Естественными основаниями называют грунты, которые в условиях природного залегания обладают достаточной несущей способностью, чтобы выдержать нагрузку от возводимого здания или сооружения. Естественные основания не требуют дополнительных инженерных мероприятий по упрочнению грунта; их устройства заключается в разработке котлована на расчетную глубину заложения фундамента здания или сооружения. К грунтам, пригодным для устройства естественных оснований, относятся скальные и нескальные. Скальные грунты представляют собой залежи изверженных, осадочных и метаморфических горных пород (граниты, известняки, кварциты и др.). Встречаются они в виде сплошного массива или отдельных трещиноватых пластов. Они обладают большой плотностью, а следовательно, и водоустойчивостью и являются прочным основанием для любого вида сооружений. К нескальным грунтам относятся крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты. Крупнообломочные грунты (щебень, гравий, галька) представляют собой куски, образовавшиеся в результате разрушения скальных пород, с размерами частиц более 2 мм. Они уступают по прочности скальным грунтам. Песчаные грунты представляют собой частицы горных пород крупностью 0,1...2 мм. Пески крупностью 0,25...2 мм обладают значительной водонепроницаемостью и поэтому при замерзании не вспучиваются. Глинистые грунты представляют собой тонкодисперсные частицы чешуйчатой формы размером менее 0,005 мм. Сухое глинистое основание может выдерживать большие нагрузки от массы зданий и сооружений. С увеличением влажности глины резко падает ее несущая способность. Разновидностью глинистых грунтов являются супеси, суглинки и лёссы. Супесчаные грунты представляют собой смесь песка и глинистых частиц в количестве 3...10 %. Суглинистые грунты состоят из песка и содержат 10...30 % глинистых частиц. Эти виды грунтов могут использоваться в качестве естественных оснований (если они не подвержены увлажнению). По своей прочности и несущей способности они уступают песчаным и сухим глинистым грунтам. Отдельные виды супесей, подверженных регулярному воздействию грунтовых вод, становятся подвижными. Поэтому они получили название плывунов. Этот вид грунтов непригоден в качестве естественного основания. Лёссовые грунты — то частицы пылеватых суглинков со сравнительно постоянным гранулометрическим составом. Лёссовые грунты в сухом состоянии могут служить надежным основанием. При Увлажнении и воздействии нагрузок лёссовые грунты сильно уплотняются, в результате чего образуются значительные просадки. Поэтому они называются просадочными.
9в. искусственные основания. методы усиления оснований. Искусственными основаниями называют грунты, которые по механическим свойствам в своем природном состоянии не могут выдерживать нагрузки от зданий и сооружений. Поэтому для упрочнения слабых грунтов необходимо выполнять различные инженерные мероприятия. К слабым относятся грунты с органическими примесями и насыпные грунты. Грунты с органическими примесями включают: растительный грунт, ил, торф, болотный грунт. Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки. Перечисленные грунты неоднородны по своему составу, рыхлые, обладают значительной и неравномерной сжимаемостью. Поэтому в качестве оснований их используют только после укрепления уплотнением, цементацией, силикатизацией, битумизацией или термическим способом.Простейшим видом грунтовых искусственных оснований являются песчаные подушки. Слой слабого грунта под будущим фундаментом удаляют и вместо него насыпают песок (с тщательным уплотнением). Подушки можно устраивать также из материала большой несущей способности: гравия, щебня или смеси грунта с гравием или щебнем.К более сложным способам искусственного улучшения свойств грунтов относят закрепление их различными вяжущими материалами, нагнетаемыми под давлением через инъекторы: цементным молоком (цементация), раствором жидкого стекла и отвердителя (силикатизация), горячим битумом или холодной битумной мастикой (битумизация). Вяжущие материалы после отвердения связывают частицы грунта в прочный камневидный монолит.Цементации подвергают грунты, представляющие собой крупные и среднезернистые пески; силикатизацию грунта применяют при упрочнении пылеватых песков и лессовых грунтов. Битумизация обломочных грунтов способствует их упрочнению и предотвращению фильтрации грунтовых вод. Лессовидные просадочные грунты и пористые суглинки (неводонасыщенные) можно закреплять термическим способом — обжигом на глубину до 15 м раскаленными газами через пробуренные в грунте скважины диаметром 15—20 см.
10в. классификация фундаментов и глубина их заложения.
Фундаменты — нижние части дома, предназначенные для передачи и распределения нагрузки от здания на грунт. Столбчаты е фундаменты выполняют из штучных материалов: камня, кирпича, бетона, деревянных и железобетонных столбов, металлических и асбестоцементных труб.. Особенно эффективно их применять в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании. столбчатые - под лёгкие стены при глубине залегания подходящего грунта основания ниже 2м; Ленточные фундаменты обычно применяют для зданий с тяжелыми стенами и перекрытиями, а также при наличии подвала или теплого подполья. Ленточный фундамент – это железобетонная полоса, идущая по периметру всего здания. Ленту закладывают под все внутренние и наружные стены застройки, сохраняя одинаковую форму поперечного сечения по всему периметру фундамента. Общепринятая глубина заложения фундаментов: 1. на пучинистых грунтах - не менее расчетной глубины промерзания грунтов;2. на условно непучинистых (крупнообломочных с пылевато-глинистым заполнением, мелких и пылеватых песках и всех видах глинистых грунтов твердой консистенции) при нормальной глубине промерзания до 1 м - не менее 0,5 м, до 1,5 - не менее 0,75 м, от 1,5 до 2,5 м - не менее 1 м;3. на непучинистых грунтах (крупнообломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) независимо от глубины промерзания - не менее 0,5 м. Плитные фундаменты являются разновидностью мелко-заглубленных ленточных, однако в отличие от них имеют жесткое пространственное формирование по всей несущей плоскости. Конструкция плитных (плавающих) фундаментов — сплошная или решетчатая железобетонная плита. Рекомендуется для применения на пучинистых, подвижных и просадоч-ных грунтах, глубина заложения которых составляет 40-50 см. Свайные фундаменты применяют для передачи нагрузок в слабых и сильно сжимаемых грунтах (плывуны и т.д.), в районах вечной мерзлоты, а также при больших нагрузках на основание. Они состоят из сваи и ростверка (плита, в которую заделаны концы свай). Сваи могут опираться на твердый фунт (сваи-стойки) или быть висячими, т.е. передавать нагрузку на грунт за счет трения по боковым поверхностям сваи. Глубина заложения: короткие(3-6 м) и длинные (более 6м).
11в. фундаменты из бута, бутобетона, бетона. Бутовые фундаменты имеют толщину не менее 500 мм, лишь в случае применения бутаплитняка толщина фундаментной кладки может быть уменьшена до 300 мм. Строительство фундамента из бута – процесс очень трудоёмкий, камни приходиться укладывать в ручную, кроме того возведение фундамента такой конструкции требует больших временных затрат. Строительство бутовых фундаментов осуществляется из тяжелого природного камня, известняка или песчаника.
Бутобетонные фундаменты по сравнению с бутовыми наиболее экономичны. Возведение бутобетонного фундамента предполагает сооружение опалубки из готовых (инвентарных) щитов или из досок. Строительство этого вида фундаментов осуществляется с применением бетона марки 75 и выше (тяжелый бетон), по мере возведения фундамента в бетон добавляют (вводят) бутовый камень, он может составлять 30-40% общей массы. Толщина бутобетонного фундамента должна быть не менее 350 мм. В связи с неточностью плоскости верхнего обреза, как у бутовых, так и у бутобетонных фундаментов его следует увеличить по отношению к толщине надземной стены на 80-100 мм.
Бутовые и бутобетонные фундаменты сооружают в форме уступов. Делается это для того, что бы нагрузка передавалась на большую площадь основания. Высота уступа для бутовых фундаментов – два ряда кладки, или 350-600 мм, для бутобетонных – не меньше 300мм. Укладывать бутобетонные фундаменты следует на слой щебенки толщиной 50-100 мм; перед тем как преступить к постройке фундамента, щебень нужно хорошенько утрамбовать.
Бетонные фундаменты изготавливаются из бетона марки 50 и выше, сооружения этого вида фундаментов целесообразно в тех районах, где нет бутового камня либо других аналогичных заполнителей. Для изготовления бетонных фундаментов требуется большое количество цемента, кроме того для их постройки необходимо сооружение опалубок.
Фундаменты сборные ж/б
Фундаменты являются подземными конструкциями, воспринимающими на себя всю нагрузку от здания и действующих на нее сил и передающими эти нагрузки на грунт.
Фундаменты из сборного ж/б получили широкое распространение не только в промышленном и гражданском строительстве, но и при сооружении коттеджей и индивидуальных жилых домов. Достоинство этих фундаментов состоит в сокращении сроков строительства и возможности нагружать конструкции практически сразу же после монтажа. Сборные фундаменты обходятся дороже монолитных и не имеют перед ними никаких преимуществ, а, наоборот, большое количество швов между фундаментными блоками усложняет работы по гидроизоляции подвальной части фундаментов. В связи с большим весом ж/б конструкций требуется применение грузоподъемной техники. Для удобства монтажа в каждом фундаментном блоке предусмотрены грузозахватные скобы из круглой стали диаметром не менее 6 мм.
Материалом для сборных фундаментов являются ж/б блоки, которые укладываются на раствор и закрепляются между собой толстой стальной проволокой. Они возводятся быстрее и проще монолитных. Сборные ж/б фундаменты сокращают объем кладки и позволяют механизировать их монтаж. Сборные фундаменты состоят из подушки — ж/б блоков (плит) прямоугольной или трапецеидальной формы, укладываемых на утрамбованную песчаную подготовку толщиной 0,15 м, и вертикальной стенки из бетонных блоков. Блоки (плиты) подушки изготавливаются толщиной 300 и 500 мм, шириной 0>6...3,2 м, блоки стенки — шириной 0,3...0,6 м, высотой 580 и 280 мм, длиной 2,38, 1,18 и 0,78 м. При слабых грунтах в сборных фундаментах устраивают ж/б пояса толщиной 100-150 мм или армированные швы толщиной 30-50 мм.
Для возведения сборного ж/б фундамента потребуется в среднем на 40-50 % больше средств, нежели на монолитного. Такой способ используют для строительства массивных зданий, где важно справиться с работами на протяжении благоприятного сезона (весна-осень).
Обычно, размер и вес блоков колеблется от 0,3 – 1,5 тонны. Рис. в тет.
Столбчатые фундаменты
Фундаменты являются подземными конструкциями, воспринимающими на себя всю нагрузку от здания и действующих на нее сил и передающими эти нагрузки на грунт.
Фундамент этого типа применим в строительстве домов с конструкциями облегченного типа, то есть со стенами, легкими по весу из каркасно-щитовых или деревянных материалов.
Возведение столбчатого фундамента – сравнительно простой технологический процесс. Для этого в грунте пробуривают скважину, устанавливают стальную арматуру и заливают строительный раствор (чаще всего бетон). В качестве усиления армирующих свойств фундамента рекомендуют использование ленты-ростверка, что практически в два раза дешевле, чем использование арматуры.
Главный и самый важный аспект – глубина скважины, которая должна быть не менее 2 м и глубже, чем уровень промерзания грунта. Второй важный момент – обустройство песчаной подушки (также допустима установка бетонной плиты или пластины из деревянных брусьев, размером 10х20х50 см) на дне скважины. Такая подушка обеспечивает устойчивость столбчатого фундамента и нормализует давление конструкций дома на грунт.
Столбы фундамента обязательно устанавливают под все пересечения несущих и не несущих стен здания и под все его углы. Исходя из прочности и несущей способности, промежутки между столбами фундамента не должны превышать в среднем 1-2,5 м.
В расстоянии между промежутками устанавливают перемычки, которые соединяют (стягивают) между собой опорные столбы и являются основанием цокольного этажа дома. Если конструктивные особенности спроектированного здания не дают возможности соблюсти указанное расстояние между столбами, то обустраивают рандбалки – дополнительные металлические или ж/б элементы, которыми укрепляют столбчатый фундамент.
Столбы фундамента могут быть изготовлены из бетона, камня, кирпича или даже дерева. Если материалом является дерево, то лучше отдать предпочтение сосне или дубу, поскольку именно эти породы имеют самый большой срок эксплуатации (в среднем 6 и 13 лет соответственно). Их толщина должна быть не менее 20 см. Если столбы дополнительно покрыть слоем битумной мастики или обжечь, то этот срок увеличится практически в 2 раза.
Если материалом для возведения столбов фундамента выбран кирпич, то используют кирпич-железняк, который получают путем обжига обыкновенного глиняного кирпича. Кирпичный столб фундамента обычно имеет квадратную форму размером 50х50 см.
Стандартный размер бетонного (или бутобетонного) столба – 40х40 см, столба из бутового камня – 50х50 см.