Основания и фундаменты. Инженеру-строителю в процессе его производственной деятель­ности приходится сталкиваться с целым рядом задач

Инженеру-строителю в процессе его производственной деятель­ности приходится сталкиваться с целым рядом задач, успешное реше­ние которых связано с правильной оценкой совместной работы осно­ваний и фундаментов, их реальных свойств в условиях строительства и последующей эксплуатации зданий и сооружений.

Фундаментостроение является одной из наиболее трудоемких и материалоемких работ в строительстве. Качеством подготовки осно­ваний и устройства фундаментов определяется эксплуатационная на­дежность возводимых зданий и сооружений.

Основанием называют толщу грунтов, воспринимающую нагруз­ку от здания или сооружения. В свою очередь, грунтом называется горная порода или почва, используемая в качестве основания для возведения зданий и сооружений. Основания раз­деляют на скальные и нескальные. Скальным основанием называют массивные горные породы, имеющие жесткие связи между зернами, залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива и характе­ризующиеся значительной прочностью при сжатии (5 МПа и более).

Нескальные или грунтовые основания представляют собой либо толщу несвязных горных пород, либо связных, но при этом прочность связей во много раз меньше прочности минеральных частиц. К этому типу относят основания из крупнообломочных, песчаных и пылевато-глинистых грунтов. Нескальные основания подразделяют на естественные и искусственно улучшенные.

Чаще всего располагать здание или сооружение на поверхности земли бывает нецелесообразно, поскольку верхние слои грунта имеют низкую несущую способность и не могут воспринять нагрузку от массы здания или сооружения, они способны значительно де­формироваться под влиянием климатических факторов в результате пучения при промерзании, просадки при оттаивании, усадки при высыхании и набухания при увлажнении.

Это вызывает необходимость применения специальной конструк­ции, которую называют фундаментом.

Фундаменты должны быть прочными, долговечными, устойчивы­ми к воздействию подземных вод, опрокидывающих сил ветра, скольже­нию и др. Кроме того, они не должны допускать превышения осадок зданий и сооружений, регламентированных нормативными документа­ми, и иметь наиболее экономичные формы для конкретных инженерно-геологических условий.

Таким образом, фундамент - это подземная часть здания, которая предназначена для передачи нагрузки от здания или сооружения на за­легающие на некоторой глубине грунты основания.

Плоскость фундамента, опирающуюся на основание, на­зывают подошвой (рис. 9). Поверхность фундамента, на которую опирается надземная конструкция, а также границу между соседними уступами называют обрезом.

Рис. 9. Конструкция фундамента

Фундаменты подразделяют на следующие основные категории: фундаменты, возводимые в открытых котлованах, фундаменты глубо­кого заложения и свайные фундаменты.

В зависимости от конструктивного решения фундаменты могут быть сплошными, ленточными, столбчатыми и смешанными.

Сплошные фундаменты устраиваются под всем сооружением в виде ребристых или гладких плит, в виде коробов или массивов под трубами, мостовыми опорами, элеваторами, водонапорными башнями, машинами.

Ленточные фундаменты (рис. 10) преимущественно устраивают под жилыми и общественными зданиями. При глубине заложения до 5 м их располагают в виде непрерывных протяженных элементов, парал­лельных или перекрещивающихся в плане.

Рис. 10. Ленточный фундамент: h - глубина заложения фундамента;

h_n - подушка фунда­мента; b - ширина подошвы фундамента

Столбчатые фундаменты (рис 11) - это компактные опорные конструкции, передающие сосредоточенную нагрузку. Такие фунда­менты обычно устраивают под каркасными зданиями, а также под отдельно стоящими колоннами, мачтами, столбами.

Рис. 11. Отдельные столбчатые фундаменты: 1 - фундаментная балка;

2 - стена; 3 - бетонный или каменный столб; 4 - подушка

Смешанные фундаменты представляют собой сочетание лен­точного или сплошного фундамента со столбчатым.

Основными элементами фундамента являются:

глубина его за­ложения h, ширина подошвы фундамента b, высота подушки h _n (рис. 10).

Свайные фундаменты. Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используют сваи (рис. 12). Такой фундамент состоит из свай, по верхней части которых уст­раивают специальный конструктивный элемент - ростверк. Свайные фундаменты устраивают там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые грунты (это могут быть грунты насыпные, водонасыщенные, просадочные).

По характеру работы в грунте сваи делят на висячие (рис. 12, а) и сваи-стойки (рис. 12, б). Висячие сваи не достигают прочного грунта и нагрузку от здания воспринимают главным образом за счет сил трения, возникающих между боковой поверхностью и грунтом. Сваи-стойки проходят через слабый грунт и нижними концами опираются на проч­ное основание, передавая на него всю нагрузку от здания.

По материалу сваи бывают железобетонные, бетонные, стальные, деревянные.

Говоря о фундаментах, следует отметить необходимость устройства их гидроизоляции для защиты от увлажнения и размораживания как самого материала фундаментов, так и подвальных помещений.

Рис. 12. Схемы свайного фундамента: а) - со сваями-стойками;

б) - с висячими сваями: 1 - стена; 2 - ростверк; 3 - сваи; 4 - грунт, Р - нагрузка

Чаще всего применяют (за исключением специальных случаев) обмазочную и оклеечную гидроизоляцию. В первом случае верти­кальные поверхности фундаментов после просушки покрывают слоем гидро-изоляционного материала, например, разогретого битума или битумной мастики. При устройстве оклеечной гидроизоляции на вер­тикальную поверхность фундамента, чаще всего только с наружной стороны, наклеивают несколько слоев рулонных гидроизоляционных материалов (например, рубероида) (рис. 13).

Рис. 13. Защита помещения от сырости: 1 - обмазка битумом

или оклейка рубероидом; 2 - горизонтальная гидроизоля­ция

В обязательном порядке во избежание проникновения сырости в помещения первого этажа за счет капиллярного переноса влаги уст­раивают рулонную гидроизоляцию ниже уровня пола первого этажа. На это следует обратить особое внимание, поскольку восстановление пропущенной или небрежно выполненной горизонтальной гидроизо­ляции технически очень сложно и требует, кроме того, больших мате­риальных и трудовых затрат.

Поиск по сайту: