Типы фундаментов для многоэтажных домов: Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий
Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий
Авторы: Верстов Владимир Владимирович, Гайдо Антон Николаевич, Чаков Артур Станиславович
Рубрика: Технические науки
Опубликовано в Молодой учёный №8 (194) февраль 2018 г.
Дата публикации: 23.02.2018 2018-02-23
Статья просмотрена: 6039 раз
Скачать электронную версию
Скачать Часть 1 (pdf)
Библиографическое описание: Верстов, В. В. Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий / В. В. Верстов, А. Н. Гайдо, А. С. Чаков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 8 (194). — С. 7-10. — URL: https://moluch.ru/archive/194/48472/ (дата обращения: 28.02.2023).
Статья посвящена тенденциям в области строительства фундаментов многоэтажных зданий, их области применения, а также основным технологическим процессам устройства различных типов фундаментов в условиях современного строительного производства.
Основными тенденциями современного строительства общественных и жилых зданий в крупных населённых пунктах является увеличение надземной и подземной частей здания.
Такие тенденции требуют сооружения фундаментов повышенной жёсткости, которые будут способны выдержать нагрузки от конструкций сооружения и передать их в прочные слои грунтового массива.
Применительно к сложным инженерно-геологическим условиям (различные литологические слои, горизонты грунтовых вод не выдержаны по мощности и простиранию и другое) необходим тщательный выбор технологических решений по сооружению оградительных стенок, которые должны обладать требуемыми характеристиками устойчивости и водонепроницаемости.
Выбор конструкции фундамента один из важнейших факторов, обеспечивающих эксплуатационную надёжность и долговечность возводимых сооружений. Такая важность обуславливается влиянием работы фундаментов на состояние надфундаментных конструкций, а также сложностью, трудоёмкость и дороговизной работ по ремонту или замене фундаментов, имеющих проектные или производственные дефекты.
Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий
Рис. 1. Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий
В качестве фундаментов многоэтажных зданий на естественном основании во всём мире преимущественно используется сплошная монолитная железобетонная плита. При должном технико-экономическом обосновании могут также использоваться ленточные фундаменты или столбчатые фундаменты.
Применение монолитной железобетонной плиты в строительной практике, как правило, осуществляется при давлении на фундамент до 0,6 Мпа и малосжимаемых грунтах основания (таких как не рыхлые и не пылеватые пески, скальные породы или глинистые грунты в переуплотнённом состоянии.
Рис. 2. Различные конструкции монолитной сплошной плиты из железобетона
Толщина фундаментной плиты в зависимости от величины приложения нагрузки, а также инженерно-геологических условий может составлять от 1,0–2,5 м. и более (рис. 2, а). Для того чтобы уменьшить высоту фундаментной плиты в местах действия изгибающих моментов, максимальных поперечных, а также продольных сил, могут применяться рёбра жёсткости (рис. 2, б) или дополнительное усиление в зонах расположения колонн (рис.2, в).
Кроме того, монолитный железобетонной плитный фундамент может иметь коробчатую конструкцию (рис.
Фундаменты глубокого заложения могут изготавливаться как с помощью выемки грунта, так и без. Набивные и забивные сваи изготавливают устраивают без выемки грунта. Забивные и задавливаемые сваи обычно имеют сечение 300х300 и 350х350, что накладывает ограничения на максимальное давление по стволу сваи (максимальное давление до 1 Мпа). Если такой несущей способности недостаточно, то в таком случае необходимо применять фундаменты с выемкой грунта — свай из стальных труб или буронабивных, свай-баррет, кессонов.
Буронабивные сваи среди фундаментов глубокого заложения получили наибольшее распространение. Они могут устраиваться диаметром до 2 м. практически в любых грунтовых условиях.
Рис. 3. Устройство буронабивных свай
Кессоны (опускные колодцы) целесообразно применять в тех случаях, когда требуется передать большие нагрузки на большую глубину, грунт плохо поддаётся проходке при бурении, а также необходима высокая скорость выполнения строительно-монтажных работ.
Рис. 4. Последовательность устройства опускного колодца
Свайно-плитный фундамент обеспечивает совместную работы как плиты, так и свай. Он эффективен в тех случаях, когда грунт под подошвой фундамента может включиться в работу и воспринять часть нагрузки. Также такой тип фундамента применяется для снижения влияния новых сооружений на старые (в условиях плотной застройки), для уменьшения крена здания, а также в сооружения с несимметричными несущими конструкциями, которые неравномерно передают нагрузку на фундамент. Свайно-плитная конструкция фундамента является наиболее эффективной при строительстве сооружений, передающих большие нагрузки на основание, таких как многофункциональные комплексы, торговые центры и многоэтажные здания.
Рис. 5. Виды свайно-плитных фундаментов
Литература:
- Производство шпунтовых и свайных работ/В. В. Верстов, А. Н. Гайдо, Я. В. Иванов; СПбГАСУ. — Спб., 2011. — 292 с.
- Технология устройства свайных фундаментов: учебное пособие/ В.
В. Верстов, А. Н. Гайдо; СПбГАСУ — СПб., 2010. 180 с.
- Технологии устройства ограждений котлованов в условиях городской застройки и акваторий / А. Н. Гайдо, В. В. Верстов, Я. В. Иванов. — СПб.: СПбГАСУ, 2014. — 368 с.
Основные термины (генерируются автоматически): фундамент, выемка грунта, глубокое заложение, здание, максимальное давление, обзор типов фундаментов, свая, тип фундамента, фундаментная плита.
Ключевые слова
грунт, свая, фундамент, плита, ростверкфундамент, грунт, свая, плита, ростверк
Похожие статьи
Зависимость несущей способности
свайных фундаментов от.
Поведению свайных фундаментов в водонасыщенных глинистых грунтах в СП-24–13330 2011 (Свайные фундаменты.
Первый этап работы свайного фундамент включает погружение и «отдых свай». После погружения свайного основания поровое давление постепенно…
Экспериментальное исследование несущей способности…
В статье исследуются свайно—плитные фундаменты, в которых плитой в их составе воспринимаются и передаются горизонтальная нагрузка и изгибающий момент на грунт, а свая работает под действием минимального изгибающего момента.
Методы сейсмоизоляции
фундаментов сооруженийСистема «грунт—фундамент» воздействует на изменение динамических свойств здания, что соответственно изменяет величину действующих на него сейсмических нагрузок.
Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий.
Исследование промерзания
грунта под фундаментом типа УФФ…В настоящее время большое распространение под легкие каркасные дома из SIP панелей и одноэтажные дома из газобетона получил фундамент типа УФФ (утепленная финская плита). Данный фундамент широко применяется в Московской и Ленинградской областях.
Oценкa влияния грунтoцементных кoнструкций нa
oснoве примерa…3) закрепления грунтов в основании фундаментной плиты сооружений с заглубленной подземной частью.
Дaлмaтoв, Б. И. Мехaникa грунтoв, oснoвaния и фундaменты / Б. И. Дaлмaтoв 2-е изд. перерaб. и дoп.—
Расчёт узла сопряжения колонн с
фундаментомИсследование промерзания грунта под фундаментом типа УФФ (утепленный финский фундамент) применительно к Московской области.
Возможность использования существующих
фундаментов при…При расчете несущей способности грунтов оснований нужно учитывать ранее применявшиеся методы, а также не упускать из внимания допустимые нормы давления на основные разновидности грунтов.
Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий.
Конструкции
фундаментов под водопропускными трубами на…Ключевые слова: водопропускная труба, неотапливаемые инженерные сооружение, свая, глинистый грунт, пучинистый грунт. Фундаменты зданий и инженерных сооружений, расположенных в зоне сезонного промерзания грунтов…
Технологии устройства сваиных
фундаментов заводского…Технологии устройства свайных фундаментов заводского изготовления.
Но кроме этого у готовых заводских свай есть и недостатки: меньшая несущая способность, ограничивающая этажность здания, динамическое воздействие на близлежащие грунты и соседние здания.
Похожие статьи
Зависимость несущей способности
свайных фундаментов от…Поведению свайных фундаментов в водонасыщенных глинистых грунтах в СП-24–13330 2011 (Свайные фундаменты.
Первый этап работы свайного фундамент включает погружение и «отдых свай». После погружения свайного основания поровое давление постепенно…
Экспериментальное исследование несущей способности…
В статье исследуются свайно—плитные фундаменты, в которых плитой в их составе воспринимаются и передаются горизонтальная нагрузка и изгибающий момент на грунт, а свая работает под действием минимального изгибающего момента.
Методы сейсмоизоляции
фундаментов сооруженийСистема «грунт—фундамент» воздействует на изменение динамических свойств здания, что соответственно изменяет величину действующих на него сейсмических нагрузок.
Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий.
Исследование промерзания
грунта под фундаментом типа УФФ.
В настоящее время большое распространение под легкие каркасные дома из SIP панелей и одноэтажные дома из газобетона получил фундамент типа УФФ (утепленная финская плита). Данный фундамент широко применяется в Московской и Ленинградской областях.
Oценкa влияния грунтoцементных кoнструкций нa
oснoве примерa…3) закрепления грунтов в основании фундаментной плиты сооружений с заглубленной подземной частью.
Дaлмaтoв, Б. И. Мехaникa грунтoв, oснoвaния и фундaменты / Б. И. Дaлмaтoв 2-е изд. перерaб. и дoп.—
Расчёт узла сопряжения колонн с
фундаментомИсследование промерзания грунта под фундаментом типа УФФ (утепленный финский фундамент) применительно к Московской области.
Возможность использования существующих
фундаментов при…При расчете несущей способности грунтов оснований нужно учитывать ранее применявшиеся методы, а также не упускать из внимания допустимые нормы давления на основные разновидности грунтов.
Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий.
Конструкции
фундаментов под водопропускными трубами на…Ключевые слова: водопропускная труба, неотапливаемые инженерные сооружение, свая, глинистый грунт, пучинистый грунт. Фундаменты зданий и инженерных сооружений, расположенных в зоне сезонного промерзания грунтов…
Технологии устройства сваиных
фундаментов заводского.
Технологии устройства свайных фундаментов заводского изготовления.
Но кроме этого у готовых заводских свай есть и недостатки: меньшая несущая способность, ограничивающая этажность здания, динамическое воздействие на близлежащие грунты и соседние здания.
Типы фундаментов для многоэтажных домов: обзор, особенности
Содержание
- Факторы, учитывающиеся при проектировании
- Необходимость геологических исследований
- Разновидности оснований
- Свайное основание
- Свайно-ленточное основание
- Плитное основание
- Свайно-плитное основание
- Как закладывается фундамент МКД
- Практика и теория
- Видео по теме
Прочный фундамент является залогом безопасности и продолжительного времени эксплуатации многоэтажного дома. Беря на себя всю нагрузку от находящегося на нем строения, он позволяет равномерно распределить ее и передать на грунт. Поэтому определение оптимального типа фундамента — это одна из первостепенных задач при строительстве многоэтажного дома. Выбор зависит от особенностей региона и почвы, а также от плана будущего здания и применяемых стройматериалов.
Факторы, учитывающиеся при проектировании
Разработка проекта фундамента для высотного жилого дома является очень ответственной задачей. Чтобы высотка сохраняла целостность и не была подвержена деформации в течение всего расчетного времени эксплуатации, в процессе выбора вида основания нужно учесть:
- наличие движений грунта, ветровые нагрузки, сейсмическую обстановку;
- возможные горизонтальные и вертикальные нагрузки;
- вид и плотность почвы;
- количество осадков, средний температурный режим в определенном регионе;
- наличие под фундаментом газопровода и водопровода, источников подземных вод, пустот;
- рельефные особенности.
Необходимость геологических исследований
Давление от многоквартирного дома может выдерживать далеко не каждый грунт. Геологические исследования — это одно из самых важных подготовительных мероприятий во время разработки проектной документации для строительства панельных или кирпичных высотных домов.
Место под строительство проходит сканирование ультразвуком. В ходе исследований грунте бурят скважины на глубину около 100 м. На различных отметках производится сбор проб почвы для выяснения состава. Есть единое правило: чем земля тверже и плотнее, тем лучше. В идеале обустройство фундамента многоэтажного дома должно производиться на грунте из скальных пород. Это даст возможность элементам основания нормально справляться с любыми нагрузками на фундамент МКД.
В общем, сооружение многоэтажек можно производить на различных почвах — от сыпучих до скалистых. Но для любого грунта нужно точно определить, какие типы фундаментов можно использовать для многоэтажных домов.
Характеристики почвы и наличие вертикального давления на фундамент — это две основные составляющие, которые влияют на выбор вида основания многоэтажного дома. Но учитывать нужно и иные факторы:
- Наличие карстовых пустот, плывунов, уровень подземных вод и наличие иных подземных аномалий.
- Сейсмические особенности либо напряжение пород естественного и искусственного происхождения в районе сооружения здания.
- Климат. В первую очередь это сезонные температурные колебания, скорость ветра и количество осадков. Если присутствуют значительные ветряные порывы на высоте 350-450 м, как и термическое увеличение в объеме стройматериалов, а также попадание молний, то это вызывает довольно серьезные разовые нагрузки полностью на конструкцию дома, в частности и на основание.
- Находящиеся поблизости тоннели метрополитена, транспортные магистрали, водо- и газопроводы и иные объекты, которые или влияют на монолитность основания, или могут пострадать вследствие непременной осадки грунта.
- Нахождение рядом больших объектов капитальной постройки.
Разновидности оснований
С учетом выполненных исследований и вычислений подбирают тип основания. Как правило, для многоэтажных зданий используют такие виды фундаментов, как свайный, свайно-ленточный, плитный или свайно-плитный.
Свайное основание
Такой фундамент является самым универсальным, поскольку может использоваться на большинстве почв. Стандартное сечение свай обычно имеет размеры 30х30 см либо 35х35 см. Но при сооружении очень высоких домов (до 200 метров) на болотистых или иных сложных почвах чаще всего применяются бетонные или металлические сваи диаметром до двух метров и длиной до 85 м. При этом стенки котлована должны быть укреплены по контуру бетоном с армированием.
Обустройство свайного фундамента на скальных грунтах характеризуется высокой сложностью. Вначале проделываются отверстия в грунте, в которые затем опускаются колодцы из бетона, играющие роль обсадной трубы. Пустоты между стеной колодца и сваей бетонируются.
Этот вид фундамента отличают по типу свайных конструкций:
- Погружной. Монтируются готовые сваи, которые вбиваются с помощью специальной техники на требуемую глубину.
Устройство такого фундамента запрещается, если поблизости расположены капитальные постройки. Также на объект иногда невозможно подъехать технике, что осложняет работы.
- Буронабивной. Сваи заливаются непосредственно на строительном объекте. Под залив бетонным раствором подготавливается скважина необходимой глубины. В нее опускается арматурный каркас и влагонепроницаемая опалубка (применяют трубы из асбоцемента или полиэтилена). Если грунт дает возможность, то роль опалубки играют непосредственно стенки скважины.
- Винтовой. Сваи изготавливаются в форме заостренной стальной трубы с приваренными снизу лопастями. В грунт они вставляются по принципу вкручивания самореза. Использование винтового фундамента возможно, если поблизости со строительной площадкой находятся капитальные здания.
Свайно-ленточное основание
При сооружении данного фундамента могут использоваться различные варианты погружения ленты. В зависимости от этого фактора выделяют такие разновидности:
- Незаглубленный фундамент.
Это свайно-ростверковое основание. На пучинистых грунтах опирать ленту бесполезно, так как нагрузки в этих случаях получают максимальное значение. Лента, как правило, приподнимается над нулевой отметкой, и перестает играть роль опоры, а является лишь посредником между домом и сваями.
- Мелкозаглубленный. Наиболее часто применяемый вариант для высотных домов малой этажности. Чаще всего ленточный фундамент заглубляется на 30 см, при этом цоколь выступает на 0.5 м. В этом случае земляные работы являются незначительными, но будет необходим четкий расчет уровня подземных вод и знание особенностей сезонных движений грунта.
- Заглубленный. Применяют при сооружении массивных домов. Котлован под фундамент выкапывают ниже уровня замерзания грунта. Это потребует отсутствия подземных вод и значительных объемов земельных работ.
Плитное основание
Этот вид фундамента используют во время сооружения домов, у которых высота не больше 120 метров для 1-й группы ответственности либо 75 метров для сооружений 2-го класса ответственности. Сваи при этом не применяются, а здание сооружается на цельной плите из бетона, оснащенной армировочной сеткой. Толщина фундамента в разных условиях варьируется пределах 100-2500 см. На участках повышенного давления на основании делаются ребра жесткости.
Свайно-плитное основание
Невзирая на некоторую сложность и более дорогостоящее возведение, этот фундамент считается самым надежным и может устраиваться на любом виде почв. В дно выкопанного котлована вбиваются сваи, а на них монтируется плита, которая служит фундаментом дома. Такие конструктивные особенности дают возможность наиболее равномерно распределять массу многоэтажного здания на все свайные опоры.
Как закладывается фундамент МКД
Выполнив все требуемые исследования и создав проект, начинают обустройство фундамента. Процесс проведения работ по сооружению основания включает в себя несколько основных стадий.
Подготовительные работы заключаются в подготовке строительной площадки. Территорию нужно освободить от построенных конструкций, деревьев и кустарников, мусора и иных посторонних предметов. Монтируется ограда, которая будет препятствовать проходу сторонних людей, устраиваются пути подъезда для строительной спецтехники.
Поверхность стройплощадки нужно выровнять, далее вырыть котлован, который утвержден в проекте до необходимого размера. Затем земля на дне трамбуется. После производится разметка с указанием участков монтажа свай.
Установка свай отличается по своей технологии с учетом того, какой их вид используется:
- Винтовые ввинчиваются в землю с помощью электрического либо гидравлического оборудования. Перед установкой их поверхность обрабатывается гидроизолирующими средствами. После монтажа сваи подрезаются в один уровень. Их внутренние полости заливают бетонным составом.
- Буронабивные сваи с армированием создаются непосредственно на строительном объекте. На начальной стадии производят бурение отверстий необходимого размера в земле с использованием специального оборудования — ямобура. Чаще всего стены скважин укрепляются с помощью обсадной трубки.
В созданное отверстие вставляется пояс из стальных арматурных стержней и заливается бетонный раствор.
- Забивные сваи монтируются с использованием забивной спецтехники — копра. На участке монтажа проделывают маленькое углубление, затем свая обвязывается стальным тросом и устанавливается вертикально. После с помощью копра она вбивается на необходимую глубину. Когда монтаж всех элементов завершен, верхушки свай ровняют в единый уровень.
Далее выполняется установка ростверка из железобетона. Для устройства этой части фундамента нужно создать опалубку, на дно которой настилается слой гидроизоляции. Затем связывается арматурный каркас и вся конструкция заливается бетонным раствором. Оголовки свай углубляются в ростверковую конструкцию не меньше чем на 100 см.
Устройство монолитной плиты подразумевает проведение таких работ:
- Засыпка и выравнивание подушки из песка.
- Создание подбетонки.
- Настил слоя гидроизоляции.
- Устройство опалубки.
- Организация арматурного каркаса (для крепления арматурных стержней, как правило, используется сварка).
- Бетонирование.
После застывания бетона производится обработка поверхности битумной мастикой либо иным средством для гидроизоляции. По факту, бетонный монолит — это пол нижнего этажа, поэтому использование слоя гидроизоляции наносится в обязательном порядке.
Практика и теория
По причине недостаточной практики обустройства свайно-плитного фундамента для высоких многоэтажных домов эта область еще не отображена в ГОСТ и СНиП. Условно строителями были разработаны такие правила:
- Почву под плитой необходимо переуплотнить. Для чего во время копки котлована выполняется недобор нескольких метров земли, а во время установки свай предварительно делают отверстие на 10% уже сечения сваи. Когда свая и монолит становятся на место, земля уплотняется в принудительном порядке.
- Самые высокие нагрузки на сваи наблюдаются по углам дома.
- Пара свай большого размера всегда лучше множества коротких изделий. Чем дальше до границы основания, тем короче потребуются сваи.
С учетом уникальности многоэтажных домов 1-й группы ответственности и несовершенства имеющегося свода правил во время сооружения высоток советуют постоянно проводить мониторинг свайных конструкций, состояния почв, бетонного ограждения и ростверка.
Нужно помнить, что бывает первичная и вторичная осадка земли. Когда на основание будет давить вся масса здания в 200 м, деформация почвы иногда принимает критические показатели. Поэтому во время обустройства фундаментов нужно в обязательном порядке определять участки наибольшего вертикального давления. Это места контакта с основанием несущих стен. Если в многоквартирном здании находится стилобат, участки максимального давления необходимо определять особенно внимательно.
Видео по теме
3 наиболее часто используемых типа фундаментов коммерческих зданий
Опубликовано администратором и размещено в рубрике зданий.
Фундаменты коммерческих зданий более подвержены разрушению и износу, чем фундаменты жилых домов, из-за огромного давления, которое на них постоянно оказывается. Одним из способов противодействия этому типу давления является использование анкерных систем, которые помогают распределять и удерживать вес. Даже если коммерческое здание относительно новое, это не значит, что фундамент в лучшем состоянии, или это не значит, что в будущем у вас не возникнет проблем. Лучше остановить проблему до того, как она возникнет, чем ждать, пока фундамент рухнет.
При новом строительстве это лучшее время для поддержки фундамента, закладываемого для коммерческого здания. Это также самое простое время для установки анкерных опор на фундамент, потому что сама плита полностью обнажена. Это сэкономит подрядчикам деньги от необходимости делать это в будущем и покажет, что подрядчик точно знает, что он делает при строительстве крупномасштабного коммерческого строительства.
Если у вас есть ранее существовавшее здание, которое, по вашему мнению, может быть повреждено фундаментом, или вы считаете, что само здание не является ровным, вы можете позвонить в свою коммерческую компанию по обслуживанию фундамента (например, в буровую компанию в Нью-Йорке) для осмотра фундамента. Они смогут сказать вам, в каком состоянии находится плита, и могут предложить вам различные варианты ее поддержки, чтобы здание было безопасным на десятилетия вперед. Процесс установки быстрый, и он не вызовет много беспорядка из-за метода установки винтовых анкеров под самим фундаментом. Поддомкратить определенные этажи в зданиях также можно недорого, и этот процесс не создаст беспорядка в интерьере здания.
Коммерческие здания представляют собой массивные конструкции, которые стоят только на одном фундаменте. Этот фундамент, независимо от его типа, должен быть должным образом укреплен во время строительства и закреплен, чтобы он оставался ровным в течение всего срока службы. Если у вас есть строящееся здание или старое здание, которое нуждается в помощи, немедленно позвоните своему специалисту по фундаменту для оценки.
Бетон прочен, более эластичен, легко формуется во влажном состоянии и недорог. Чтобы сделать бетонную плиту, все, что вам нужно, это подготовить деревянную раму, имеющую ту же форму, что и бетон. Затем выкапываете яму для фундамента и вставляете в нее раму. Залейте бетон, пока он еще влажный, в эту раму. В результате получается бетонная плита. Вы можете укрепить плиту сталью, чтобы сделать ее более прочной и выдерживать большую силу или вес.
Ниже приведены три наиболее часто используемых типа фундаментов коммерческих зданий.
1. Т-образный бетонный фундамент.
Этот тип фундамента коммерческого здания используется чаще всего. Это идеально, когда целью является поддержка высоких зданий, где земля обычно промерзает. В нормальных условиях мерзлые грунты оказывают большое давление на фундамент. Тем не менее, этот Т-образный фундамент уникален по своей конструкции, поскольку он устойчив к любому потенциальному повреждению от мерзлого грунта. Обычно вы размещаете часть плоского фундамента чуть ниже обычной линии промерзания и строите стены сверху.
Стены не такие уже, как фундаменты. Это обеспечивает дополнительный уровень поддержки, необходимый в основании здания. Перевернутая Т-образная форма окончательной конструкции при просмотре в поперечном сечении дала зданию его название. Помимо устойчивости к воздействию промерзания грунта, фундамент также обеспечивает общую устойчивость.
2. Плитный фундамент.
Этот тип коммерческого фундамента также широко используется. Его часто используют в местах, где нет промерзания грунта. Поэтому нет необходимости в Т-образном фундаменте. В этом типе фундамента плита сделана из одного слоя бетона толщиной в несколько дюймов.
3. Фундамент мелкозаглубленный с защитой от мороза.
Этот тип коммерческого фундамента используется для противодействия последствиям, которые могут быть вызваны морозом. Фундамент утеплен снаружи фундамента. Он использует тепловые потери самого здания, а также естественную тепловую энергию земли. Неглубокий фундамент с защитой от мороза (FPSF) может находиться где-то на двенадцать-шестнадцать дюймов ниже уровня земли.
Это означает, что он может значительно снизить ваши затраты на земляные работы, что делает его хорошей профилактической и экономичной альтернативой для защиты от замерзания. Хотя FPSF используется преимущественно в скандинавских странах (в Швеции, Финляндии и Норвегии более 1 миллиона домов с FPSF), в США около 5000 зданий успешно используют FPSF.
Критерии выбора типа фундамента для строительства зданий
Фундамент – это часть конструкции, которая безопасно передает на землю/грунт воздействующие на конструкцию нагрузки и собственный вес конструкции.
В первую очередь при проектировании фундамента необходимо учитывать тип надстройки и количество этажей.
Тип надстройки можно разделить на 2 типа:
- Несущая конструкция
- Каркасная конструкция
Фундамент несущей конструкции (кирпичная конструкция)
Хотя несущие конструкции сейчас очень редки, они особенно полезны для небольших сооружений, таких как навесы, гаражи и т. д. Используются они и в малоэтажных жилых домах (строительство G+1 этаж). Фундамент несущей конструкции может быть таким, как показано на рисунке ниже. Фундамент проходит по всем несущим стенам в этом типе конструкции.
Фундамент для каркасной конструкции (колонно-балочная конструкция)
Для малоэтажных каркасных конструкций наиболее распространенным типом используемого фундамента являются изолированные железобетонные фундаменты с наклонными балками, изготовленные из железобетона (железобетон).
Но с увеличением количества этажей в здании увеличивается нагрузка на систему фундамента и, следовательно, площадь фундамента необходимо увеличивать. После правильного расчета нагрузок принимается решение о типе системы фундамента, подходящей для здания (надстройки). В многоэтажных зданиях нагрузки концентрируются в точке приложения, распространены фундаменты из башмаков и свай. Там, где нагрузки распределены равномерно, сваи не нужны.
Следующим фактором является тип грунта и его SBC (безопасная несущая способность). Тип почвы указывает, склонна ли почва к оседанию и поднятию, а SBC дает несущую способность почвы. Исследование почвы перед строительством дает необходимые характеристики почвы, в частности, о глубине различных слоев почвы, называемой почвенным профилем, путем бурения скважин на участке с подходящими интервалами. Если почва, расположенная близко к поверхности, способна выдерживать структурные нагрузки, то используются мелкозаглубленные фундаменты, в противном случае для конструкции необходимо использовать глубокие фундаменты.
Тип почвы также определяет глубину уровня грунтовых вод. Данные исследования грунта дают достаточно оснований для выбора типа фундамента.
В любом случае особое внимание следует обратить на:
- Уровень грунтовых вод
- Подземные водотоки
- Старые дренажи, колодцы и ямы
- Старые фундаменты
- Наличие сульфатов и других агрессивных/вредных химических веществ в грунтовых водах и почва
Пригодность фундамента в зависимости от типа почвы
1. Глинистые почвы (латеритные почвы и черная хлопковая почва имеют высокое содержание глины)
- Это самый распространенный тип почвы в Индии (на основе процентного доля от общей площади). Обладает высокой влагоудерживающей способностью; следовательно, он склонен к расширению и поднятию, что приводит к неравномерной осадке и трещинам в фундаменте, цокольных и уклонных балках, а также плитах перекрытия на уровне грунта.
Рекомендуемый тип фундамента для глинистого грунта:
- Плотный/матовый фундамент — лучший тип фундамента, в него можно включить ребра и балки для повышения его жесткости.
- Свайный фундамент (точнее, рассверленная свая) предпочтительнее, если –
- нагрузки от надстройки велики
- ростверк экономически нецелесообразен
- надлежащий несущий слой отсутствует на малых глубинах
Передовой опыт строительства фундамента на глинистых грунтах:
- Собирайте дождевую воду (и стоки) и либо храните ее, либо сбрасывайте в канализацию через соответствующие дренажные сооружения. Это уменьшает количество воды, проникающей в почву и вызывающей ее расширение.
- Глубина уровня грунтовых вод довольно мала, что означает, что уровень грунтовых вод находится ближе к поверхности земли. Целесообразно увеличивать глубину фундамента ниже зоны, подверженной колебаниям влажности.
- Если мощность чернозема на данном участке составляет всего 1-1,5 м, весь чернозем над твердым слоем может быть полностью удален, а фундамент может быть заложен на расположенном ниже твердом слое.
- Вспучивание грунта при непосредственном контакте с материалом фундамента вызывает максимальный ущерб. Следовательно, необходимо исключить прямой контакт чернозема с кладкой ниже уровня земли. Этого можно достичь, сделав более широкие траншеи для фундамента и заполнив пространство по обе стороны от кладки фундамента песком или мурумом.
- Одно- и двухэтажные здания и жилые дома особенно уязвимы к повреждениям, поскольку они недостаточно тяжелы, чтобы компенсировать неравномерную осадку по сравнению с многоэтажными зданиями. Конструктивные нагрузки должны быть правильно сбалансированы, чтобы нагрузка на фундамент была как можно более равномерной. Этому следует уделить должное внимание при разработке планировки/плана здания.
- Строительство на черноземе хлопчатника должно производиться в сухой сезон.
Плотные или матовые фундаменты на глинистых почвах
2. Суглинистые почвы
Суглинистая почва является идеальной почвой для строительства: обычно это сочетание песка, ила и глины. Он темного цвета и мягкий, сухой и рассыпчатый на ощупь. Суглинистая почва отлично подходит для поддержки фундаментов из-за ее постоянно сбалансированных свойств, особенно того, как она поддерживает сбалансированный уровень воды.
Рекомендуемый тип фундамента для суглинистых почв
- Суглинистый грунт пригоден для устройства изолированных фундаментов. Площадь и глубина снова определяются несущей способностью, глубиной залегания грунтовых вод и глубиной несущего слоя.
- Под колоннами устанавливаются изолированные фундаменты, которые соединяются/связываются между собой соединительными балками. Если здание одноэтажное, то можно использовать сплошной, а затем сплошной ленточный фундамент, но предпочтительнее использовать изолированные плитные фундаменты из железобетона, если они экономичны.
Изолированные фундаменты на суглинистых грунтах
3. Пустынный грунт (Песчаный грунт
Пустынные грунты в основном имеют песчаный состав. Этот тип грунта имеет бедное содержание глины и недостаток влаги.
Рекомендуемый тип фундамента для пустынного или песчаного грунта
В пустынных грунтах многоэтажные здания обычно имеют свайные фундаменты, особенно забивные сваи или буронабивные сваи. может чрезмерно оседать
Монолитный свайный фундамент в пустынном грунте
4. Илистый грунт
Илистый грунт может быть гладким на ощупь и дольше удерживать воду благодаря своим более мелким частицам. Однако из-за своей склонности удерживать влагу он холодный и плохо пропускает воду. Из-за этого илистый грунт расширяется, давит на фундамент и ослабляет его, что делает его неподходящим для поддержки .
Рекомендуемый тип фундамента для илистого грунта
- При наличии отложений «твердого ила» или «твердой илистой глины», простирающихся на большую глубину, тогда целесообразно использовать бетонную рассыпку и изолированные кулачковые фундаменты.
Глубина фундамента должна быть больше зоны размыва и зоны вздутия и усадки.
Насыпные и изолированные бетонные фундаменты для илистых грунтов
5. Горные и лесные грунты
- Горные и лесные грунты чаще всего имеют валуны на разной глубине, поэтому свайные фундаменты не подходят. Изолированные фундаменты из железобетона под сваями обычно предпочтительнее для зданий на наклонных площадках.
- Для жилых домов с одним или двумя этажами подходят изолированные фундаменты из железобетона. Для одноэтажных зданий подходят ленточные фундаменты из железобетона.
В холмистых, горных и лесных регионах/районах важен тщательный выбор места. На склонах крутизной более 25 градусов нельзя строить жилые дома.
Некоторые советы по выбору фундамента
- Свайные фундаменты рекомендуются для высотных зданий и там, где ожидается подъем.
- Если допустимая несущая способность доступна только на большей глубине, то фундамент может опираться на более высокий уровень по экономическим соображениям, а разница в уровне между основанием фундамента и глубиной, на которой достигается допустимая несущая способность, может засыпать либо –
- Бетон с допустимой прочностью на сжатие не менее допустимого давления на смятие
- Несжимаемый засыпной материал, например песок, гравий, при этом ширина засыпки должна быть больше ширины фундамента.