Какие существуют классы фундаментов мелкого заложения

Рубрика: Технические науки

Столбчатые фундаменты

Преимущества : низкая стоимость, небольшие трудозатраты, строение проветривается снизу. Минусы: мелкозаглубленные допустимы только на непучинистых грунтах Технология изготовления столбчатого фундамента проста: копаем яму (лучше на глубину промерзания, хотя на песке можно сделать и мелкозаглубленные столбики), сверху над ямой делается опалубка из досок. Из арматуры диаметром от 12 мм связывается столбик внутри предполагаемого фундаментного столбика, и все это по уровню заливается бетоном. Столбики можно изготавливать по очереди, проверяя их уровень жидкостным или лазерным уровнем. Отдельно стоят фундаменты на основе винтовых свай. Столбы ТИСЭ — технология, когда специальным буром делается отверстие на глубину промерзания, потом бур трансформируется, и в нижней части цилиндрического отверстия делается расширение, наподобие шляпки гриба. Затем отверстие армируется и заливается бетоном — вот и столб. Благодаря этому расширению столб не может «выпереть» наверх в морозы на пучинистых грунтах.

Основные положения

Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений регулируется нормами, установленными действующим законодательством. Согласно СНиП No 50-101 от 2004 года используют сокращенные предписания по расчету согласно следующим параметрам:

  • перераспределение усилий;
  • действие сил продавливания и распора.

С учетом этих правил при разработке соответствующей документации опираются на требования, чтобы:

  • после того как сооружение отработало предполагаемый срок эксплуатации, оставалась возможность возврата грунтов в исходное положение;
  • исключить или минимизировать деформационное влияние на грунтовые воды основания;
  • сократить трудо- и энергозатраты на возведение фундамента, а также возвратить материалы в цикл строительства после окончания использования;
  • в закрепляющих грунт конструкционных технологиях использовать экологически чистые составляющие;
  • применять методы, не наносящие вред окружающей среде, в устройстве свай и те, что связаны с воздействиями вибраций и шума при их забивании.

Разновидности фундаментов

Схема устройства фундамента.

Фундамент является залогом того, что эксплуатация здания будет надежной и безопасной для людей. Существует несколько видов фундаментов, которые распространены в строительстве. Их различают по следующим критериям:

  • по форме и способу опирания на грунт;
  • по материалам, из которых закладывается фундамент.

Рассмотрим, какие типы фундаментов существуют в каждой категории. Итак, по форме и способу опирания на грунт фундаменты делятся на:

  • столбчатые;
  • свайные;
  • ленточные;
  • плитные.

По материалам, которые применяются при заложении, фундаменты делятся на:

  • бутовые;
  • бетонные;
  • бутобетонные;
  • кирпичные.

Каждый из этих типов имеет свои достоинства и недостатки. Выбор типа фундамента зависит от некоторых очень важных моментов:

  • от типа здания, которое вы планируете строить;
  • от грунта, на котором будет возводиться здание;
  • экономическая выгода того или иного типа фундамента в каждом конкретном случае.

Если вы учтете все вышеперечисленные факторы, это поможет выбрать именно тот тип фундамента, который будет идеальным решением именно в вашем случае и, соответственно, будет отвечать всем требованиям, предъявляемым к любому фундаменту: надежность, устойчивость, долговечность, оптимальная стоимость (она должна составлять не более 20% от всей стоимости построенного здания).

Читайте также:  Для чего нужен калькулятор кирпича на цоколь?

Общие характеристики и особенности

Как и любой материал, железобетон обладает своими преимуществами и недостатками. На практике установлены следующие достоинства:

  • сравнительно прост в использовании – контролируя процесс, даже неопытная команда рабочих может справиться с заданием по укладке фундамента;
  • фундамент обеспечивает максимальную опору на грунт даже самого слабого качества;
  • обеспечивает минимальную нагрузку на стены, и как результат, стены не подвергаются смещению почвы;
  • самостоятельно обеспечивает хорошую тепло- и гидроизоляцию;
  • не требует глубокого заложения, исходя из минимального давления на почву.

Среди недостатков можно выделить один: завышенная стоимость. Строительство массивных конструкций требует большого количества расходных материалов, поэтому общие финансовые затраты на строительство будут велики. Однако этот недостаток можно компенсировать прочностью и качеством материала, что превышают свойства обычного бетона.

Усиление грунтов основания

Основным фактором, провоцирующим усадку фундаментов нередко выступает недостаточная плотность и несущие характеристики грунтов, на которых они расположены. В таком случае в комплексе с укреплением фундамента должны выполняться работы по усилению грунтов. Существует несколько способов усиления грунтов основания:

путем нагнетания специальных химических реагентов в грунт, способных изменить его структуру (смолизация и силикатизация) цементация — нагнетание в грунт цементной суспензии; обжиг — путем сжигания газа в специальных шурфах и скважинах электросиликатизация.

  • Цементизация — проводится для усиления скальной почвы, гравелистых песков и супесей с минимальным содержанием пылистых частиц;

Цементизация выполняется посредством специального инъекционного оборудования — по периметру основания в почву погружаются полые металлические трубы диаметром от 25 до 80 миллиметров, на нижней части которых с шагом в 3 см просверлены отверстия диаметром 4-5 мм.

Рис. 1.8: Схема усиления грунта цементизацией

В трубы с помощью компрессора нагнетается цементно-песчаный раствор под давлением в 7 атмосфер. Давление при подаче раствора контролируется с помощью манометров. В результате цементизации под опорной подошвой основания формируется бетонная прослойка, значительно увеличивающая несущую способность фундамента.

  • Силикатизация — используется для усиления мелкозернистой почвы: суглинка, плывунов, глины, и лессовидной почвы;

Силикатизация выполняется с помощью аналогичного инъекционного оборудования. В почву через рядом расположенные инъекторы подается два вида раствора — силикат натрия (он же жидкое стекло) и смесь хлористого кальция с водой.

Совет эксперта! При усилении лессовидного грунта применяется однорастворная силикатизация — хлористый кальций не используется, но количество нагнетаемого жидкого стекла увеличивается в три раза.

Усиление плохо проницаемых плывунов производится с помощью специальной эмульсии — силикадоля, состоящего из силиката натрия и фосфорной кислоты. Данная смесь имеет низкую вязкость и лучше проникает в поры лессового грунта.

Рис. 1.9: Схема усиления грунта силикатизацией

Силикатизация может дополнятся электрическим воздействием на раствор силиката натрия, что способствует более равномерному распределению эмульсии внутри почвы. При электросиликатизации воздействие током на раствор производится в течении 2 суток.

  • Битумизация — применяется для скальных грунтов и сухой песчаной почвы;

Для битумизации используется расплавленный битум, который через инъекторы подается в пробуренные в скальных грунтах скважины. Заполнивший пустоты битум отвердевает и препятствует размытию трещиноватой скальной почвы грунтовыми водами.

Рис. 2.0: Расплавленный битум

Усиление песчаной почвы проводится по методу холодной битумизации, для которой используется битумная эмульсия (смесь частиц битума с водой) с добавлением коагулянтов (катализаторов осадка битума). После нагнетания эмульсии в почву частицы битума заполняют поры грунта и создают уплотняющую почву водонепроницаемую завесу.

  • Смолизация — используется для усиления песчаной почвы;

Через инъекторы в песчаный грунт подается смесь соляной и карбамидной кислоты. После попадания в почву эмульсия, в результате химической реакции, образует гель, заполняющий поры и склеивающий песчаный грунт между собой.

  • Глубинное уплотнение — применяется для укрепление насыпных грунтов, сформированных для выравнивания и поднятия уровня строительных площадок;

Глубинное уплотнение производится с помощью обустройства вертикальных и наклонных буронабивных свай. Бурение ведется с помощью оборудования CFA (полым шнеком) с использованием обсадной трубы, после достижения проектной глубины скважины бур поднимается вверх и заполняет скважину бетонным раствором.

Рис. 2.1: Усиление грунтов буронабивными сваями

Совет эксперта! Чем шире диаметр формируемых свай — тем сильнее уплотняется почва.

  • Термоусиление (обжиг) — используется для укрепления глинистой почвы;

Обжиг происходит в предварительно пробуренных вертикальных и наклонных скважинах. При усилении оснований, расположенных на склонах, практикуется горизонтальное бурение скважин под фундаментом здания. По завершению бурения в нижней части скважины размещается нихромовый электронагреватель, а оголовок скважины закрывается герметичным затвором.

Электронагреватель в процессе работы (температура от 300 до 500 градусов) поднимается с дна скважины в ее верхнюю точку, в результате чего все слои грунта подвергаются термическому воздействию.

Таким образом из арсенала средств по усилению фундаментов всегда можно выбрать наиболее приемлемый способ для вашего конкретного случая.

Изготовление фундаментов стаканного типа и основные требования к ним

При установке таких оснований нужно помнить, что прочность изделия может быть достигнута только за счет использования качественных строительных материалов и хорошего армирования. Поэтому железобетонный фундамент и отличается длительным сроком эксплуатации.

Установка колонны в стакан фундамента.

Этот тип основания редко используется в общем частном строительстве, потому что отличается высокой стоимостью и необходимостью использовать механизированную технику. Основание запрещено ставить на пучинистых и просадочных почвах. Технология предусматривает установку железобетонных опор и стоек в готовый стакан, в котором затем происходит фиксация.

Требования к фундаменту:

  1. Бетон должен соответствовать М200 и обладать степенью водонепроницаемости В2;
  2. Транспортировку стоек следует осуществлять на место строительства только после того, как основание наберет необходимый запас прочности;
  3. Следует обязательно выполнить армирование основания. Толщина слоя бетона вокруг армирования должна составлять не менее 30 мм;
  4. Обнаженная арматура – заводской брак, в строительстве использовать такие изделия категорически запрещено;
  5. Если в бетоне есть трещины с толщиной более 0,1 мм, то это также брак;
  6. Все производственные петли в блоках нужно аккуратно демонтировать, забивать их в бетон категорически запрещено.
Читайте также:  Устройство шпунтового ограждения из трубы

Когда нужно обязательно использовать стаканный фундамент

  • При строительстве промышленных и частных зданий общего назначения, в несущей конструкции которых используются бетонные опоры и стойки;
  • При возведении электростанций, а также в атомной промышленности, при монтаже армированных стоек для машинных и конденсационных отделений;
  • При проведении реставрационно-востановительных работ на стойках и колоннах в административных зданиях;
  • Если проектом предусмотрено использование стоек как единственно возможной несущей конструкции здания.

Преимущества стаканных фундаментов

  • Высокая прочность и качество заводских блоков, т.к. при их производстве осуществляется контроль качества и проверка на прочность и разрыв всех несущих элементов;
  • Это оптимальное основание для строительства промышленных зданий, где присутствуют локальные нагрузки на единицу площади фундамента;
  • Простая технология монтажа;
  • Экономия сил и времени на возведении фундамента.

Среди недостатков можно отметить необходимость использования механизированной техники, а поэтому стаканный фундамент, в конечном итоге, выйдет дороже, чем другие типы фундаментов.

Также нужно учитывать необходимость транспортировки отдельных стоек и колонн непосредственно от производителя, а, учитывая их размеры, иногда приходится продумывать специальные маршруты следования.

Монтаж стаканного фундамента

Монтаж сборных фундаментов колонн массой от 5 до 30 т обычно производится стреловыми кранами.

Учитывая ключевые особенности рассматриваемых фундаментов, монтаж проводится только под непосредственным наблюдением специалистов. Только они способны контролировать весь процесс установки опор и правильность их армирования. В процессе монтажа, железобетонные изделия проходят несколько этапов:

  1. Подготовка поверхности. Ее тщательно выравнивают, т.к. смещение железобетонных балок в фундаментах стаканного типа крайне нежелательно;
  2. Подготовка углублений. Выкапываются на конкретную глубину, затем выполняется их укрепление гравием, тщательно трамбуются;
  3. Устройство железобетонного фундамента. На этом этапе также используется трамбовка грунта, а также происходит установка блоков.

Осевое расположение и горизонтальное расположение контролируется сложными геодезическими инструментами.

Ключевая задача, которая стоит перед фундаментами стаканного типа – это обеспечение равномерного распределения нагрузок по всей поверхности почвы. Соответственно, использовать стаканные основания можно только на такой почве, которая способна выдержать большие нагрузки и не проседать со временем.

Источники

  • _zhelezobetonnyj_pod_
  • -fundament/

Фундаменты мелкого заложения: виды, проектирование и устройство

В качестве главной проблемы выбора типа фундамента при строительстве объектов разного назначения выступают показатели грунта, а точнее его способность к вспучиванию. К таким почвам можно отнести: мелкие и пылеватые пески, суглинки, супеси и глинистые грунты.

Они увеличиваются в объеме при промерзании, что становится причиной подъема слоев земли на глубине промерзания грунта. Если выталкивающие нагрузки не уравновешиваются нагрузкой от постройки или конструктивным путем, то точечные деформации будут приводить к разрушению здания.

Эту проблему наиболее часто решают возведением несущей подземной части на уровне или ниже глубины промерзания грунта. Однако для легких зданий такой вариант не является выходом, так как боковая поверхность заглубленных оснований способствует приросту воздействия касательных сил от пучения. Даже если выбрать самый дорогостоящий вариант фундамента, это не будет гарантировать стопроцентного качества, поэтому сегодня все чаще возводятся дома на мелкозаглубленных основаниях.