Фундаменты на естественном основании
Министерство
науки и образования Украины
Одесская
государственная академия строительства и архитектуры
Реферат
на тему:
Фундаменты
на естественном основании. Функции фундамента, как части сооружения. Глубина
заложения. Виды фундаментов (ленточные, столбчатые, сплошные плитные)
Выполнила:
студентка
2курса гр.Мк-247
Ярошенко
Анна Игоревна
г.
ПЛАН
Введение
Основная
часть
.
Виды фундаментов
.
Функции фундамента, как части сооружения
.
Глубина заложения
Выводы
Список
использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Фундамент - (лат. fundamentum) - подземное
(подводное) основание для домов, зданий и сооружений, которое изготовлено, как
правило, из бетона, камня или дерева. Служит неотъемлемой частью здания и
является основной несущей конструкцией, основная функция которой заключается в
передаче нагрузки от здания на грунтовое основание.
Фундамент - это опорная конструкция всего дома.
Именно от него зависят прочность и долговечность дома. Функции фундамента
включают в себя передачу нагрузки от здания грунту, а также сопротивление
влиянию грунтовых вод и мороза.
Основанием считают слои грунта, залегающие ниже
подошвы фундамента и в стороны от него, воспринимающие нагрузку от сооружения и
влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения. Проектирование оснований
зданий и сооружений зависит от большого количества факторов, основными из
которых являются: геологическое и гидрогеологическое строение грунта;
климатические условия района строительства; конструкция сооружаемого здания и
фундамента; характер нагрузок, действующих на грунт основания.
Основание под фундаменты зданий и сооружений
может быть естественным, 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 устройство
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. Если
крупнообломочные грунты не подвержены воздействию грунтовых вод, они также
являются надежным основанием.
Песчаные грунты представляют собой частицы
горных пород крупностью 0,1...2 мм. Пески крупностью 0,25...2 мм обладают
значительной. Прочность и надежность песчаных оснований зависят от плотности и
мощности залегающего слоя песка: чем больше мощность залегания и равномерней
плотность слоя песка, тем прочнее основание. При регулярном воздействии воды
прочность песчаного основания резко снижается.
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.
Влияние положительных и отрицательных температур вызывает во влажной глине
усадку при высыхании и вспучивание при замерзании воды в порах глинистого
грунта. 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 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 посадочными.
Наименование грунтов, а также критерии выделения
грунтов со специфическими свойствами и их характеристики приведены в СНиП
«Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования».
Фундаменты, как правило, закладываются ниже
глубины промерзания грунта, для того, чтобы предотвратить их выпучивание. На
пучинистных грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют
мелкозаглубленные фундаменты.
фундамент опорный конструкция глубина
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
В настоящее время для построек жилых зданий
применяются следующие типы фундаментов - столбчатые, ленточные и сплошные
плитные. Выбор конструкции фундамента зависит в основном от грунтовых условий
строительной площади, нагрузок на фундаменты и конструктивных особенностей
проектируемого здания.
Ленточные фундаменты выполняют в виде
непрерывных стен, столбчатые - в виде системы отдельно стоящих столбов и
сплошные - в виде сплошной плиты прямоугольного или ребристого сечения под все
здание.
Ленточные
фундаменты используются для домов с большой массой стен: кирпичные, каменные,
бетонные, а также под деревянные, которые планируется облицовывать кирпичом.
Закладывается фундамент по всему периметру дома,
включая внутренние и внешние капитальные стены. Кладка может быть различной
формы: прямоугольной, трапецеидальной, ступенчатой, или с расширенной нижней
частью, иначе называемой подушкой. Для оптимальной компенсации нагрузки от
массивного здания является форма трапеции. При использовании в качестве
материала для фундамента кирпича или бутового камня угол наклона боковой грани
к вертикали не должен превышать 30°, а для бетона - 45°.
Ленточные фундаменты подразделяются на:
монолитные и сборные. Для возведения монолитного фундамента обычно используются
бетон и железобетон. Для изготовления их сооружения необходима опалубка -
арматурная конструкция, или так называемая форма для бетона, которая
устанавливается на дно котлована. Она может быть подвижной,
разборно-переносной, объемно-блочной. В качестве материла для её изготовления
применяют дерево или металл. Внутри опалубки, как правило, прокладывают листы
теплоизоляции, керамзит, минераловатные плиты, или же пенопласт. Бетон заливают
ровным слоем, непременно уплотняя. Достоинства монолитного фундамента состоят
не только в его прочности и долговечности, но и в том, что он подходит для
строительства домов любой формы.
Материалом для сборных фундаментов являются
бетонные или железобетонные блоки (ФБС), которые укладываются на раствор и
закрепляются между собой толстой стальной проволокой. Они возводятся быстрее и
проще монолитных и не уступают им в прочности, однако имеют высокую
себестоимость, а также могут пропускать воду в местах соединения плит.
Кирпичный фундамент - менее прочен и более
трудоемок, чем монолитный. При его возведении используют полнотелый
влагостойкий красный кирпич.
Бутовый фундамент считается наиболее прочным, но
является слишком затратным, так как бутовые камни, используемые для его
возведения сложно подбирать и подгонять по размеру. Но строительство такого
фундамента просто необходимо на влажных грунтах, благодаря влагоустойчивости
бутового камня.
В общем, недостатками ленточных фундаментов
являются их массивность, большие затраты труда, материалов и, соответственно,
средств. Однако они получили широкое распространение благодаря своей простой
технологии возведения.
Столбчатые фундаменты применяются для
строительства домов с деревянными, рубленными, каркасными щитовыми стенами, то
есть легкими по весу стенами. Техника возведения весьма проста: бурится
скважина в грунте, в нее устанавливается арматура, а потом заливается цемент
или же другой предусмотренный материал. Особенно удачно дополнение фундамента
армированной лентой-ростверком, это почти в 2 раза экономичнее.
Однако при несоблюдении некоторых правил
установки столбчатого фундамента, он не сможет выполнять свои функции.
Основополагающим является то, что скважина должна буриться на глубину не менее
2 м, то есть глубже уровня промерзания почвы. Во-вторых, на её дне устраивается
песчаная подушка, или же устанавливается специальная каменная или бетонная
плита, в крайнем случае - пластина из деревянных брусьев толщиной 10 см,
шириной 20 см и длинной 50 см. Её функции состоят в обеспечении устойчивости
фундамента и снижении давления дома на грунт. В-третьих, столбы устанавливаются
под все углы здания, а также под все пересечения капитальных и некапитальных
стен. Промежутки между столбами должны составлять не более 1,2-2,5 м, в которых
следует организовать перемычку, служащую для стяжки опор между собой и
основанием для цоколя. При расстоянии между столбами больше указанного,
необходимо возведение рандбалок, железобетонных или металлических.
Материалом для столбов может служить дерево,
кирпич, камень, бетон. Что касается дерева, то рекомендуется использовать сосну
или дуб, срок службы которых не менее 6 и 13 лет соответственно. Обожженные или
обмазанные битумом столбы прослужат в 1,5-2 раза дольше. Их диаметр должен
составлять около 20 см. Красный кирпич не пригоден к строительству фундамента,
зато прекрасно подходит кирпич-железняк, получаемый путем обжигания
обыкновенного кирпича. Размеры столбов при использовании бутового камня -
60х60см, кирпича-железняка - 50х50 см, бетона или бутобетона - 40х40см.
В настоящее время широкое распространение
получил метод совмещения столбчатого и ленточных фундаментов, хотя многие
эксперты считают, что фундамент должен быть однородным, так как только в этом
случае можно точно прогнозировать его срок службы, реакцию на климатические и
другие условия.
Достоинствами столбчатого фундамента являются:
его экономичность и низкая трудоемкость. Особенно удобно применение этого
фундамента в климатических зонах с глубоким промерзанием почв. Однако
серьезными недостатками этого вида фундамента считаются: недостаточная
устойчивость в горизонтально подвижных грунтах, сложность при возведении
цоколя, неприемлемость для строительства на слабонесущих почвах, особенно при
большой массе стен.
Сплошной фундамент.
Необходимость возведения сплошного фундамента возникает при строительстве на
так называемых «плавающих» грунтах, а также на почвах с высоким залеганием
грунтовых вод. Например, на песчаных подушках, слежавшихся свалках,
вспучивающихся грунтах.
Плитные фундаменты сооружаются под всю площадь
здания в виде либо монолитной плиты, либо железобетонной решетки. Такой
фундамент целесообразен для строительства небольших компактных сооружений, не
требующих высокого цоколя, например, гаражи, бани, мастерские. Для возведения
более массивных зданий прибегают к использованию ребристых плит или
армированных перекрестных лент.
К плюсам сплошного фундамента относятся: его
способность выравнивать вертикальные и горизонтальные перемещения грунтов,
исключать проникновение в подвальные помещения грунтовой воды даже под большим
гидростатическим давлением, а также простота сооружения. Наиболее часто этот
тип используют для придания фундаменту качества пространственной жесткости. Но
ввиду большого расхода материалов на его возведение, он весьма дорог для
потребителя со средним уровнем дохода.
В зависимости от нагрузок, действующих на
фундамент, сваи в нем располагают: по одной - под отдельные опоры; рядами - под
стеновые конструкции; кустами - под колонны; свайными полями - под здания и
сооружения малой площади со значительными нагрузками.
Главная функция фундамента - нести на себе всю
нагрузку основных архитектурных составляющих строения, предотвращая их
преждевременное разрушение, гниение, проседание, растрескивание, деформацию и
другие негативные процессы, возникающие под естественным влиянием силы тяжести
или негативных климатических условий.
Основная функция фундамента - передача нагрузки
от стен и крыши на основание перенести нагрузку здания на поверхность почвы.
Глубина заложения
фундаментов зависит от ряда условий: вида сооружения (дом, баня, гараж,
хозяйственные постройки) и его конструктивных особенностей (наличия цокольного,
подвального этажа и т.д.); величины и характера нагрузок, действующих на
фундамент; геологических и гидрогеологических условий площадки; возможности
пучения грунта при промерзании и осадки при оттаивании.
Минимальная глубина заложения фундаментов под
наружные конструкции сооружений, возводимых на всех грунтах, кроме скальных,
должна быть не менее 0,5 м от поверхности планировки участка. В зданиях с
подвалами приведенная глубина заложения подошвы фундаментов относительно пола
должна быть не менее 0,5 м; при плотных или утрамбованных грунтах допускается
не заглублять фундамент в грунт, т.е. принимать глубину заложения равной
толщине подготовки под полы и пола подвала (рис. 1).
Глубина заложения фундамента находится в
непосредственной зависимости от трёх факторов:
. Типа грунта
. Уровня грунтовых вод
. Глубины промерзания.
Очень сильное влияние на глубину заложения
оказывает тип грунтов. Прежде всего, важно свойство грунта изменять свой объём
во влажном состоянии при замораживании (так называемое морозное пучение
грунта), по этой характеристике различают следующие виды грунтов:
Рис. 1. Глубина заложения фундамента
относительно пола подвала:
- бетонный пол подвала h2;
- уровень пола подвала;
- глубина заложения фундамента относительно пола
подвала Нп;
- грунт.
. Не пучинистые - скальные и полускальные
породы.
. Слабопучинистые - крупнообломочные грунты,
пески гравелистые, крупные и средние.
. Пучинистые - мелкие пески, пылеватые супеси,
суглинки.
Уровень грунтовых вод также имеет важное
значение при проектировании фундаментов и всецело определяется
гидрогеологическими условиями данной местности. Высокий уровень грунтовых вод
при пучинистом грунте может потребовать столь дорогостоящих решений конструкций
фундаментов и гидроизоляции подвала, что выгоднее будет отказаться от такого
участка для строительства.
Часто можно предварительно выяснить уровень
грунтовых вод и без проведения серьезных физических исследований. Такую
информацию можно получить на соседних заселенных территориях. Источниками ее в
этом случае могут быть: местные фирмы, занимающиеся изучением и испытанием
грунтов; местные инженеры, консультирующие в области строительства; городские
управления по делам строительства; местные агенты по продаже недвижимости;
владельцы соседних участков.
Глубина заложения фундамента для скальных и
полускальных пород может быть любой и не зависит от уровня грунтовых вод или
глубины промерзания. Если грунт состоит из гравелистых, крупных или средних
песков, то глубина заложения фундамента должна составлять 0.5 метра вне
зависимости от уровня грунтовых вод и глубины промерзания.
Когда же грунт пучинистый, то в зависимости от
уровня грунтовых вод возможны три варианта:
. Если уровень грунтовых вод превышает расчетную
глубину промерзания грунта более чем на 2 м, фундамент достаточно заглубить
всего на 0.5 метра.
. Если уровень грунтовых вод превышает глубину
промерзания грунта менее чем на 2 м, то глубина заложения составляет около 75 %
от глубины промерзания грунта, но не должна быть меньше 0.7 метра.
. Если же уровень грунтовых вод менее расчетной
глубины промерзания грунта, то глубина заложения должна быть не меньше глубины
промерзания грунта.
ВЫВОДЫ
Фундамент - это опорная конструкция всего дома.
Именно от него зависят прочность и долговечность дома. Функции фундамента
включают в себя передачу нагрузки от здания грунту, а также сопротивление
влиянию грунтовых вод и мороза.
Основными требованиями, предъявляемыми к
фундаментам, являются: прочность, устойчивость, сопротивляемость влиянию
атмосферных условий и отрицательных температур, долговечность, соответствующая
эксплуатационному сроку службы надземной части зданий и сооружений,
индустриальность устройства конструкций, экономичность.
Главная функция фундамента - нести на себе всю
нагрузку основных архитектурных составляющих строения, предотвращая их
преждевременное разрушение, гниение, проседание, растрескивание, деформацию и
другие негативные процессы, возникающие под естественным влиянием силы тяжести
или негативных климатических условий.
Ленточные фундаменты выполняют в виде
непрерывных стен, столбчатые - в виде системы отдельно стоящих столбов и
сплошные - в виде сплошной плиты прямоугольного или ребристого сечения под все
здание.
Глубина заложения фундамента находится в
непосредственной зависимости от трёх факторов:
. Уровня грунтовых вод
. Глубины промерзания.
Прочность и устойчивость любого сооружения,
прежде всего зависят от надежности основания и фундамента.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Анатолий Сергеевич Щербаков «Основы строительного дела»
.
Глубина заложения фундаментов: [http://www.mukhin.ru/stroysovet/funds/16.html];
[http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-18017/].