Міцність і стійкість будь-якої споруди перш за все залежать від надійності підстави і фундаменту.
Підставою вважають шари грунту, що залягають нижче підошви фундаменту і в сторони від нього, що сприймають навантаження від споруди і впливають на стійкість фундаменту і його переміщення. Проектування основ будівель і споруд залежить від великої кількості факторів, основними з яких є: геологічне і гидрогеологическое будова грунту; кліматичні умови району будівництва; конструкція споруджуваного будинку і фундаменту; характер навантажень, що діють на грунт підстави, і т.д.
Підстави під фундаменти будівель та споруд бувають природними і штучними.
Природними підставами називають грунти, які в умовах природного залягання володіють достатньою несучою здатністю, щоб витримати навантаження від будівлі, що зводиться або споруди. Природні підстави не вимагають додаткових інженерних заходів по зміцненню грунту; їх пристрій полягає в розробці котловану на розрахункову глибину закладення фундаменту будівлі або споруди. До грунтів, придатним для пристрою природних підстав, відносяться скельні і нескельних.
Скельні грунти являють собою поклади вивержених, осадових і метаморфічних гірських порід (граніти, вапняки, кварцити і ін.). Зустрічаються вони у вигляді суцільного масиву або окремих тріщинуватих шарів. Вони володіють великою щільністю, а отже, і водостійкість і є міцною основою для будь-якого виду споруд.
До нескельних грунтів відносяться великоуламкових, піщані і глинисті грунти. Крупноуламкові грунти (щебінь, гравій, галька) представляють собою шматки, що утворилися в результаті руйнування скельних порід, з розмірами частинок більше 2 мм. Вони поступаються за міцністю скельним грунтів. Якщо великоуламкові грунти не схильні до дії ґрунтових вод, вони також є надійною основою.
Піщані грунти являють собою частинки гірських порід розміром 0,1. 2 мм. Піски розміром 0,25. 2 мм мають значну водонепроникність і тому при замерзанні НЕ спучуються. Міцність і надійність піщаних підстав залежать від щільності і потужності залягає шару піску: чим більше потужність залягання і равномерней щільність шару піску, тим міцніше підставу. При регулярному впливі води міцність піщаної основи різко знижується.
Глинисті грунти являють собою тонкодисперсні частинки лускатої форми розміром менше 0,005 мм. Сухе глиниста підстава може витримувати великі навантаження від маси будівель і споруд. Зі збільшенням вологості глини різко падає її несуча здатність. Вплив позитивних і негативних температур викликає у вологій глині усадку при висиханні і спучування при замерзанні води в порах глинистого грунту. Різновидом глинистих ґрунтів є супіски, суглинки і леси.
Супіщані грунти являють собою суміш піску і глинистих частинок в кількості 3. 10%. Суглинні грунти складаються з піску і містять 10. 30% глинистих частинок. Ці види грунтів можуть використовуватися в якості природних підстав (якщо вони не схильні до зволоженню). По своїй міцності і несучої здатності вони поступаються піщаним і сухим глинистих ґрунтів. Окремі види супесей, схильних до регулярного впливу грунтових, стають рухливими. Тому вони отримали назву пливунів. Цей вид грунтів непридатний в якості природного підстави.
Лесові ґрунти - то частки пилуватих суглинків з порівняно постійним гранулометричним складом. Лесові ґрунти в сухому стані можуть служити надійною основою. При зволоженні і дії навантажень лесові ґрунти сильно ущільнюються, в результаті чого утворюються значні просадки. Тому вони називаються просадними.
Найменування грунтів, а також критерії виділення грунтів зі специфічними властивостями і їх характеристики наведені в СНиП «Підстави будівель і споруд. Норми проектування ».
Штучними підставами називають грунти, які за механічними властивостями в своєму природному стані не можуть витримувати навантаження від будівель і споруд. Тому для зміцнення фундаменту на слабких грунтах необхідно виконувати різні інженерні заходи. До слабких відносяться грунти з органічними домішками і насипні ґрунти.
Грунти з органічними домішками включають: рослинний грунт, мул, торф, болотяний грунт. Насипні ґрунти утворюються штучно при засипці ярів, ставків, місць звалища. Перераховані грунти неоднорідні за своїм складом, пухкі, мають значну і нерівномірною сжимаемостью. Тому в якості підстав їх використовують тільки після зміцнення ущільненням, цементацией, силікатизацією, бітумізація або термічним способом.
Залежно від ФОРМИ і СПОСОБУ що спирається на грунт фундаменти бувають
Найбільш поширеними і дешевими є стовпчасті фундаменти. Особливо ефективні стовпчасті фундаменти в рухливих грунтах при їх глибокому промерзанні. Разом з тим у стовпчастих фундаментів є особливості, що заважають у ряді випадків їх успішному застосуванню. Так, в горизонтально рухливих грунтах недостатня їх стійкість до перекидання і для погашення бічного зрушення потрібний пристрій жорсткого залізобетонного ростверку. Обмежено їх застосування на слабонесущих грунтах при будівництві будинків з важкими стінами. Крім того, при стовпчастих фундаментах виникають складності з пристроєм цоколя: якщо при стрічкових фундаментах цоколь утворюється як би сам собою, будучи їх продовженням, то при стовпчастих заповнення простору між стовпами, стіною і землею (забирка) - складне і трудомістка справа.
Стовпчасті фундаменти підводять під будинки з легкими стінами (дерев'яні рубані, каркасні, щитові). Цей тип фундаментів по витраті матеріалів і трудовитрат в 1,5-2 рази економічніше стрічкових. Стовпи зводяться у всіх кутах, місцях перетину стін, під простінками, під опорами важко навантажених прогонів і інших точках зосередження навантажень. Відстань між стовпами приймається 1,2-2,5 м. По верху стовпів повинні бути покладені обв'язувальні балки для створення умов спільної їх роботи. При відстанях між стовпчастими (окремо стоять) фундаментами більше 2,5-3 м по верху укладаються більш потужні рандбалки (залізобетонні, металеві).
Мінімальний перетин фундаментних стовпів приймається в залежності від того, з якого матеріалу вони виготовлені (бетон - 400 мм; бутобетон - 400 мм; кладка з природного каменю - 600 мм, з буту-плитняка - 400 мм, з цегли вище рівня землі - 380 мм , а при перев'язці з забиркою - 250 мм).
- Чи не трудомісткі.
- недостатня стійкість в горизонтально рухомих грунтах;
- обмежене застосування на слабонесущих грунтах при будівництві будівель з тижелимі стінами;
- складність з пристроєм цоколя.
фундаменти, що зводяться безпосередньо під стіни будинку або під ряд окремих опор. У першому випадку вони мають форму безперервних підземних стін, у другому v складаються із залізобетонних перехресних балок
Стрічкові фундаменти підводять під будинки з важкими стінами (бетонними, кам'яними, цегляними і т. П.) Або з важкими перекриттями. Їх закладають під всі зовнішні і внутрішні капітальні стіни. Наявність під будинком підвалів, теплих підпілля, гаража або цокольного поверху роблять просто необхідним вибір саме цього типу фундаменту.
Для цього типу фундаменту характерні великі обсяги земляних робіт і використовуваних матеріалів, значна питома вага і трудомісткість зведення. Незважаючи на це, стрічкові фундаменти набули досить широкого поширення, в основному завдяки простій технології.
Стрічкові фундаменти бувають монолітні і збірні.
Для спорудження стрічкових монолітних фундаментів на дні котловану виставляється опалубка (дерев'яна), арматура, листи теплоізоляції і між стінками опалубки заливається бетон. Для зниження втрати при обігріві будинку в такі фундаменти закладається утеплювач (керамзит, мінераволатние плити, пінопласт).
Збірні стрічкові фундаменти складаються з великих фундаментних бетонних або залізобетонних блоків.
ПЕРЕВАГИ стрічкових монолітних:
- можуть бути використані для будівель будь-якої форми;
ПЕРЕВАГИ стрічкових із залізобетонних блоків:
- значне скорочення термінів зведення;
НЕДОЛІКИ всіх стрічкових:
- збільшення терміну будівництва за рахунок виробництва земляних робіт, заповнення бетоном опалубки;
- не економічні;
НЕДОЛІКИ стрічкових із залізобетонних блоків:
- менш практичні (пропускають воду в місцях свого з'єднання);
- придатні для будівель простих форм (при складних архітектурних формах блоки, що випускаються стандартних розмірів, доводиться обрізати).
фундаменти, що споруджуються під всією площею будівлі. Являють собою суцільну або гратчасту плиту, виконану з монолітного залізобетону або зі збірних перехресних залізобетонних балок з жорсткою закладенням стикових з'єднань.
Фундаменти плитні і з перехресних стрічок зводять з монолітного залізобетону з метою додання фундаменту просторової жорсткості. Необхідність в цьому виникає при будівництві на нерівномірно і сильно стискаються грунтах, наприклад, на насипних (піщаних подушках, злежані звалищах, сильно рухливих грунтах і т. П.). Іноді до таких фундаментів застосовують термін «плаваючий».
Пристрій плитного фундаменту пов'язане з досить великою витратою матеріалів (бетону і металу) і може бути доцільно при спорудженні невеликих і компактних в плані будинків або інших будівель, коли не потрібний пристрій високого цоколя, і сама плита використовується як підлоги (наприклад, гаражі, лазні і т.п.). Для будинків більше високого класу частіше влаштовують фундаменти у вигляді ребристих плит або армованих перехресних стрічок
Споруджують на важких пучинистих і просідаючих грунтах.
Плитний фундамент найбільш прийнятний при слабких неоднорідних грунтах з високим рівнем грунтових вод, а також у випадках, коли навантаження, що припадає на фундамент, велика, а грунт підстави недостатньо міцний.
Такі конструкції здатні вирівнювати вертикальні і горизонтальні переміщення грунту (плаваючі фундаменти v їх друга назва).
Спорудження плитного фундаменту виправдано в малоповерховому будівництві при невеликій і простій формі будівлі.
- простота споруди;
- можливість їх виконання у важких пучинистих, рухомих і просадних грунтах.
- досить дороги (через велику витрату бетону і металу на арматуру).
фундаменти, що складаються з окремих паль, перекритих зверху бетонною або залізобетонною плитою або балкою (ростверком).
Пальові фундаменти є дуже дорогими і трудомісткими у виконанні, тому в індивідуальному будівництві зустрічаються вкрай рідко.
Фундамент палі використовується у випадках, коли на слабкий грунт необхідно передати великі навантаження. При цьому навантаження від будівлі передається на більш щільні грунти, що залягають на глибині.
За типом матеріалу палі можуть бути дерев'яними, бетонними, залізобетонними, сталевими і комбінованими.
За методом виготовлення і занурення в грунт палі підрозділяються на забивні (опускаються в грунт в готовому вигляді) і набивні (виготовлені безпосередньо в ґрунті, в пробурених каналах).
За типом поведінки в грунті виділяють палі-стійки, які мають під собою міцний грунт і передають на нього тиск, і висячі палі, використовувані у випадках, коли глибина залягання міцного грунту досить велика (несуча здатність таких паль визначається сумою опору сил тертя по бічній поверхні і грунту під вістрям палі).
Дерев'яні палі найбільш економічні, але якщо вони знаходяться у вологому грунті, вони швидко гниють.
Палі із залізобетону коштують дорожче, але вони більш довговічні і здатні витримувати великі навантаження.
- дають меншу усадку;
- економічні (знижують витрату матеріалів, наприклад, бетону v на 40% 25);
- менш трудомісткі (при їх спорудженні значно зменшується обсяг земляних робіт);
- можливість спорудження на грунтах, що володіють низькою несучою здатністю.
- необхідність використання спеціальної техніки.
Фундаменти на піщаних подушках
Фундаменти на піщаних подушках можуть бути самих різних типів. Найчастіше вони застосовуються для економії будівельних матеріалів, для повної або часткової заміни непридатних грунтів в основі, для підйому позначки підлоги над рівнем грунтових вод і т. П. При їх пристрої в котловани засипають середньо- або грубозернисті піски шарами 150-200 мм, ретельно трамбуючи їх і проливаючи водою. В обводнених ґрунтах, особливо пучіноопасних при промерзанні, пристрій піщаних подушок не рекомендується без пристрою дренажу. В іншому випадку можливе замулювання подушок і, як наслідок, втрата ними первісних властивостей.
Важливе значення має передбачуваний час, на яке зводиться будова. Наприклад, термін служби різних фундаментів становить:
- стрічкових бетонних і бутових на цементному розчині - 150 років;
- бутових або бетонних стовпів - 30-50 років;
- дерев'яних стільців - 10 років.
Залежно від ЗАСТОСОВУВАНИХ МАТЕРІАЛІВ фундаменти бувають:
бутові, бутобетоні, бетонні та цегляні.
Бутові фундаменти кладуть з крупного бутового каменю, підібраного за формою і розмірами, при цьому бажано вибирати "постелістие" камені з плоскими гранями. Кладку ведуть на цементному розчині, щільно укладаючи камені між собою, для чого самі "незручні" з них іноді доводиться розколювати. Товщину кладки бутового фундаменту приймають з конструктивних міркувань незалежно від розрахунку, в межах 50-70 см. Це найпотужніші і трудомісткі зі всіх видів фундаментів. Тому їх застосування в будівництві житлових будинків і тим більше садових будиночків не виправдано. Як виняток ці фундаменти можна рекомендувати лише в тих місцевостях, де бутовий камінь є в достатній кількості, що називається "під ногами", т. Е. Є місцевим матеріалом. Позитивні якості бутового фундаменту - максимально можлива довговічність і міцність; крім того, він стійкий до промерзання і дії агресивних ґрунтових вод. Масив бутобетонного фундаменту складається з розчину і наповнювача, в якості якого використовують середні і дрібні бутові камені, крупний щебінь або гравій. Підійде також бій цеглини і перепалений цегла - залізняк.
Бетонний фундамент називають іноді "заливним". Він складається з чистого бетону без великих каменів, з наповнювачем з дрібного і середнього гравію або щебеню. Його заливають в опалубку з легким трамбуванням, добре, якщо при це використовують вібратори - якість бетону помітно поліпшується. Внаслідок однорідності складу товщина бетонного фундаменту може бути пріня1 менше, ніж у двох попередніх типів, - як правило, вона знаходиться в межах 20-40 см. Міцність і довговічність приблизно такі ж, як бутобетонного фундаменту. Недолік бетонних фундаментів - підвищена витрата цементу і отже, значна вартість.
Цегляний фундамент являє собою цегляну кладку з звичайного (повнотілої), добре обпаленої цегли на цементному або цементно-вапняному розчині. Товщину фундаменту приймають кратною розмірам цегли, т. Е. 38, 51 і 64 см. Пристрій цегляного фундаменту в звичайних умовах будівництва слід визнати недоцільним, оскільки він досить дорогий і найголовніше недовговічний унаслідок поганої водостійкості. Тому eго можна рекомендувати практично в одному, досить рідкісному випадку: для зведення тільки сухих грунтах і при наявності дешевої цегли необхідній кількості.
Установка свайно-гвинтового фундаменту
Опис video матеріалу:
Гвинтові паля являє собою сталеву трубу, нижня частина якої оснащена ріжучими лопатями певної форми. Лопать служить для розподілу зусилля від будови на велику площу грунту і перешкоджає виривання палі силами морозного обдимання. Лопать дозволяє перетворити обертальний момент в поступальний зусилля під час занурення палі, завдяки чому вона як шуруп вкручується в грунт на необхідну глибину. У процесі загвинчування можна домогтися однорідної несучої здатності для всього фундаменту при різнорідних грунтах (палі закручуються на різну глибину), а також при заляганні у верхніх шарах торфу або інших грунтах грунтах (палю збільшують до необхідної довжини і загвинчують до тих пір, поки вона не пройде цей шар).
