Сплошные (плитные) фундаменты

Плитные фундаменты рекомендуется выполнять в виде монолитных железобетонных плоских или ребристых плит. В зданиях стеновой конструктивной системы плитный фундамент рекомендуется устраивать под всем зданием; в зданиях ствольно-стеновой и каркасно-ствольной конструктивных систем допускается устраивать плитный фундамент только под стволами (ядрами жесткости).

Для плитных фундаментов с ребрами места пересечения ребер служат для установки колонн каркаса. Пространство между ребрами, если они направлены вверх, заполняют песком или гравием, а поверх устраивают бетонную подготовку.

При использовании безреберного фундамента колонны устанавливаются следующим образом:

 Рис. 17 Сплошной безбалочный фундамент для опирания колонн

Для плитных фундаментов под бескаркасные здания небольшой высоты (или веса) требуется котлован, глубиной 50-70 см. Грунт в котловане выравнивается, поверх него насыпается подушка из щебня высотой 10-20 см, устанавливается арматура, которая представляет собой сетку металлических прутов толщиной не менее 12-16 мм, и всё это заливается первым слоем бетона высотой 20-25 см. На подготовленную основу укладывается гидроизоляция.

По периметру дома и подо всеми внутренними несущими стенами сооружается с помощью опалубки ленточный фундамент.

Поверх гидроизоляции заливается второй, защитный слой бетона 10-15 см, и поверхность будущего пола выравнивается с помощью цементно-песчаной стяжки. Завершающим этапом будет устройство гидроизоляции между фундаментом и перекрытиями цоколя.

Железобетонные плиты армируют по расчету. Высота плит для многоэтажных зданий порядка метра.

При большом заглублении сплошных фундаментов и необходимости обеспечить большую их жесткость можно проектировать фундаментные плиты коробчатого сечения с размещением подвалов между ребрами и перекрытиями коробок.    

Сплошные (плитные) фундаменты применяются в следующих случаях:

- на площадке слабые грунты и значительные нагрузки, которые не могут воспринимать одиночные или ленточные фундаменты;

- неравномерная осадка зданий или сооружений не допускается или строго регламентируется. Фундаментные плиты значительно перераспределяют усилия на основание, и делают осадки и давление на него равномерным;

- технологическая необходимость создания сплошного фундамента (например, установка технологического оборудования);

- необходимость наружной защиты основания от проникновения воды (плита может быть использована в качестве гидроизоляции; днища резервуара и т.п.);

- оправдано в малоэтажном строительстве при небольшой и простой форме здания.

Сплошные фундаменты рассчитывают как плиты на упругом основании.

Достоинства: относительная простота сооружения; возможность их выполнения в тяжелых пучинистых, подвижных, просадочных и карстовых грунтах.

Недостатки: достаточно дороги (из-за большого расхода бетона и металла на арматуру).

Рис. 17 Сплошные (плитные) фундаменты

На сегодняшний день предлагается еще одна конструкция сплошного фундамента - с утеплителем, введенным в состав плиты. Такой фундамент позволяет без дополнительных затрат получить теплую конструкцию пола.

а б

Фото 1. Устройство плитного фундамента под жилой дом

1а – под многоквартирный жилой дом, 1б – под индивидуальный жилой дом

Свайные фундаменты

Свайные фундаменты широко применяются в строительстве на слабых сильносжимаемых грунтах, а также при повышенной нагрузке на основание. Так, при строительстве зданий повышенной этажности и других, имеющих значительные нагрузки, свайные фундаменты применяются вместо обычных независимо от типа грунтов.

Свайные фундаменты экономичнее ленточных на 32-34%, на 40% по затратам бетона, на 80% по объему земляных работ.

Сваей называется стержень, погруженный в грунт и предназначенный для передачи грунту нагрузки от сооружения.

По материалу сваи бывают железобетонные, деревянные, бетонные, металлические, комбинированные, грунтовые.

В зависимости от способа погружения в грунт различают забивные, набивные, буроопускные, винтовые и сваи-оболочки.

Забивные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов. Железобетонные сваи могут быть сплошного сечения (квадратные и круглые) и полые – сваи-оболочки (d=800мм).

Сваевдавливающая машина

После погружения до отказа верх сваи срубается.

Набивная свая устраивается методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых или выштампованных скважин. Нижняя часть скважины может быть расширена с помощью взрывов (сваи с камуфлетной пятой). Этот метод эффективен при действии усилий выдерживания; на просадочных грунтах.

 Буроопускные сваи отличает от набивных то, что в скважину устанавливают готовые железобетонные сваи с заполнением зазора между скважиной и сваей цементно-песчаным раствором.

Винтовые сваи могут быть со стальным или железобетонным наконечником, а также сваи с шарнирно-раскрывающимися упорами. Применяются, как правило, для возведения уникальных зданий со значительными горизонтальными нагрузками. Конструкция препятствует выдергиванию сваи и опрокидыванию фундамента.

 В зависимости от свойств грунтов сваи могут передавать нагрузку от здания на практически несжимаемые грунты, опираясь на них нижними концами – сваи-стойки или передавать нагрузку боковыми поверхностями и нижним концом за счет сил трения – «висячие» сваи.

Рис. 18 Виды свай в зависимости от способа передачи нагрузок

Для равномерного распределения нагрузки в сжимаемых грунтах по верхним концам свай непосредственно на них или специально устраиваемые оголовки укладывают распределительные балки или плиты-ростверки, которые могут быть либо монолитными, либо сборными. Монолитные ростверки используются для кирпичных зданий, сборные - для крупнопанельных.  В последнее время широкое применение получили безростверковые свайные фундаменты (для крупнопанельных зданий с небольшим шагом), плиты перекрытия и цокольные панели в этих случаях опирают на сборные оголовки свай.

 Ростверки бывают высокие – нижняя плоскость расположена выше поверхности земли, и низкие – когда нижняя плоскость опирается на грунт или заглублена в него.

 Свайные фундаменты в плане могут представлять собой:

- ленты с расположением свай в один или два ряда на расстоянии друг от друга 3d –8d (при передаче небольших нагрузок (для зданий средней и малой этажности) расстояние между сваями принимают 1,5-1,8м (8d)), где d – диаметр или сторона сваи;

- под опоры – одиночные сваи или расположенные кустом;

-в виде сплошного свайного поля – под тяжелые сооружения с равномерными нагрузками.

Сваи располагают обязательно под всеми углами здания и в точках пересечения осей стен.

При связных грунтах (глина, суглинок, супеси) под монолитным ростверком наружных стен укладывается подстилающий слой из примененных в отмостке материалов (шлак, щебень или крупнозернистый песок) толщиной от 0,2 м, а под ростверком внутренних стен – подготовка из тощего бетона, щебня или шлака толщиной 0,1 м.

Сопряжение ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким.  

Достоинства:

· дают меньшую усадку,

· экономичны (снижают расход материалов, например, бетона на 40%),

· менее трудоемки (при их сооружении значительно уменьшается объем земляных работ),

· возможность сооружения на грунтах, обладающих низкой несущей способностью).

Рис. 19 Виды свай

а - поперечных:
1 - квадратная; 2 - квадратная с круглой полостью; 3 - круглая пустотелая; 4 - прямоугольная; 5 - швеллерная; 6 - двутавровая;
б - продольных:
7 - призматическая; 8 - цилиндрическая; 9 - пирамидальная;
10 - трапецеидальная; 11 - ромбовидная; 12 - с уширенной пятой.

Рис. 20 Свайный фундамент с монолитным ростверком

Фото 2. Свайный фундамент из металлических труб

Рис.20 Свайный фундамент: варианты расстановка свай, сечение фундамента

доб в рис 20

Рис.21 Свайный фундамент под колонну

Рис. 22 Варианты устройства свайных фундаментов

При значительных уклонах или сложном рельефе местности, а также при высоком уровне грунтовых вод, здания ставят на комбинированный ленточно-свайный фундамент. При этом сваи заглубляются за глубину промерзания грунта.