Фундаментами являются конструкции, располагаемые ниже уровня земли и воспринимающие нагрузки от веса здания и передающие их на основание. Глубина заложения фундаментов зависит от следующих факторов: геологических и гидрогеологических условий строительной площадки (виды и характер грунтов, их физико-механические характеристики, наличие и уровень грунтовых вод), климатических условий района (глубина промерзания грунта), нагрузок на фундаменты и его конструкции, наличия соседних фундаментов, подвалов и т.п.
По конструкции фундаменты выполняют следующих типов:
а) ленточные (непрерывные) – устраивают под несущими стенами зданий, под рядами колонн, а также для придания большей жесткости и обеспечения выравнивания осадки сооружения;
б) отдельные (столбчатые) – устраивают под колонны каркасных зданий при неравномерности осадок, не превышавшей предельно допустимых значений;
в) сплошные – выполняют под всей площадью сооружения в виде сплошных железобетонных плит; эти фундаменты могут быть коробчатыми, в виде цилиндрических оболочек или оболочек двоякой кривизны. Сплошные фундаменты, работая на изгиб, выравнивают осадки в двух взаимно перпендикулярных направлениях и обеспечивают совместную работу основания и всего здания;
г) массивные – их выполняют в виде сплошного массива под все сооружение; эти фундаменты используют при строительстве дымовых труб, доменных печей, опор мостов и мачтовых сооружений, отличительной особенностью которых являются небольшие размеры в плане по сравнению с сооружением, а также значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки, передаваемые на основание.
По роду материала фундаменты бывают бетонные, железобетонные, бутобетонные, кирпичные и каменные.
По способу изготовления фундаменты подразделяют на монолитные и сборные, а по условиям работы – на жесткие и гибкие.
Фундаменты под колонны промышленных зданий обычно устраивают отдельными (столбчатыми) стаканного типа (при достаточно редком размещении колонн и относительно небольших нагрузках на них). Фундаменты имеют специальные гнезда (стаканы), в которые устанавливают колонны: глубину заделки колонны в стакане фундамента принимают не меньше 1 ÷ 1,5 большего размера поперечного сечения колонны. Зазоры между стенками стакана и колонной замоноличивают бетоном М 150 на мелком щебне (рис.3.2.). Отметка верхнего обреза фундамента должна находиться на 150 мм ниже отметки чистого пола первого этажа. Выполняют железобетонные фундаменты из тяжелых бетонов классов В15-В25, армируют сварными каркасами из горячекатаной стали класса АIII. Фундаменты под колонны многоэтажных зданий проектируют, как правило, ступенчатыми для уменьшения их объема и массы.
 |
Наиболее распространенными фундаментами под несущие стены в настоящее время являются сборные железобетонные ленточного типа, выполняемые из бетонных блоков-подушек и фундаментных блоков, или монолитные, имеющие тавровое поперечное сечение с полкой по низу. Ленточные фундаменты устраивают также под рядами колонн – в тех случаях, когда подошвы отдельных фундаментов близко подходят друг к другу, что бывает при слабых грунтах и/или больших нагрузках.
Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна или деформация основания под ними больше допустимой, то устраивают сплошные фундаменты.
Фундаменты под оборудование и машины с динамическими нагрузками. По конструктивному признаку фундаменты под машины, испытывающие динамические воздействия периодического характера (как от машин равномерного вращения – например, электродвигателей, компрессоров, турбовоздуходувок и т.д., так и от машин равномерного вращения, связанного с возвратно-поступательным движением кривошипно-шатунного механизма, – например, дизелей, лесопильных рам и т.п.), и под машины неравномерного вращения (типа приводных электродвигателей прокатных станов) или возвратно-поступательного движения, завершающегося одиночными или групповыми ударами (ковочные или штамповочные молоты, копры для дробления и т.д.), подразделяют на массивные, стеновые и рамные.
Массивные фундаменты конструируют с необходимыми выемками и отверстиями для отдельных частей оборудования и колодцами для анкерных болтов, фундаменты стенового типа образуют из нижней плиты и жестко соединенных с ней вертикальных стен продольного и поперечного направления; стены могут быть связаны между собой балками или диафрагмами, фундаменты рамного типа имеют вид каркаса из ригелей и стоек, стоящего на фундаментной плите.
Фундаменты под машины с динамическими нагрузками должны удовлетворять условиям прочности и устойчивости. Конструкция верхней части фундамента диктуется габаритами машины и удобством ее обслуживания. Прочность основания проверяют по сопротивлению грунта с понижающим коэффициентом 0,4 для фундаментов под кузнечные молоты и 0,8 – под турбоагрегаты.
Фундамент в целом должен быть скомпонован так, чтобы равнодействующая его массы и массы машины проходила через центр тяжести подошвы фундамента или имела незначительный (не свыше 3 – 5 %) эксцентриситет.
Для низкочастотных машин с частотой вращения до 1000 мин–1 выполняют динамический расчет, которым определяют амплитуды колебаний в вертикальном и горизонтальном направлениях; вычисленные амплитуды не должны превышать установленных нормами для машин различных типов. Амплитуды колебаний фундаментов вычисляют с учетом деформативных характеристик основания. В рамных фундаментах принимают во внимание деформативные свойства рам; массивные и стеновые фундаменты считают совершенно жесткими.
Фундаменты выполняют из бетонов класса не ниже В12.5 с применением арматуры класса АI, АII, АIII. Массивные и стеновые фундаменты армируют только по поверхности, а также в местах ослабления отверстиями или приложения сосредоточенных сил. Рамные фундаменты армируют как стойки и ригели рам по нормам проектирования железобетонных конструкций.
Фундаменты под оборудование обычно выполняют монолитными, армируют их сварными сетками и каркасами.