50. Глубина заложения фундаментов

Под глубиной заложения фундаментов понимают расстояние от поверхности земли до подошвы фундамента. Глубина заложения фундаментов зависит от глубины промерзания грунтов, их структуры и характера, глубины залегания несущего слоя основания, уровня грунтовых вод, величины нагрузок, глубины заложения соседних фундаментов, подвалов и котлованов. Нз ? к х Нн; где: Нн – нормативная глубина промерзания грунта для района строительства; к – коэффициент, учитывающий влияние температурного режима здания в зависимости от конструктивного решения пола первого этажа; к = 0,9 – пол на балках или плитах; к = 0,8 – пол по лагам на кирпичных или бетонных столбиках; к = 0,7 – пол на грунте. Для неотапливаемых зданий к = 1,0 (для наружных и внутренних стен).Глубина заложения фундаментов на сухих мелких и пылеватых песках, а также на супесях и суглинках твердый консистенции не зависит от глубины промерзания грунта. Для внутренних стен отапливаемых зданий глубина заложения фундамента устанавливается независимо от глубины промерзания грунта. Если уровень грунтовых вод находится вблизи подошвы фундамента, то фундамент целесообразно закладывать ниже возможного уровня грунтовых вод, что исключает вымывание мелких частиц грунта из-под подошвы фундамента при сезонном колебании уровня грунтовых вод. В зданиях с подвалами глубина заложения фундамента должна быть ниже отметки пола подвала не менее чем на 50 см. Во всех случаях минимальная глубина заложения фундаментов под наружные стены - не менее 70 см, а под внутренние стены – не менее 50 см.

51. Ленточные фундаменты Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стену-ленту под несущими и самонесущими стенами или стойками каркасов. В поперечном сечении ленточные фундаменты состоят из прямоугольной стенки, но чаще из верхней прямоугольной части - стенки и нижней уширенной части - подушки, которая может иметь или прямоугольное или трапецеидальное или ступенчатое сечение. Ширина подушки фундамента устанавливается в зависимости от величины передаваемых на основание нагрузок и допустимого нормативного давления на грунт основания. Ленточные фундаменты устраивают монолитными или сборными. Для устройства монолитных ленточных фундаментов используют бутовую кладку, бутобетон, бетон и железобетон. Бутовые фундаменты трудоемки, но если бут является местным строительным материалом, то они экономичны по расходу цемента. Ширина верха обреза бутового фундамента должна быть на 80-100 мм больше толщины примыкающей стены, но не менее 600 мм для кладки из рваного бута и 500 мм – из бутовой плиты (рис. 16.4).

Бутобетонные и бетонные фундаменты менее трудоемки, но требуют большего расхода цемента и устройства опалубки. Минимальная ширина верхнего обреза бутобетонных фундаментов не менее 350 мм, но, как и для бутовых фундаментов, она должна быть на 80-100 мм больше толщины примыкающей стены.

Монолитные железобетонные фундаменты устраивают в тех случаях, когда требуется значительная ширина подушки фундамента при небольшой ее высоте и такие фундаменты называют гибкими, так как их подушки работают на изгиб.

52.Сборные ленточные фундаменты менее трудоемки. Их устраивают из элементов заводского изготовления – железобетонных подушек и бетонных полнотелых и пустотелых блоков стенок фундаментов. Сборные подушки фундаментов изготавливают прямоугольной, трапецеидальной или другой формы. Подушки сборных фундаментов имеют размеры: толщина 300, 400 или 500 мм; ширина от 600 до 3200 мм; номинальная длина – от 1200 до 2400 мм; размеры блоков стенок: толщина – 300, 400, 500 и 600 мм, номинальные высота – 600 мм, длина от 800 до 2400 мм. При строительстве зданий на слабых грунтах по фундаментным подушкам и по верхнему обрезу фундаментальных стеновых блоков устраивают монолитные железобетонные распределительные пояса для выравнивания осадок грунта оснований. В крупнопанельном и объемно-блочном домостроении стенки ленточных фундаментов устраивают из панелей, при этом под наружные стены применяют ребристые цокольные панели, а под внутр. - фунд. рамы. Все размеры элементов сборных ленточных фундаментов устанавливают с учетом требований унификации.

53.Столбчатые фундаменты устраивают при невысоких нагрузках на основание, при прочных грунтах оснований или, если прочное основание залегает на большой глубине, вследствие чего устройство ленточного фундамента невыгодно из-за большого его объема и, следовательно, большого расхода материалов. В зданиях с несущими и самонесущими стенами столбчатые фундаменты можно рассматривать как частный случай ленточных, у которых подушки укладывают с большим разрывом, а вместо стенок на подушки устанавливают столбы и на них опирают фундаментные балки, на которых устраивают стены. Фундаментные столбы устанавливают в углах, в местах пересечения стен, под простенками и под глухими стенами на расстоянии 2,5-4 м друг от друга. Элементы столбчатых фундаментов изготавливают из бутобетона, бетона и железобетона в монолитном или сборном вариантах, а балки во всех случаях изготавливают железобетонными.Для исключения воздействия на фундаментные балки деформаций, связанных с пучением или осадкой грунта основания, под ними устраивают траншеи глубиной не менее 600 мм, которые заполняют непучинистым грунтом (песком), а если необходимо утепление пола, то засыпку выполняют из шлака или керамзита.

54. Сплошные и коробчатые фундаменты Сплошные фундаменты применяют при строительстве на слабых и неоднородных грунтах, при больших нагрузках, передаваемых на основание при строительстве высотных зданий . Эти фундаменты могут рассматриваться как частный случай ленточных, у которых подушки имеют такие размеры в плане, что сливаются в одну сплошную плиту под всем зданием. Сплошные фундаменты проектируют бетонными или железобетонными плоскими или ребристыми. При этом ребра плит могут быть направлены вверх или вниз. На плиты сплошных фундаментов опирают несущие и самонесущие стены или колонны каркасов. Промежутки между направленными вверх ребрами заполняют песком или гравием и сверху устраивают бетонную подготовку. Толщина плоских плит сплошных фундаментов составляет от 1/8 до 1/6 пролета вертикальных несущих конструкций, а ребристой фундаментной плиты - от 1/10-1/8 пролета. Если фундаменты имеют большое заглубление, то с целью экономии материалов и обеспечения требуемой прочности и жесткости, их можно проектировать железобетонными коробчатыми с размещением между ребрами-стенами и перекрытиями помещений подвалов или подземных гаражей. Коробчатые фундаменты проектируют в один или несколько этажей. Для выравнивания неравномерных осадок оснований от нагрузок, передаваемых вертикальными несущими конструкциями остова здания стенами, колоннами), могут применяться вместо сплошных фундаментов перекрестные монолитные железобетонные ленточные фундаменты.

55. Свайные фундаменты применяют при строительстве на слабых грунтах, когда достижение пригодного естественного основания экономически или технически не целесообразно из-за большой глубины его залегания. Основными элементами свайных фундаментов являются сваи, оголовки свай и ростверки.Сваи изготавливают из железобетона, бетона, металла и дерева. В зависимости от способа устройства сваи бывают забивными, набивными, буроопускными и винтовыми. Забивные железобетонные, металлические и деревянные сваи погружают в грунт с помощью силовых воздействий, например, с помощью сваезабивных копров. В поперечном сечении сваи имеют квадратную, прямоугольную или круглую сплошную или с внутренней полостью форму. Различают круглые обычные полые сваи диаметром до 800 мм и сваи-оболочки – диаметром более 800 мм. По длине сваи могут иметь неизменное сечение или они могут иметь форму усеченных пирамиды или конуса. Забивные сваи имеют длину 3 м и более с градаций через 0,5 м до длины 6 м и дальше через 1,0 м. Сваи длиной менее 7 м называются короткими. В зависимости от статической работы свай в грунте различают сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки проходят слабый грунт и входят острием в прочный грунт, а висячие сваи передают нагрузку на основание за счет сил трения боковых поверхностей свай о грунт.Набивные сваи получают при заполнении бетонной смесью заранее подготовленных бурением или продавливанием скважин. Нижняя часть скважин может быть уширена при бурении или мини-взрывом - сваи с уширенной камуфлетной пятой. Буроопускные сваи – это сваи, установленные в пробуренные скважины с последующим заполнением зазора между сваей и скважиной, например, цементно-песчаным раствором, а в вечномерзлых грунтах – грунтовым раствором. Винтовая свая ввинчивается в грунт заостренным концом с приваренной к нему по винтовой линии стальной полосой. В зависимости от конструктивной схемы здания и несущей способности грунта сваи размещают в один ряд, в шахматном порядке, в два ряда и кустом (под колонны или технологическое оборудование). Минимальное расстояние между сваями – 3с, а максимальное – 8с, где с – размер стороны или диаметра сваи. В крупнопанельных зданиях высотой до 12 этажей с продольными и поперечными несущими стенами и узким шагом поперечных несущих стен и с перекрытиями из панелей на комнату могут применяться безростверковые свайные фундаменты.В этом случае роль ростверка с наружной стороны выполняют цокольные панели, опирающиеся непосредственно на оголовки свай, а внутри роль ростверков выполняют плиты перекрытий над подпольем, опирающиеся на оголовки свай, которые внутри подполья своим верхом доходят до надподпольных панелей перекрытий.

56. Рекомендации по выбору фундаментов В результате технико-экономического анализа конструктивных решений фундаментов получены следующие рекомендации по выбору типа фундаментов в зависимости от этажности зданий и несущей способности грунта оснований:

1) В малоэтажных зданиях (высотой в1-3 этажа) без подвалов целесообразны столбчатые или ленточные фундаменты, а в зданиях с подвалами – ленточные фундаменты.

2) В зданиях средней этажности (4-5 этажей) целесообразно применять ленточные сборные фундаменты, а при слабых грунтах оснований – свайные из коротких свай (длиной до 7 м).

3) В зданиях повышенной этажности (6-9 этажей) при прочных грунтах оснований целесообразны ленточные сборные фундаменты, а при слабых грунтах – свайные.

4) В многоэтажных зданиях (10-16 этажей) целесообразны свайные или сплошные фундаменты. При этом свайные фундаменты чаще применяют в зданиях высотой 10-12 этажей, а сплошные – 13-16 этажей.

5) В высотных зданиях (17 и более этажей) целесообразны сплошные или комбинированные фундаменты. При комбинированных фундаментах вначале устраивают поле свай под всем зданиям, а затем по верху – сплошную плиту-ростверк.

При выборе типа фундаментов учитывают их технико-экономические показатели, а также местные условия строительства, т.е. характер грунта основания, наличие местных строительных материалов и конструкций, технологического оборудования.

57. Деформационные швы (осадочные ?) Здания в зависимости от природно-климатических и геологических условий строительства, а также в зависимости от объемно-планировочных и конструктивных решений могут расчленяться вертикальными швами, которые бывают температурно-усадочными, осадочными и антисейсмическими. Температурно-усадочные швы устраивают для предотвращения образования произвольных трещин и перекосов в конструктивных элементах зданий из-за колебаний температуры и усадки материалов (бетона, каменной кладки и др.). Эти швы разрезают или разделяют конструкции только надземной части зданий. В наружных стенах температурно-усадочный шов выполняют в виде штрабы (паза и гребня) или в виде четверти с зазороми 20-25 мм, утепленными просмоленной паклей, завернутой в толь, или гернитовым шнуром. Размеры температурно-усадочных отсеков от 50 до 200 м в зависимости от материала несущих конструкций остова здания и климатических условий района строительства. Осадочные швы устраивают в местах резкого перепада этажности зданий или при возможной значительной неравномерности деформаций основания по длине здания из-за различных деформативных характеристик грунта основания под фундаментом здания. В зданиях, имеющих участки различной этажности, осадочные швы устраивают в надземной части, аналогично температурно-усадочным швам, а при неоднородных грунтах оснований осадочные швы устраивают по всей высоте здания, включая и фундаменты. В этом случае на месте осадочного шва в бескаркасных зданиях предусматривают внутренние парные поперечные стены на отдельных фундаментах, а в каркасных – парные колонны. В фундаментах швы заполняют водонепроницаемым материалом (асфальтобетон, битум), а в надземной части наружных стен эти швы выполняют аналогично температурно-усадочным. Антисейсмические швы разделяют здание на отдельные изолированные отсеки по всей высоте и их выполняют аналогично осадочным швам при неоднородных грунтах оснований.

58. Подвалы, приемки и люки В гражданских зданиях подвалы устраивают для размещения подсобных, хозяйственных или технических помещений и для прокладки инженерных коммуникаций. Стенами подвалов служат стенки ленточных фундаментов, а в зданиях со столбчатыми фундаментами стены подвалов устраивают из железобетонных панелей или других каменных материалов. Для естественного освещения и проветривания подвального помещения в наружных стенах подвалов устраивают оконные проемы, а перед ними – приямки. Стены приямков выполняются из кирпича, бетона или железобетона, а полы – из бетона или железобетона с уклоном от стенки подвала. В месте примыкания наружной стенки приямка к полу устраивают отверстие ф 50 мм для стока атмосферной воды. Сверху приямки закрывают металлической откидной сеткой. В стенах подвальных помещений, где предусматривается хранение каких-либо материалов или продуктов, устраивают снаружи загрузочные люки. Стенки и пол люков выполняют из тех же материалов, что и приямков, снаружи люк закрывают металлической крышкой, а проем люка в стене закрывают деревянным при необходимости обитым железом и утепленным щитом.

59. Гидроизоляция подвалов и защита стен от капиллярного увлажнения При проектировании и строительстве зданий необходимо обеспечить защиту подвалов от грунтовых вод, а стены зданий от капиллярной влаги. Защита подвалов от увлажнения обеспечивается гидроизоляцией их стен и пола. Вид применяемой гидроизоляции зависит от уровня грунтовых вод. При сухих грунтах стены фундаментов покрывают снаружи двумя слоями горячего битума, а под полом подвала укладывают слой мятой глины. При наличии грунтовых вод применяют разные варианты гидроизоляции подвалов в зависимости от уровня грунтовых вод над полом подвала.1 вар. При уровне грунтовых вод не выше 0,2 метра над полом подвала стены снаружи покрывают цементно-известковой штукатуркой и после ее затвердения и высыхания производят обмазку битумом за 2 раза, а затем наклеивают слой рулонных гидроизоляционных материалов до отметки на 0,5 м выше уровня грунтовых вод. Под полом подвала на растворную стяжку, устроенную по слою мятой глины, наклеивают слой рулонных материалов, который проходит и между подушкой и стенкой фундамента и переходит в вертикальный оклеечный слой. Вертикальную гидроизоляцию стены подвала защищают или слоем мятой глины толщиной 20 см или стенкой из кирпича толщиной 120 мм, а на гидроизоляцию пола подвала сверху укладывают растворную стяжку и покрытие пола. 2 вар. При уровне грунтовых вод от 0,2 до 1,0 м над полом подвала наружную по стене подвала оклеечную гидроизоляцию из двух слоев рулонных гидроизоляционных материалов, наклеенных на мастике по обмазанной битумом наружной штукатурке, поднимают до отметки на 0,5 м выше уровня грунтовых вод и защищают кирпичной стенкой толщиной 120 мм. Гидроизоляцию под полом подвала, тоже состоящую из двух слоев рулонных материалов на мастике, укладывают по растворной стяжке, нанесенный на бетонную подготовку, а сверху гидроизоляцию тоже закрывают растворной стяжкой и пригрузочным бетонным слоем с покрытием пола. Пригрузочный слой служит для противодействия гидростатическому давлению грунтовых вод.3 вар. При уровне грунтовых вод выше 1,0 м над полом подвала оклеечную гидроизоляцию стены и пола подвала выполняют из трех-четырех слоев рулонных гидроизоляционных материалов, наклеенных на мастике по всему полу и на всю высоту стены, и защищают кирпичной стенкой, а вместо пригрузочного слоя над горизонтальной гидроизоляцией пола подвала укладывают железобетонную плиту, которую заводят под стены подвала и рассчитывают на восприятие гидростатического давления.4 вар. При высоком уровне грунтовых вод (выше 1,25 м над полом подвала) возможны и другие способы гидроизоляции подвалов, как, например, устройство в подвале монолитного железобетонного короба, примыкающего к оклеечной гидроизоляции по внутренней поверхности стен подвала и по бетонной подготовке или железобетонный плите пола подвала, заведенной под стену. Кроме того, возможно устройство водонепроницаемых оболочек из металла, а также одновременно с гидроизоляцией возможно проведение дренажа под зданием, чтобы понизить уровень грунтовых вод и упростить конструкцию гидроизоляции. Для устройства гидроизоляции используют горячий битум, мастику, рулонные гидроизоляционные материалы. При выполнении гидроизоляции на подушку фундамента и стяжку по подготовке пола подвала наносят слой битумной мастики толщиной 4-5 мм, а затем наклеивают соответствующее количество слоев гидроизоляционного материала. После этого устраивают пол и стены подвала с нанесением на последние соответствующей гидроизоляции. При устройстве гидроизоляции пола подвала необходимо понижение уровня грунтовых вод на время до набора необходимой прочности железобетонной плиты пола подвала. Защиту стен от капиллярной влаги обеспечивают горизонтальной гидроизоляцией в цокольной части наружных стен на высоте 15-20 см от отмостки, а во внутренних стенах горизонтальную гидроизоляцию укладывают на уровне обреза фундамента. Эта гидроизоляция выполняется из двух слоев толя или рубероида на мастике, или слоя асфальтобетона толщиной 10-12 мм или слоя жирного цементно-песчаного раствора состава 1:2 толщиной 20-30 мм. Для защиты фундаментов и основания от проникания атмосферных осадков вокруг здания вдоль наружных стен устраивают отмостку шириной 0,5 – 1,0 м из слоя песка толщиной 15-20 см и слоя асфальта толщиной 3 см с уклоном от стены в 2-3%. Кроме асфальта отмостку можно выполнить из других плотных водонепроницаемых материалов, например, специальных сборных плит.

60. Стены гражданских зданий Наружные стены в первую очередь являются ограждающими конструкциями и вследствие этого они должны быть малотеплопроводными, теплоустойчивыми, непродуваемыми, паронепроницаемыми и обеспечивать требуемую звукоизоляцию. С другой стороны, наружные стены в зависимости от их функционального назначения в несущем остове по способности воспринимать нагрузку бывают несущими, самонесущими и ненесущими. Внутренние стены являются несущими конструкциями, а как ограждающие конструкции они разделяют помещения в плане, обеспечивая их звукоизоляцию, а при необходимости и теплоизоляцию (например, стены лестничных клеток). В зависимости от конструктивного исполнения и функционального назначения стены бывают однородными, т.е. выполненными из одного материала, и неоднородными, выполненными слоистыми по толщине из разных материалов. Каждый слой такой стены выполняет определенные функции. Так, например, более прочный слой выполняет несущие функции, теплозащиту обеспечивает менее прочный, но и менее теплопроводный слой, пароизоляцию – паронепроницаемый слой, отделку – отделочные слои и т.д. Однородные стены более технологичны, а слоистые – более экономичны. Внутренние стены выполняют, как правило, однородными (однослойными).

Наружные и внутренние продольные и поперечные стены устраивают с прочным соединение в углах и местах пересечений, что обеспечивает пространственную жесткость зданий.

61. Элементы и детали стен Нижняя часть стены, примыкающая непосредственно к фундаменту, называется цоколем. Цоколь находится в неблагоприятных условиях эксплуатации и его выполняют из прочных и долговечных материалов, стойких против атмосферных и других внешних воздействий. Высота цоколя не менее 0,5 м и его верх обычно находиться на уровне пола первого этажа. Для устройства цоколя применяют хорошо обожженный полнотелый красный кирпич, морозостойкий природный камень, сборные бетонные блоки фундаментов или сборные железобетонные фундаментные (цокольные) панели. Цоколи оштукатуривают и покрывают масляной краской или облицовывают керамической плиткой или плитами из естественного или искусственного камня. Горизонтальные профилированные выступы стен называются карнизами. Карнизы предназначены для отвода атмосферных осадков, попадающих на ограждающие конструкции. Карниз, расположенный по верху стены, называется венчающим, а карнизы, расположенные ниже венчающего, называются промежуточными и их обычно устраивают на уровне междуэтажных перекрытий. Горизонтальные выступы под оконными проемами называются поясками, а над оконными или дверными проемами - сандриками. Венчающий и промежуточные карнизы выполняют из кирпичной кладки тычковыми рядами. Выступ венчающего карниза за плоскость стены должен быть не более половины толщины стены и не более 30 см, а промежуточные карнизы имеют меньший вынос. При необходимости большего выступа карниза для его устройства применяют железобетонные карнизные плиты, закрепляемые анкерами в кладку стен. Часть стены, выступающая над крышей, называется парапетом. Возвышение парапета над поверхностью крыши должно быть не менее 300 мм. Парапет сверху защищают от увлажнения сливом из оцинкованной кровельной стали или бетонными парапетными плитами. Оконные и дверные проемы в стенах выполняют с четвертями у наружной стороны по верхней и вертикальным граням для уменьшения инфильтрации воздуха между кладкой и оконной коробкой. Участки стен между проемами называются простенками. Проемы в стенах перекрывают сборными железобетонными перемычками, воспринимающими нагрузки от вышележащей кладки и от перекрытий (в несущих стенах). Перемычки над проемами выполняют составными из брусковых, плитных или балочных элементов. В самонесущих стенах применяются перемычки, составленные из брусковых или плитных элементов, а в несущих стенах – из брусковых и балочных элементов. Кроме сборных железобетонных перемычек применяют так называемые рядовые перемычки, представляющие собой армированную кладку на цементном растворе. Такие перемычки могут применяться и в несущих стенах для проемов шириной до 2м при условии, что балки или плиты перекрытий или покрытий укладывают не менее чем на пять рядов сплошной кирпичной кладки над проемом. Во внутренних стенах устраивают вентиляционные и дымовые каналы. Участки стен, где устраивают каналы, выполняют толщиной не менее 380 мм из полнотелого кирпича. Размеры каналов кратны 1/2 кирпича и с учетом толщины вертикальных швов составляют 140*140, 140х270 или 270х270 мм. Вместо внутристенных каналов могут устраиваться приставные каналы, например, из гипсошлаковых плит или других материалов.