Грунты Фундаменты

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

Купить или продать дом,квартиру или участок в Севастополе звони +7-978-739-37-23

Comments

Presentation Transcript

slide 2:

УДК 624 ББК 38.58/38.654 Г90 Оригинал-макет подготовлен издательством «Центр общечеловеческих ценностей» Грунты. Фундаменты. Характеристика грунтов. Г90 Выбор оптимального фундамента: Справочник / Сост. В.И. Рыженко В.В. Баринов. — М.: Издательство Оникс 2007. — 32 с: ил. — В помощь домашнему мастеру. ISBN 5-488-00739-3 В нашей книге в доступной и популярной форме рассказывается о том как выбрать тип фундамента с учетом особенностей грунта чтобы построить крепкий и надежный дом. УДК 624 ББК 38.58/38.654 ISBN 5-488-00739-3 © Рыженко В. И. Баринов В. В. составление 2007 © ООО «Издательство Оникс» оформление обложки 2007

slide 3:

Часть I. ВИДЫ ГРУНТОВ Грунты используемые в качестве оснований зданий и сооружений подразделяются на: • глинистые • песчаные • крупнообломочные • скальные • заторфованные. Глинистые грунты Глинистые грунты — это связанные грунты для кото- рых число пластичности Jp 001. По содержанию песча- ных частиц и числа пластичности глинистые грунты под- разделяются на супесь суглинок глину табл. 1.

slide 4:

Числом пластичности называют разницу между влаж- ностью на границе текучести и влажностью на границе раскатывания в долях единицы. Глинистые грунты в зависимости от их плотности и влажности могут находиться в различном состоянии ко- торое характеризуется показателем консистенций Л табл. 2.

slide 5:

Среди глинистых грунтов должны быть выделены: • илы • просадочные грунты • набухающие пучинистые грунты. К илам относятся глинистые грунты в начальной ста- дии своего формирования образовавшиеся как структур- ный осадок в воде при наличии микробиологических про- цессов и имеющие в природном сложении влажность пре- вышающую влажность на границе текучести и коэффициент пористости превышающий значения для су- песчаного ила е 09 для суглинистого ила е 10 для глинистого ила е 15. Илы выделяются среди глинистых грунтов в особую группу так как в строительном отношении они являются неблагоприятными грунтами т. е. строить на них нецеле- сообразно. К просадочным грунтам относятся глинистые грунты которые под воздействием внешней нагрузки или соб- ственного веса при замачивании водой дают дополнитель- ную осадку просадку. При предварительной оценке к просадочным обычно относятся лессы и лессовидные грунты. В зависимости от просадки и собственного веса при замачивании просадочные грунты подразделяются на два типа: • тип 1 — когда просадка грунта от собственного веса не превышает 5 см • тип 2 — когда просадка грунта от собственного веса больше 5 см. К набухающим пучинистым грунтам относятся гли- нистые грунты которые при замачивании водой или хи- мическими растворами увеличиваются в объеме. Набухающие грунты в зависимости от величины от- носительного набухания без нагрузки в компрессион- ном приборе подразделяются на:

slide 6:

• слабонабухающие если 004 008 • средненабухающие если 008 J 012 • сильнонабухающие если 012. Песчаные грунты Песчаные грунты — это сыпучие в сухом состоянии грунты содержащие менее 50 по весу частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности. В зависимости от крупности частиц они подразделяют- ся на пять групп табл. 3.

slide 7:

Крупнообломочные грунты Крупнообломочные грунты—это несцементированные грунты содержащие более 50 по весу обломков кристал- лических и осадочных пород с размерами частиц более 2 мм. В зависимости от крупности частиц они подразделя- ются на три группы табл. б. По степени влажности крупнообломочные грунты под- разделяются на маловлажные влажные насыщенные во- дой табл. 7.

slide 8:

Скальные грунты Скальные грунты — это изверженные метаморфичес- кие и осадочные породы с жесткими связями между зер- нами спаенные и сцементированные залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. Скальные грунты подразделяются на магматические метаморфические осадочные табл. 8. Магматические метаморфические а также осадочные сцементированные породы с кремнистым цементом крем- нистые конгломераты брекчии песчаники известняки опоки не растворяются в воде.

slide 9:

К растворимым относятся следующие скальные по- роды: • труднорастворимые — известняки доломиты извест- ковистные конгломераты и песчаники • среднерастворимые — гипс ангидрит гипсоносные конгломераты • легкорастворимые — каменная соль. В результате фильтрации воды через трещины в раство- римых скальных породах возможно образование карсто- вых полостей. Заторфованные грунт ы Заторфованные грунты различаются между собой по степени заторфованности табл. 9. Улучшить свойства грунтов можно проведением следующих мероприятий: • уплотнение грунта методом укатывания катками ма- шинами • уплотнение грунта с помощью различных трамбовок механических электрических

slide 10:

• уплотнение грунта вибрированием • уплотнение слабого грунта глубинным дренажом • закрепление слабых в том числе просадочных грун- тов другими доступными способами.

slide 11:

Часть II. ВОЗВЕДЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ Фундаменты После подведения коммуникаций начинается строи- тельство фундамента. Для выполнения фундаментных ра- бот необходимо произвести тщательную разметку фунда- мента затем приступить к его возведению. Фундаменты являются опорной частью здания и предназначены для передачи нагрузки от вышерасположенных конструкций на основание. Фундаменты здания должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать достаточной прочнос- тью и устойчивостью на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы сопротивляться влиянию атмосфер- ных факторов морозостойкость а также влиянию грун- товых и агрессивных вод соответствовать по долговечно- сти сроку службы здания быть экономичными и индуст- риальными в изготовлении. Разбив место под фундамент здания приступают к вы- емке грунта. Возведение фундамента рекомендуется про- водить сразу после выемки грунта. Высыхая земля в тран- шее осыпается и приходится затрачивать много времени на ее удаление. По конструкции фундаменты бывают: сплошные лен- точные столбчатые и свайные.

slide 12:

Сплошные фундаменты Представляют собой сплошную безблочную или ребри- стую железобетонную плиту под всей площадью здания рис. 1. Сплошные фундаменты устраивают в случаях ког- да нагрузка передаваемая на фундамент значительна а грунт основания слабый. Эта конструкция особенно целе- сообразна когда необходимо защитить подвал от проник- новения грунтовых вод при высоком их уровне если пол подвала подвергается снизу большому гидростатическому давлению. Существуют конструкции фундаментов см. рис. 2 в виде железобетонных монолитных плит которые бывают безбалочные и ребристые. Ленточные фундаменты Устраивают под стены здания или под ряд отдельных опор. В первом случае фундаменты имеют вид непрерыв- ных подземных стен рис. З а во втором — железобетон- ных перекрестных балок рис. 3 б. По своему очертанию в профиле ленточный фундамент под каменную стену представляет собой в простейшем

slide 13:

случае прямоугольник рис. 4а. Прямоугольное сечение фундамента по высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта. В большинстве случаев для передачи на основание дав- ления не превышающего нормативного давления на грунт приходится расширять подошву фундамента. Теоретичес- кой формой сечения фундамента с расширенной подошвой является трапеция рис. 4 б. Расширение подошвы не дол- жно быть слишком большим во избежание появления рас- тягивающих и скалывающих напряжений в выступающих частях фундамента и появления в них трещин. На основе опыта установлены углы наклона тео- ретической боковой грани фундамента к вертикали по ко-

slide 14:

торой не возникает опасных растягивающих и скалываю- щих напряжений. Предельный угол называемый условно углом распределения давления в материале фундамента составляет для бетона 45° кладки на цементном растворе состава 1:4 — 33° 30 для бутовой кладки на сложном ра- створе состава 1:1:9 — 26° 30. В зданиях с подвалами сечение фундамента в пределах подвала устраивают прямоугольной формы с расширени-

slide 15:

ем ниже пола подвала называемом подушкой рис. 5 а. Часто фундаменты делают ступенчатого сечения рис. 5б. Глубина заложения фундамента должна соответство- вать глубине залегания того слоя грунта который по сво- им качествам можно принять для данного здания за есте- ственное основание. При определении глубины заложения фундамента необходимо учитывать глубину промерзания грунта. Закладывать фундаменты рекомендуется ниже глубины промерзания. Если основание состоит из влажно- го мелкозернистого грунта пылеватого или мелкого пес- ка супеси суглинка глины то подошву фундамента рас- полагают не выше уровня промерзания грунта. Уровень промерзания грунта принимают на глубине где зимой наблюдается температура 0° С за исключением глинистых и суглинистых грунтов для которых уровень промерзания принимается на меньшей глубине где возни- кает температура около -1° С. Нормативная глубина промерзания суглинистых и гли- нистых грунтов указана в СНиПе 2.02.01-83 на схемати- ческой карте в которой нанесены линии одинаковых нор- мативных глубин промерзания выраженных в сантимет- рах. Нормативную глубину промерзания пылеватых и мелких песков супесей пылеватых глин и суглинков при- нимают также по карте но с коэффициентом 12.

slide 16:

Исследованиями установлено что грунт под фун- даментами наружных стен регулярно отапливаемых зда- ний с температурой помещений не ниже +10° С про- мерзает на меньшую глубину чем на открытой площадке. Поэтому расчетную глубину промерзания под фун- даментами отапливаемого здания уменьшают против нор- мативного значения на 30 при полах на грунте если полы по грунту на лагах — на 20 полы уложенные на балках — на 10. Глубина заложения фундамента под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта ее назначают не менее 05 м от пола подвала или уровня земли. Глубина заложения фундаментов стен зданий имею- щих неотапливаемые подвалы назначается от пола подва- ла она равна половине расчетной глубины промерзания. Предположение что чем глубже заложен фундамент тем больше его устойчивость и надежность работы является неверным. При расположении подошвы фундамента ниже уровня промерзания грунта вертикальные силы морозного пуче- ния перестают на нее действовать снизу но действующие на боковые поверхности касательные силы морозного пу- чения могут вытащить фундамент вместе с промерзшим грунтом и оторвать его под легкими зданиями при устрой- стве фундаментов из кирпича и мелких блоков. Поэтому для успешной эксплуатации фундамента что- бы не допустить его деформацию на пучинистых местах необходимо не только расположить подошву ниже уровня промерзания грунтов что избавит от непосредственного давления мерзлого грунта снизу но и нейтрализовать дей- ствующие на боковые поверхности фундамента касатель- ные силы морозного пучения. Внутри фундамента на всю его высоту закладывают арматурный каркас жестко свя- зывающий верхние и нижние части фундамента основа-

slide 17:

ние делают расширенным в виде опорной площадки — ан- кера не позволяющей вытащить фундамент из земли при морозном пучении грунта. Данное конструктивное реше- ние возможно при использовании железобетона. При возведении фундамента из кирпича или мелких блоков без внутреннего вертикального армирования сте- ны выполняют наклонными — сужающимися кверху. При- веденный способ устройства фундаментных столбов и стен при тщательном выравнивании их поверхностей зна- чительно ослабляет боковое вертикальное воздействие пучинистых грунтов на фундамент. Влияние сил морозно- го пучения уменьшают: покрытием боковых поверхностей фундамента скользящим слоем полиэтиленовой пленки отработанным машинным маслом утепление поверхнос- тного слоя грунта вокруг фундамента шлаком пеноплас- том керамзитом при котором уменьшается местная глу- бина промерзания грунта. Последнее применимо также для мелкозаглубленных фундаментов построенных ранее и нуждающихся в защите от морозного пучения. На крупнопадающем рельефе при строительстве зда- ния необходимо учитывать боковое давление грунта и его вероятный сдвиг. Жестко связанные в продольном и попе- речном направлении ленточные фундаменты работают в этих условиях более надежно. Столбчатые фундаменты необходимо жестко объединить поверху железобетонным поясом — ростверком для более эффективной совмест- ной работы всех конструктивных элементов. В гравелис- тых песках крупных и средней крупности а также в круп- нообломочных грунтах глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания но она должна быть не менее 05 м считая от природного уровня грунта плани- ровочной отметки при планировке срезкой и подсыпкой. В современном строительстве наиболее индустриаль- ны сборные бетонные и железобетонные фундаменты из крупных фундаментных блоков. Применение сборных

slide 18:

фундаментов позволяет значительно сократить сроки строительства и уменьшить трудоемкость работ. Сборный фундамент рис.6 состоит из двух элементов: подушки из железобетонных блоков прямоугольной или трапецеидаль- ной формы рис. 7 укладываемой на тщательно утрамбо- ванную песчаную подготовку толщиной 150 мм и верти- кальной стенки из блоков в виде бетонных прямоугольных параллелепипедов. При строительстве на слабых сильносжимаемых грун- тах в сборных фундаментах для повышения сопротивле- ния растягивающим усилиям и жесткости устраивают же-

slide 19:

лезобетонные пояса толщиной 100—150 мм или армиро- ванные швы толщиной 30—50 мм размещая их между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков а также на уровне верхнего обреза фундамента. Стены фундаментов монтируемые из крупных блоков несмотря на их большую прочность иногда устраивают толще надземной части стен. В результате прочность ма- териала используется всего на 15—20. Расчеты показы- вают что толщину стен сборных фундаментов допустимо принимать равной толщине надземных стен но не менее 300 мм. Экономии строительных материалов можно добиться с помощью устройства прерывистых фундаментов состоя- щих из железобетонных блоков-подушек уложенных не вплотную как это предусмотрено в ленточных фундамен- тах а на некотором расстоянии один от другого примерно от 02 до 09 м. Промежутки между блоками засыпают грунтом. Столбчатые фундаменты Имеют вид отдельных опор устраиваемых под стены столбы или колонны. При незначительных нагрузках на фундамент когда давление на грунт меньше нормативно- го непрерывные ленточные фундаменты под стены мало- этажных домов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы из бетона или железобетона пере-

slide 20:

крывают железобетонными фундаментными балками на которых возводится стена. Чтобы устранить возможность выпирания фундаментной балки вследствие вспучивания расположенного под ней грунта под ней устраивают пес- чаную или шлаковую подушку толщиной 05 м. Расстояние между осями фундаментных столбов при- нимают равным 25—3 м. Столбы располагают обязатель- но под углами здания в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине за- ложения фундамента — 4—5 м когда устройство ленточ- ного непрерывного фундамента невыгодно вследствие большого его объема и следовательно большего расхода материалов. Столбы перекрывают сборными железобетон- ными балками на которых возводят стены. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий. На рисунке 8а изображен сборный фунда- мент под кирпичный столб выполненный из железобетон- ных блоков-подушек. Более экономичным вариантом яв- ляется укладка под кирпичные столбы железобетонных блоков-плит рис. 8б. Сборные фундаменты под железо- бетонные колонны каркасных зданий могут состоять из од- ного железобетонного башмака стаканного типа рис. 8в или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним рис. 8г. Свайные фундаменты Состоят из отдельных свай объединенных сверху бе- тонной или железобетонной плитой или балкой называе- мой ростверком рис. 9. Свайные фундаменты устраива- ют в случаях когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки. Сваи дифференцируют по материалу методу изготов- ления и погружения в грунт характеру работы в грунте. По материалу сваи бывают деревянные бетонные желе-

slide 21:

зобетонные стальные и комбинированные. По методу из- готовления и погружения в грунт сваи бывают забивные погружаемые в грунт в готовом виде и набивные изготов- ляемые непосредственно в грунте. В зависимости от характера работы в грунте различают два вида свай: сваи- стойки и висячие. Сваи-стойки своими концами опираются на прочный грунт например скальную породу и передают на него нагрузку рис. 10. Их применяют когда глубина залегания прочного грунта не превышает возможной дли- ны сваи. Свайные фундаменты на сваях-стойках практи- чески не дают осадки. Если прочный грунт находится на значительной глу- бине применяют висячие сваи несущая способность кото- рых определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи рис. 11.

slide 22:

Деревянные сваи дешевы но поскольку они быстро заг- нивают если находятся в грунте с переменной влажнос- тью головы деревянных свай следует располагать ниже самого низкого уровня грунтовых вод. Однако на местнос- ти с высоким уровнем грунтовых вод деревянные сваи сто- ят очень долго если постоянно находятся в воде. В миро- вой практике известны примеры четырехсотлетних зданий на деревянных сваях по сей день находящихся в хорошем техническом состоянии. Железобетонные сваи долговечны дороже деревянных но способны выдерживать значительные нагрузки. Значи- тельно расширена область их применения ввиду того что проектная отметка голов железобетонных свай не зависит от уровня грунтовых вод. Расстояние между осями свай определяется расчетным способом. В пределах наиболее

slide 24:

часто встречающихся глубин погружения свай — от 5 до 20 м эти расстояния для обычных диаметров свай состав- ляют от 3...8d где d — диаметр сваи. Свайные фундаменты по сравнению с блочными дают меньшую осадку благодаря чему снижается вероятность неравномерных деформаций грунта. При подготовке основания иногда в грунте обна- руживают старые засыпанные колодцы ямы случайные слабые прослойки грунта. Во избежание неравномерной осадки фундаментов эти места необходимо расчистить и заполнить кладкой тощим бетоном или утрамбованным песком а при возведении фундаментов над этими места- ми следует наложить армированные швы. Фундаменты подвергаются увлажнению просачи- вающейся через грунт атмосферной влагой или грунтовой водой. Вследствие капиллярности влага по фундаменту поднимается вверх и в стенах первого этажа появляется сырость. Чтобы преградить проникновение влаги в стены в их нижней части устраивают изоляционный слой чаще всего из двух слоев битумных рулонных материалов ру- бероида и др. склеенных между собой водонепроницае- мой битумной мастикой. В процессе эксплуатации фундаментов необходимо сле- дить за осадкой основания и возможными деформациями. Подвалы Одним из важных условий сохранности и целостности дома является гидроизоляция подвала. Стены и полы под- валов независимо от расположения грунтовых вод необ- ходимо изолировать от просачивающихся через грунт по- верхностных вод а также от капиллярной грунтовой вла- ги поднимающейся вверх. В подвальных помещениях при расположении уровня грунтовых вод ниже пола под- вала достаточной гидроизоляцией пола служит его бетон-

slide 25:

ная подготовка и выполненный по ней водонепроницае- мый пол а гидроизоляцией стен — покрытие поверхнос- ти соприкасающейся с грунтом двумя слоями горячего битума. Если уровень грунтовых вод находится выше пола подвала в этом случае создается напор воды тем больший чем больше разность уровней пола и грунтовых вод. В свя- зи с этим для гидроизоляции стен и пола подвала необхо- димо создать оболочку которая могла бы сопротивляться воздействию гидростатического давления. Эффективным мероприятием по борьбе с проник- новением в подвал грунтовых вод является устройство дренажа. Сущность устройства дренажа заключается в следующем. Вокруг здания на расстоянии 2—3 м от фун- дамента устраивают канавы с уклоном 0002—0006 в сто- рону сборной отводящей канавы. По дну канав с уклоном прокладывают трубки бетонные керамические или дру- гие. В стенках трубок имеются отверстия через которые проникает вода. Канавы с трубами засыпают слоем крупного гравия затем слоем крупного песка и сверху — открытым грун- том. По уложенным в канавах трубам вода стекает в низи- ну кювету овраг реку и др.. В результате устройства дре- нажа уровень грунтовых вод понижается. Когда уровень грунтовых вод расположен не выше 02 м от пола подвала гидроизоляцию пола и стен подвала уст- раивают так. После обмазки стен битумом устраивают гли- няный замок то есть до отсыпки траншеи забивают вплот- ную к наружной стене подвала мятую жирную глину. Бе- тонную подготовку пола также укладывают по слою мятой жирной глины. При высоте уровня грунтовых вод от 02 до 05 м приме- няют оклеечную гидроизоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике рис.12. Изоляцию укладывают по бетонной подготовке пола поверхность которой выравни- вают слоем цементного раствора или асфальта.

slide 26:

Поскольку конструкция пола должна выдерживать дос- таточно большое гидростатическое давление снизу поверх изоляции укладывают нагрузочный слой бетона который своим весом уравновешивает давление воды. С внешней стороны стен наклеивают изоляцию на битумной мастике и защищают кладкой из кирпича-железняка в 1/2 кирпича на цементном растворе и слоем мятой жирной глины тол- щиной 250 мм.

slide 27:

Оклеечную изоляцию наружных стен подвала рас- полагают на 05 м выше уровня грунтовых вод учитывая его возможное колебание. Если уровень грунтовых вод расположен выше пола подвала более чем на 05 м то поверх гидроизоляции пола выполняемой из трех слоев рубероида или гидро- изола устраивают железобетонную плиту рис. 13. Пли- ту заделывают в стену подвала которая работая на из-

slide 28:

гиб воспринимает гидростатическое давление грун- товых вод. При высоком уровне грунтовых вод устройство на- ружной гидроизоляции иногда вызывает затруднения. В таких случаях ее выполняют по внутренней поверхно- сти стен подвала рис.14. Гидростатический напор воспри- нимается специальной железобетонной конструкцией — кессоном.

slide 29:

Необходимые особенности которые учитываются при строительстве фундаментов и возведении цоколей При закладке фундаментов любого типа необходимо соблюдать следующие правила: В большинстве фундаментных конструкций приме- няется бетон. Бетон обладает свойством "созревания" 28-3 0 дней. После заложения бетонной конструкции ее надо выдерживать в течение данного времени без нагру- зок и желательно закрыть либо рубероидом либо другим подручным материалом от пересыхания верхнего слоя. В период схватывания бетона периодически поливать фун- дамент водой чтобы не допустить его неравномерного высыхания. Так что постройка дома на только что возве- денном фундаменте таит в себе опасность дефекты не за- ставят ждать. Гидроизоляция фундамента имеет важное значение. Она заключается в обмазке горячим битумом всей поверх- ности соприкасающейся с грунтом. Изолируют также и стены. Для этого прокладывают два слоя рубероида 1-й слой - между цоколем и нулевым уровнем 2-й слой - между цоколем и основной стеной дома. Это предохраня- ет стены дома и цоколь от сырости. Защита наружной стороны цоколя от атмосферных влияний. Это достигается штукатуркой или облицовкой плиткой. Для затирки фундамента в смесь добавляют ре- зиносодержащие компоненты золу от сгоревших автомо- бильных покрышек. Получается "шуба" для цоколя. Она красива и надежна. При возведении цоколя предусматриваются венти- ляционные отверстия. Летом они служат для проветри- вания подпола а зимой их закрывают чтобы сырость не попала в дом. Отмостка необходима для защиты фундамента от воздействия поверхностных вод. Ширина отмостки от

slide 30:

075 до 1 метра с наклоном от стены цоколя. В качестве материалов используются: железобетон асфальт бетон или хорошо утрамбованная глина. Устройство слива дождевой воды с крыш также вли- яет на прочность фундамента. Дождевая вода с крыши по- падает на отмостку разбивает ее и цоколь постепенно неравномерно увлажняет грунт вблизи фундамента. Это сказывается на несущей способности фундамента и спо- собствует проседанию фундамента.

slide 31:

Содержание Часть I. Виды грунтов 3 Глинистые грунты 3 Песчаные грунты 6 Крупнообломочные грунты 7 Скальные грунты 8 Заторфованные грунты 9 Часть II. Возведение фундаментов 11 Фундаменты 11 Сплошные фундаменты 12 Ленточные фундаменты 12 Столбчатые фундаменты 19 Свайные фундаменты 20 Подвалы 24 Необходимые особенности которые учитываются при возведении фундаментов 30

authorStream Live Help