Раздел 5. Конструкции фундаментов жилых и общественных зданий

Прочность, устойчивость и пространственная жесткость высот­ных зданий обеспечиваются совместной работой горизонтальных (пе­рекрытий) и вертикальных (стен и рам) конструкций. Через перекрытия вертикальные и горизонтальные нагрузки, действующие на здание, пе­редаются вертикальным несущим конструкциям, а от них на грунт. Ин­тенсивность, направление и характер передачи нагрузок зависят от геометрии вертикальных элементов и их расположения в плане.

В проектировании и строительстве высотных зданий приме­няются разнообразные конструктивные решения, принимаемые про­ектировщиками в зависимости от различных факторов:

• функционального назначения;
• высоты здания;
• природно-климатических условий;
• комплексной безопасности высотных зданий;
• градостроительной ситуации;
• архитектурно-планировочных решений;
• архитектурно-композиционных требований;
• инженерно-технических систем и оборудования.

Важное значение имеют четыре первых фактора, остальные во многом зависят от конкретных условий строительства.

В зависимости от принятой конструктивной схемы здания вертикальные несущие конструкции могут состоять либо из системы стоек и балок типа каркасов, либо из системы стен-диафрагм –сплошных или решетчатых, либо из тех и других вместе (комбини­рованные системы). Стены-диафрагмы могут быть из линейных элементов или объединяться в трехмерные конструкции – ядра (стволы) жесткости. Плоские стены, в свою очередь, могут быть не­прерывными в плане, пересекающими все здание или иметь произ­вольное расположение.

Так как решающее значение при проектировании высотных зданий имеют горизонтальные нагрузки, например ветровые и сейс­мические, вертикальные несущие конструкции должны состоять из достаточно жестких конструктивных элементов, чтобы исключить нежелательные деформации здания. С целью увеличения жесткости в продольном и поперечном направлениях здания устраивается система горизонтальных связей. Горизонтальные нагрузки через перекрытия передаются вертикальным связевым конструкциям. Передача горизонтальных нагрузок происходит с помощью соединении, воспринимаемых сдвигающие усилия и устраиваемых между верти­кальными несущими конструкциями и перекрытиями.

Выбор вертикальных несущих конструкций, их комбинаций и связей является выбором конструктивной системы здания, жест­кость которой определяется расчетом и зависит от многих факторов. Наиболее важным фактором с точки зрения обеспечения устойчиво­сти высотного здания является оказание им сопротивления ветро­вым нагрузкам, увеличивающимся с повышением высоты здания.

По функциям конструктивные элементы, из которых состоит высотное здание, в зависимости от их назначения подразделяется на две группы: несущие и ограждающие. Несущие конструкции здания состоят из взаимосвязанных горизонтальных и вертикальных эле­ментов. В совокупности они образуют конструктивную систему, которую называют несущим остовом здания.

Критерием выбора конструктивной системы высотного здания является удовлетворение условиям жесткости и устойчивости, а также комфортности пребывания людей на верхних этажах, зависящим от величины и характера ветровых нагрузок:

• горизонтальные перемещения здания от действия суммы полных нормативных вертикальных нагрузок и средней составляю­щей (статической) ветровой нагрузки с учетом поворота фундамента должны составлять не более 1/500 его высоты;
• ускорение колебаний перекрытий верхних этажей при дей­ствии нормативной пульсационной составляющей ветровой нагрузки не должно превышать 0,08 м/с2.

В случае невыполнения этих условий требуется увеличить же­сткость высотного здания, что достигается либо заменой конструк­тивной системы на более жесткую, либо включением в работу дополнительных вертикальных несущих конструкций, к которым от­носятся стены, рамы, стволы (ядра жесткости) и их комбинации. Для увеличения жесткости зданий вертикальные несущие конструкции, в свою очередь, дополнительно могут усиливаться связями, в качестве которых применяются связевые системы как в виде отдельных пло­ских или решетчатых диафрагм, устраиваемых в плане, так и в виде связевых поясов – ферм, предусматриваемых в одном или несколь­ких уровнях по высоте здания.

Горизонтальные несущие конструкции – перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции, последние, в свою очередь, передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию. Горизонтальные несущие конструкции высотных зданий, как прави­ло, однотипны и обычно представляют собой железобетонный диск (сборный, монолитный или сборно-монолитный) или (в последнее время) сталежелезобетонный, они воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, пере­давая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции – колон­ны, стены, пилоны и через фундамент на основание (грунт).

Вертикальные несущие конструкции классифицированы на четыре основные конструктивные системы высотных зданий – кар­касную (рамную), стеновую (бескаркасную, диафрагмовую), ствольную и оболочковую:

каркасная – с пространственным рамным каркасом, применя­ется преимущественно в строительстве многоэтажных сейсмостойких зданий. В свою очередь, каркасные системы подразделяются на рамно­каркасные, каркасные с диафрагмами жесткости, каркасно-ствольные;

• стеновая (бескаркасная) – самая распространенная в жи­лищном строительстве, ее используют в зданиях различных плани­ровочных типов высотой от одного до 30 этажей;
• ствольная система применяется в зданиях выше 16 этажей. Наиболее целесообразно применение ствольной системы для ком­пактных в плане многоэтажных зданий, особенно в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций ос­нования (на просадочных грунтах, над горными выработками и др.);
• оболочковая (коробчатая) система присуща уникальным высотным зданиям жилого, административного или многофункцио­нального назначения;
• комбинированные (смешанные) системы сочетают в себе от­дельные признаки двух других систем, к ним относят каркасно­стеновые, каркасно-ствольные и коробчато-ствольные и др.

Основные конструктивные системы ориентированы на вос­приятие всех силовых воздействий одним типом несущих элемен­тов. Так, например, при стержневых конструкциях узлы сопряжения колонн с ригелями должны быть жесткими (рамными) в обоих на­правлениях, чтобы обеспечить восприятие вертикальных и горизон­тальных воздействий.

Наряду с основными системами широко применяют и комбинированные конструктивные системы. В этих системах вертикальные несущие конструкции компонуются их различных видов элементов. К их числу относятся системы: каркасно-диафрагмовая со связями в виде стен – диафрагм жесткости, с неполным каркасом (несущие на­ружные стены и внутренний каркас), каркасно-ствольная, ствольно­стеновая, ствольно-оболочковая и др. (рисунок ниже).

Устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента

Устройство данного типа ленточного фундамента различно и зависит от разновидности. Так, выделяют:

• сборный фундамент;
• монолитный фундамент.

Сборный вид мелкозаглубленного ленточного фундамента представляет собой сооружение из готовых железобетонных блочных конструкций, которые укрепляются и соединяются между собой, что позволяет монтировать фундамент в любой тип грунта и в любых природных и климатических условиях. Для установки достаточно приобрести готовые блоки и смонтировать во время усадки в место закладки фундамента. Монолитный мелкозаглубленный ленточный фундамент изготавливается непосредственно на месте строительства объекта. Его главное отличие от сборного в том, что он покрыт арматурной краской, что обеспечивает неразрывность всей конструкции, а, следовательно, прочность и долговечность всей постройки.

Основными составными частями монолитного ленточного фундамента являются:

• верхняя плоскость — обрез;
• нижняя плоскость — подошва;
• основание;
• вверх или «подлокотник»;
• «стакан» или область для монтажа столбов;
• гидроизоляция;
• отмостки;
• откосы.

Применяемые конструктивные системы высотных зданий

а – бескаркасная (стеновая); б – рамная; в – каркасная с диафрагмами жесткости; г – ствольная; д – каркасно-ствольная; е – коробчатая (оболочковая); ж – коробчато-ствольная (оболочково-ствольная)

Высотные здания состоят из различных конструктивных эле­ментов, располагаемых как в подземной, так и в надземной частях высотного здания.

Подземные конструкции. В системе «высотное здание – фун­даменты – основание» наиболее нагруженными конструкциями яв­ляются конструкции подземной части, на которые передаются все действующие на здание вертикальные, ветровые (или сейсмические] нагрузки. Промежуточным звеном в этой системе являются фунда­менты, от выбора типа которых зависит как надежное функциониро­вание остальных несущих конструкций высотного здания, так и комфортное пребывание в них людей.

Футдаментом называется подземная часть здания или соору­жения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание.

Одним из основных факторов, влияющих на выбор типа фундаментов, являются инженерно-геологические условия площадки строительства. Результаты этих изысканий обеспечивают предварительную оценку несущей способности основания, его возможность осадок и их неравномерности, общей устойчивости основания. Не­благоприятные результаты могут служить основанием для отказа от выбранной площадки строительства по требованиям безопасности или из-за высокой стоимости мероприятий по понижению интен­сивности влияния этих процессов. Кроме того, изыскания позволяют выявить возможное влияние строительства высотного здания на ок­ружающую застройку.

Глубина заложения фундаментов принимается такой, чтобы обеспечить жесткость подземной части здания, заделку здания в ос­нование и уменьшение осадок и кренов сооружения.

С учетом изложенного выше для высотных зданий наиболее эф­фективными решениями фундаментов могут быть следующие варианты:

• плитные фундаменты повышенной жесткости, плитные переменной толщины, а также коробчатого типа с развитой подземной частью, на естественном или укрепленном основании;
• свайные фундаменты, в том числе в виде глу­боких опор с заделкой нижних концов в коренные породы грунтов – известняки;
• комбинированные свайно-плитные (КСП) фундаменты (рисунки ниже).

СНиП фундамент ленточный мелкозаглубленный

Особенности установки ленточного фундамента урегулированы строительными нормами и правилами, применение которых является обязательным при проведение работ данного типа. Размеры траншей для монтажа фундамента зависит от типа грунта и конструктивных условии, однако, глубина не должна превышать 70 см, при этом в обязательном порядке под основание фундамента устанавливается подушка, выполненная из песка или гравия. Ширина траншеи определяется исходя из силы пучения грунта, но в обязательном порядке пазухи траншеи по окончанию работ засыпаются грунтом или песком. При подготовке траншеи необходимо проводит замеры допустимой нагрузки и если давление для сильновспученнистых грунтов превышает норму, глубину траншеи необходимо расширить или же увеличить основание мелкозаглубленного ленточного фундамента. Однако, при соблюдении пропорции ширины и глубины траншеи, ленточные фундаменты обеспечивают устойчивую и экономически более выгодную в 2-3 раза конструкцию, а потому даже при пучинистой почве их можно и нужно использовать для строительства малоэтажных домов. При армировании арматура должна выходить наружу на 6-10 см от верхнего края заливки бетона. Соединять арматурные пруты необходимо вязальной проволокой и сваривать только букву С арматуры. Кроме вышеперечисленного отдельные СниПы предъявляются требования к расстоянию между прутами арматуры и шагом поперечного армирования при изготовление монолитного ленточного фундамента. Смотрите так же:

1. Виды ленточных фундаментов
2. Ленточный фундамент для дома, цена

Как утеплить мелкозаглубленный ленточный фундамент

Различают наружное и внутреннее утепление ленточного фундамента. Наружное утепление включает в себя как монтаж теплоизоляционной бетонной ленты, так и гидроизоляции грунта. Особого внимания заслуживают подготовительные работы. Так, например, для предотвращения разрушения фундамента или пучения грунта необходимо организовать дренажную систему. Дерн позволяет удержать нагрузку на фундамент, в виде снега или воды. В качестве дренажных могут применяться посадочные, разрыхлительные и иные работы. Не менее эффективным способом является теплоизоляция, а именно утепление наружной части фундамента специальным материалом, что позволяет бетонным конструкциям не соприкасаться с грунтом и не промерзать. Для этого пенополистирол монтируется на специальный клей ил дюбели, затем укладывается пеноплекс шириной 2м, а по углам фундамент дополнительно усиливается слоем пеноплекса. Утепление мелкозаглубленного фундамента снаружи обеспечивается за счет утеплению пеноплексом пола.

Столбчатые виды фундаментов для частного дома

Столбчатые виды фундаментов стали популярными с увеличением объемов строительства по каркасной технологии, сооружения панельных домов и построек из бруса (клееного или пиленого). Расходы на обустройство таких конструкций будут в несколько раз меньше, чем при сооружении ленточных оснований или плитных фундаментов. Для их монтажа необходимым условием является нижняя обвязка основания из бруса или балок.

Столбики для фундаментов этого вида устанавливают под стеновыми конструкциями по периметру дома, а также под внутренними перегородками. Интервал их установки должен составлять не более 2,5м (специалисты рекомендуют от 1,5 до 2м). Глубина установки столбиков должна превышать уровень промерзания почвы. При этом верхняя их часть должна располагаться на определенном расстоянии над уровнем земли. Такая конструкция обеспечивает дополнительные удобства при строительстве домов на участках с неровным ландшафтом (меняя высоту столбиков, можно обеспечить горизонтальное расположение обвязки).

Длина столбиков определяется материалом, который используется для их производства.

Это может быть:

• бетон;
• натуральный камень;
• кирпич;
• плитняк.

В среднем их размеры варьируются от 38 до 50 см. Поперечное сечение столбиков для фундаментов этого вида имеет форму квадрата или прямоугольника.

В зависимости от способа обустройства столбчатые фундаменты делятся на 2 вида: монолитные и сборные.

Монолитный столбчатый фундамент

Чтобы выбрать определенный вид столбчатого фундамента, нужно учесть характеристики почвы на строительном участке. Если грунтовые воды находятся достаточно глубоко, специалисты рекомендуют выбирать монолитные фундаменты из бетона с армированием. Так же, как и при обустройстве ленточных конструкций, для столбчатых оснований обязательно необходимо наличие в столбиках армирующего каркаса.

Этапы строительства монолитного столбчатого фундамента:

1. Копка ямы (скважины).
2. Обустройство опалубки.
3. Вязка армирующего каркаса.
4. Заливка бетонной смеси.

Пространство между столбиком и краем ямы должно быть свыше 0,1 м. Его нужно засыпать песком или мелким гравием. Это позволит снизить давление почвы на фундамент в случае ее промерзания. Если на участке присутствует опасность горизонтального перемещения почвы (при наличии плывунов и т.д.), лучше использовать другие виды фундаментов, так как при монолитных столбчатых конструкциях есть опасность снижения устойчивости здания к опрокидыванию.

Расчет мелкозаглубленного фундамента

Рассмотрим расчет стоимости фундамента на примере строительства дома размером 6*8 м. Вариант 1. Габаритные размеры:

• сечение ленты: 250х1000(h),
• песчаная подушка: 150 мм,
• стоимость за 1 погонный метр – 4000 рублей.

Итого: (8+8+6+6+6+6+2) х 4000 = 168 000 рублей. Вариант 2. Габаритные размеры:

• сечение ленты: 350х1000(h),
• песчаная подушка: 200 мм,
• стоимость за 1 погонный метр – 4500 рублей.

Итого: (8+8+6+6+6+6+2) х 4500 = 189 000 рублей.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками

Мелкозаглубленный ленточный фундамент, в сравнении с плитными основаниями и фундаментами глубокого заложения, отличается простотой обустройства. Для его создания требуется на порядок меньше финансовых затрат и времени. Чтобы обустроить мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками вам потребуются следующие материалы:

• Песок и щебень — для уплотняющей подушки;
• Струганные доски, брус, рейки, гвозди либо саморезы — для создания опалубки;
• Гидроизоляционный материал: пергамин, геотекстиль, ПВХ мембрана — для покрытия стенок опалубки;
• Арматурные прутья, вязальная проволока и подставки «грибки» — для создания армокаркаса;
• Готовый бетон либо, в случае его собственноручного приготовления, цемент М300, песок и щебень — для заливки ленты;
• Ветошь, клеенка — для укрытия бетона на время созревания.

Также позаботьтесь о наличии требуемого строительного инструмента:

• Штыковые и совковые лопаты, ведра и тачка для отвоза земли — потребуется при копке траншеи;
• Ножовка, молоток, шуруповерт — для работы с досками опалубки;
• Болгарка и круги по металлу — для резки арматурных прутьев;
• Строительный степлер — для монтажа гидроизоляции на опалубку;
• Бетономешалка;
• Разнообразный мелкий инструмент — рулетка, уровень, крючок для вязки арматуры, провило.

Строительство мелкозаглубленного ленточного фундамента своими руками — если знать технологию выполнения работ, процесс не сложный, но трудоемкий, так что приготовьтесь к тому, что времени на устройство основания под дом уйдет не мало (около 2-ух недель) и засучив рукава приступайте к работе.

Другие виды фундаментов для частного дома

Фундаменты в форме сплошных или составных бетонных платформ используются гораздо реже в сравнении с ленточными основаниями. В то же время, встречаются ситуации, когда может быть использован только этот вид фундамента. Если на участке для строительства здания представлены преимущественно неустойчивые, песчано-глинистые, пучинистые почвы, либо грунтовые воды находятся на глубине менее 1 метра, а также при глубоком промерзании грунта самым надежным решением является обустройство ЖБ плиты. На таком основании можно построить сооружение с любым количеством этажей.

Плитные виды фундаментов идеально подходят для строительства домов по каркасной технологии. Такая конструкция отличается меньшей сложностью, но ее обустройство – более дорогостоящий и продолжительный по времени процесс, чем в случае со свайными и ленточными конструкциями.

Фундаменты этого вида получили название «плавающих», поскольку они обустраиваются без заглубления и взаимодействуют только с поверхностью почвы. На такие конструкции не оказывают влияние температурные перепады и подвижки почвы, поэтому здание будет более устойчивым.

Плитные основания, которые используются в строительстве, разделяются на два вида конструкций: монолитные и сборные. Фундаменты, состоящие из нескольких плит (сборные конструкции), применяют при возведении больших по размерам строений со сложной формой периметра. Для строительства коттеджа вполне подойдет монолитная фундаментная плита из армированного бетона.

Преимущества плитных фундаментов:

• Простая технология изготовления.
• Фундаменты этого вида могут использоваться для строительства на участках с пучинистыми, подвижными и просаживающимися почвами.
• Не нужно выполнять работы по заглублению в грунт.
• Обеспечивают возможность строительства при высоком уровне грунтовых вод.

Недостатки:

• Необходимо большое количество бетона и арматуры.
• Для таких фундаментов необходимо обустраивать цоколь.
• Плитные фундаменты могут использовать исключительно на горизонтальных участках или при наличии уклона, не превышающего 1 метр на всю длину/ширину здания.

Этапы создания мелкозаглубленного ленточного фундамента

Обустройство мелкозаглубленного ленточного фундамента начинается с подготовки рабочей площадки — с территории необходимо убрать всю растительность и строительный мусор. Затем выполняется выравнивание грунта — нужно сгладить все уклоны и неровности так, чтобы место, на котором будет возводится фундамент, обладало ровной поверхностью.

Рис.: Выравнивание участка под фундамент

Непосредственные фундаментные работы выполняются в следующей последовательности:

• Разметка

В первую очередь необходимо выполнить проектную разметку фундамента на отведенной для строительства территории. Размечать нужно как внутренний, так и внешний контур ленты. Чтобы сделать это вам потребуются обрезки арматурных прутьев, бечевка, угольник и отвес. Для начала определяется направляющая точка разметки — это может быть любой внешний угол фундаментной ленты. В направляющей точке вбивается арматурный колышек и отмеривается расстояние до второго угла стены, монтируется второй колышек. Затем между арматурой натягивается бечевка и в результате вы получаете первую отмеченную стену здания. С помощью угольника и отвеса выполняется определение крайней точки стены, перпендикулярной к уже отмеченной. Отмеряем ее продолжительность, вбиваем колышек и проверяем правильность прямого угла.

Рис.: Разметка мелкозаглубленного ленточного фундамента

Аналогичным образом размечаем оставшиеся стены дома и создаем второй контур разметки по внутреннему периметру фундаментной ленты.

• Рытье траншеи

По завершению разметки начинается рытье траншеи под фундамент. Глубина траншеи должна быть на 20 сантиметров глубже проектной глубины заложения основания, дополнительное углубление необходимо для последующего обустройства уплотняющей подушки.
Важно: при рытье тщательно следите за вертикальностью стенок траншеи, поскольку даже малейшие отклонения от вертикали не позволят установить опалубку под бетоном идеально ровно, в результате чего вы не получите равномерной толщины основания.

Рис.: Рытье траншеи под фундамент

Если работы выполняются в условиях высокой сыпучести грунта и стенки траншеи постоянно заваливаются, необходимо установить подпорки из досок либо листов фанеры.

• Подсыпка уплотнения

Подсыпка под фундамент необходима для того, чтобы уменьшить выталкивающее воздействие сил пучения почвы на бетонную ленту, также она препятствует усадке фундамента в результате разуплотнения несущего слоя грунта. Подсыпка состоит из двух слоев одинаковой толщины: первый — песок, который поливается водой из шланга и тщательно уплотняется ручной трамбовкой, второй слой — щебень либо гравий средних фракций.

Рис.: Схема уплотняющей подсыпки под фундамент

Толщина уплотняющей подсыпки в нормальных грунтовых условиях составляет 20 сантиметров (10 — песок, 10 — щебень), однако при строительстве на проблемных грунтах она может быть увеличена до 30-40 см.

• Устройство опалубки

Опалубка под заливку бетоном выполняется из струганных досок толщиною 2-3 сантиметра либо влагостойкой фанеры. Опалубка устанавливается поверх выкопанной траншеи на высоту, равную требуемой высоте цоколя ленточного фундамента.

Рис.: Схема опалубки мелкозаглубленного ленточного фундамента

Доски скрепляются между собой с помощью деревянных брусков и для устойчивости подпираются боковыми распорками.

Важно: при создании щита опалубки следите за тем, чтобы гвозди не выступали из досок, поскольку если торчащие гвозди попадут в бетон, демонтаж опалубки в дальнейшем выполнить будет очень проблематично.

После установки внутренние стенки опалубки и пространство траншеи устилается гидроизоляционным материалом, который будет препятствовать потери бетоном влаги при отвердевании.

• Монтаж армокаркаса

Для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента создается каркас, состоящий из двух вертикальных арматурных прутьев на верхнем и нижнем контуре и соединяющих их горизонтальных перемычек. Для создания каркаса используется рифленая арматура диаметром 10-12 сантиметров, которая соединяется в единую конструкцию с помощью вязальной проволоки.

Рис.: Армокаркас мелкозаглубленного ленточного фундамента

Каркас должен быть монолитным по всей длине основания, особенное внимание необходимо уделить стыкам арматуры в углах фундаментной ленты. После создания каркас укладывается в опалубку, он должен быть поднят над дном траншеи на 5 сантиметров (используются специальные подставки-грибки) и на аналогичное расстояние отдален от стенок опалубки.

• Заливка бетона

Если нет возможности выполнить одномоментную заливку бетоном, необходимо обеспечить такое выполнение работ, чтобы каждый новый слой бетона заливался до отвердевания предыдущего. Заливка выполняется до уровня требуемой высоты фундаментной ленты (предварительно на опалубке нужно сделать соответствующую разметку), после чего бетон уплотняется с помощью виброуплотнителя либо, в случае его отсутствия, штыкуется арматурой для удаления воздушных пустот.

Рис.: Заливка фундамента бетоном

После этого опалубка покрывается влажной ветошью и паронепроницаемым материалом (клеенкой) и выжидается время, необходимое для полного отвердевания бетона (28-30 дней).

Важно: если созревание бетона происходит в жаркое время года фундамент необходимо регулярно увлажнять, поливая бетон водой со шланга с распылителем.

Свяжитесь с нами и мы произведём работы

1. Мы находимся здесь
2. Сваебойные работы, подробнее

Наша производит фундаментные работы в Московском регионе — обращайтесь, поможем!

Полезные материалы

Столбчато-ленточный фундамент

Фундамент столбчато-ленточного типа обустраивается в условиях торфяных, болотистых и песчаных грунтов, избыточно насыщенных влагой.

Заглубленный ленточный фундамент

Заглублённый ленточный фундамент полностью отвечает традиционному принципу строителей: «Чтобы фундамент был качественным и надёжным, его следует закладывать на глубину промерзания».