монолитных или сборных)—от 400 до 600 мм; для кирпичных-510мм. Это необходимо для удобства работ и обеспечения перевязки вертикальных швов камней.

Ленточный фундамент под стену коттеджа в поперечном сечении обычно представляет собой вертикальный прямоугольник. Его верхняя часть (обрез фундамента), выступающая, с учётом уклона участка, примерно на 100 мм над отметками прилегающей земли, может быть шире толщины стены или зависеть от конструктивного решения дома. При слабых и неоднородных грунтах, когда давление (вес) дома на этот грунт превышает нормативное (то есть по условиям средней полосы России—1-1,5 кг/см2), подошву фундамента следует расширять за счёт уступов, создаваемых по высоте фундамента через 300-600 мм, или путём укладки в его нижнюю часть бетонной или железобетонной плиты-подушки. Возможно также применение подушек из крупного или среднего чистого просеянного песка (с размером частиц 1 -2 мм). Эта подушка слоем 1 50-300 мм уплотняется трамбованием или вибрацией с увлажнением. 

 

 

 

Столбчатый фундамент

 

Рассмотрим коттеджи с лёгкими стенами. В них при плотных грунтах фундаменты достаточно глубокого заложения целесообразно сооружать не ленточными, а столбчатыми, что менее трудоёмко и в 2-4 раза экономичнее. Фундаменты могут быть кирпичными, бутобетонными и др. Более индустриальными и ускоряющими строительство являются бетонные или железобетонные столбы (колонны) заводского изготовления. Столбы ставят через каждые 1,5-3,5 м и обязательно в местах сосредоточения нагрузки  
(углы здания, точки пересечения стен и т. д.). Минимальное сечение столбов: бутобетонных-400 х 400 мм, бутовых-600 х 600 мм, кирпичных—510 х 510 мм (под стены одноэтажных построек) и 380 х 380 мм (под перегородки), сборных железобетонных- 300 х 300 и 200 х 400 мм. Под столбчатые фундаменты обязательно укладывают бетонную, железобетонную или песчаную подушку толщиной 100-300 мм. По верху столбы соединяют железобетонными фундаментными балками (рандбалками) или другими перемычками (например, при небольших нагрузках и пролётах - железокирпичными), на которых и возводят цоколь, стены.

Фундаментные столбы из мелкоштучных элементов (кирпич, бут следует армировать по высоте через каждые 250-400 мм 6-миллиметровой проволокой или арматурной сеткой. Желательно устраивать и вертикальное армирование. Вследствие возможного пучения грунта, находящегося под перемычками, и их выпирания под этими элементами устраивают подушки (подсыпки из песка ^ шлака с толщиной слоя 500 мм и зазором 40-50 мм). Сборные фундаменты из железобетонных столбов (сечением 300 х 300 мм и более) устанавливаются в железобетонные подушки стаканного типа, которые укладывают на слой песка (100-150 мм).

 

 

Защита зданий от грунтовых вод

 

Для защиты стен бесподвальных зданий от капиллярной влаги во всех стенах в цоколе укладывают горизонтальную гидроизоляцию из 2-х слоев толя, рубероида или слоя жирного цементного раствора состава 1:2 толщиной 20-30 мм на 150-200 мм ниже уровня пола первого этажа и на 150 200 мм выше отметки тротуара или отмостки.

Фундаменты, находящиеся в агрессивной среде (при наличии в грунтовой воде агрессивных составов), выполняют из бетона на пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе, кроме случаев щелочной активности, когда можно применять цемент любых видов, кроме пуццоланового и шлакопортландцемента.

При напорах воды от 0,1 до 0,2 м для защиты подвала от проникновения воды под пол подвала укладывают слой мягкой жирной глины толщиной 250 мм и бетонную подготовку толщиной 100-200 мм. Наружную поверхность стен изолируют штукатуркой цементным раствором с последующей обмазкой горячим битумом за 2 раза и забивкой слоем мягкой жирной глины толщиной 200-250 мм (рис. 26).

При напорах воды от 0,2 до 0,8 м возникает опасность всплывания пола, поэтому пол искусственно утяжеляют. В этих случаях на грунт укладывают бетонную подушку толщиной 100-150мм, поверхность которой выравнивают цементным раствором или слоем асфальта толщиной 20-25 мм с последующей наклейкой по битумной или асфальтовой мастике гидроизоляционного ковра из 2-х или 3-х слоев рубероида, гидроизола, бризола. Для предохранения этой части гидроизоляционного ковра от механических повреждений устраивают защитную стенку толщиной 120 мм из хорошо обожженного кирпича, выкладываемую на цементном растворе.

При больших напорах воды, когда уровень грунтовых вод превышает уровень пола подвала более чем на 0,8 м, пол устраивают в виде плоской железобетонной плиты, загруженной стенами дома, или в виде плиты с ребрами верх.

На плоскую железобетонную плиту, (а при ребристой - в промежутках между ребрами), укладывают тяжелый бетон, по которому устраивают чистый пол.

Эффективность применения того или иного типа фундаментов зависит от объема, стоимости, трудоемкости и расхода материалов.

Свайные фундаменты экономичнее ленточных на 32-34% по стоимости, на 40% по затрате бетона и на 80% по объему земляных работ. Такая экономия позволяет снизить затраты стали увеличиваться - 1 - 3 кг на 1 м2.

 

 

Несущие и ограждающие конструкции деревянных каркасных зданий.

 

Конструктивные элементы, из которых состоит каждое здание, делят в соответствии с их основным назначением на две группы конструкций: несущиеи ограждающие (рис. 1.1).

Несущие конструкциивоспринимают нагрузки, возникающие в здании, и обеспечивают его прочность и устойчивость. Основной конструкцией, воспринимающей все нагрузки, возникающие в здании, являетсянесущий остовздания,состоящий из вертикальных несущих элементов (стен, столбов, стоек, колонн и др.), поддерживающих горизонтальные несущие элементы конструкций (прогоны, ригели, балки, стропильные фермы, арки, настилы и панели перекрытий и покрытий). Через несущий остов  нагрузки  передаются  на  фундаментыопирающиеся на основание « виде естественного грунта или искусственное, а также на сваи, опускные колодцы и др.

 

Действующие на здание нагрузки слагаются из постоянных, которые учитываются как в ходе строительства, так и при эксплуатации зданий (собственный вес всех строительных конструкций, как несущих, так и ограждающих, а также вес и давление грунта), и временных, которых в отдельные периоды строительства или эксплуатации здания может и не быть. Временные нагрузки и воздействия на здания различаются в зависимости от длительности их действия. К временным длительным нагрузкам относятся такие, как вес установленного в здании стационарного оборудования, нагрузки на перекрытия в помещении архивов, книгохранилищ, библиотек и т. п. К кратковременно действующим нагрузкам и воздействиям относятся нагрузки от мебели и легкого оборудования, от веса толпы, веса снегового покрова, давления ветра, а также температурные климатические воздействия. Временные нагрузки в помещениях общественных зданий, где возможны значительные скопления людей (на трибунах стадионов, в спортивных залах, залах и фойе кинотеатров, клубов, театров, в выставочных залах и т. п.), относятся к категории длительно действующих.

В сейсмических районах учитываются (по специальным нормам)    сейсмические . воздействия, а в районам с просадочными грунтами — воздействия просадок основания. Ограждающие конструкциизащищают здание от атмосферных воздействий, изолируют его от внешнего пространства и, кроме того, разделяют внутренний объем на отдельные этажи и каждый этаж на отдельные помещения.

К атмосферным воздействиям, от которых приходится защищать здания, относятся: влияние низких зимних или высоких летних температур, атмосферные осадки — дождь, снег, проникание воздуха через ограждающие конструкции при сильном ветре (инфильтрация) н комбинации этих воздействий.

К ограждающим конструкциям относятся: наружные стены, окна, фонари и двери, покрытия, внутренние стены и перегородки, надпод-вальные, междуэтажные и чердачные перекрытия. Некоторые части зданий (например, стены, перекрытия, покрытия) могут одновременно выполнять функции как несущих, так и ограждающих конструкций.

Наружные стены подразделяются на: несущие, воспринимающие кроме нагрузок от собственного веса и давления ветра также нагрузки от покрытий (крыш), перекрытий и др.; самонесущие, воспринимающие нагрузку только от собственного веса стен всех этажей здания и от давления ветра; ненесущие, в том числе навесные, воспринимающие нагрузки только от собственного веса и давления ветра в пределах одного этажа или одной панели. В зданиях с самонесущими и ненесущими наружными стенами нагрузки от перекрытий и покрытий передаются на колонны каркаса или на поперечные несущие стены.

Стены зданий могут быть выполнены из природного камня, кирпича, бетона, крупных стеновых блоков, крупных панелей. Несущие стены одноэтажных и двухэтажных зданий выполняют также из сырцового и саманного кирпича, деревянных щитов, брусьев или бревен и из других местных материалов. Стены — основная часть здания, определяющая его конструктивный характер и общий архитектурный облик. Название материала стен часто характеризует архитектурно-конструктивный тип дома, например каменный, кирпичный, крупноблочный, крупнопанельный, деревянный щитовой или рубленый и т. д.

Перекрытием называется горизонтальная конструкция, разделяющая этажи друг от друга и воспринимающая нагрузки от веса людей, мебели и оборудования. Перекрытие, расположенное между первым этажом и подвалом, называетсянадподвальным. Перекрытие, разделяющее надземные этажи здания, называютмеждуэтажным, причем . нижняя его поверхность является потолком нижележащего этажа, а верхняя — полом этажа, расположенного выше перекрытия. Перекрытие обычно состоит из несущей конструкции — плит и балок (опирающихся непосредственно на стены или колонны или на ригели)  и чистого пола. Ригели   опираются   на   несущие   стены   или  колонны.

Для защиты здания от атмосферных осадков устраивают покрытие (или крышу)из несущих конструктивных элементов, воспринимающих нагрузки от собственного веса покрытия, снегового покрова и давления ветра, и ограждающих элементов, предназначенных для отвода атмосферных вод, защиты здания от дождя и снега, от потерь тепла через покрытие, а в южных районах — и от перегрева солнцем.

Верхний внешний элемент ограждающей части покрытия, непосредственно подвергающийся атмосферным воздействиям, называется кровлей. В кровле также есть несущая часть (в виде обрешетки, настила), по которой укладывают ограждающий или водоизолирую-щий покров (рулонный ковер, плиты, черепицу и др.).

При устройстве, кровли из материалов, требующих больших уклонов, над зданием устраивается крыша, состоящая из стропильных несущих конструкций, по которым укладывается кровля. При этом образуется неотапливаемое пространство крыши под кровлей, которое называется чердаком, а перекрытие, отделяющее верхний этаж здания от чердака, называется чердачным. При пологих, а также плоских кровлях чердачное перекрытие и кровлю можно совмещать в одной конструкции, которая называется совмещенной крышей илибесчердачным покрытием.

Внутреннее пространство этажа разделяют на отдельные помещения (залы, комнаты) перегородками и внутренними стенами. В наружных стенах устраивают дверные и оконные проемы. Проемы заполняют остекленными оконными переплетами и дверными полотнами.

Кроме указанных основных частей в здани-. ях имеется ряд элементов, необходимых для обеспечения их нормальной эксплуатации. К таким элементам в жилых зданиях относятся: лестницы, лифты, эркеры, балконы, лоджии, крыльца, цоколи, карнизы и др. В комплекс зда ия входят, кроме того, санитарно-технические  устройства и инженерное оборудование, в том числе: системы, и приборы отопления, вентиляции, водоснабжения, газоснабжения,  теплоснабжения, электроснабжения, а также встроенная мебель (стенные шкафы, антресоли, оборудование кухонь и др.).

В общественных зданиях устраивают, кроме того, световые фонари для верхнего света, подвесные потюлки, галереи, трибуны, балконы,   площадка   для   размещения   различного