В зависимости от материала, принятого для устройства фундаментов, несущей способности грунтов и характера основных конструкций возводимого здания фундаменты могут быть: ленточные, столбовые фундаментными балками под стены или отдельно стоящие столбовые фундаменты под колонны каркасных зданий.
Ленточные фундаменты устраивают под наружные и внутренние стены зданий. Верхняя часть фундамента должна быть на 10—20 см. шире стены, расположенной над фундаментом. Книзу фундаменты уширяют уступами.
Ленточные фундаменты могут быть из бутового камня, бутобетона, бетона и из сборных железобетонных и бетонных деталей (рис. 1).
Сборные ленточные фундаменты выполняют из фундаментных блоков, укладываемых непосредственно на грунт, и из стеновых блоков, укладываемых во второй и следующий ряды.
При наличии подвальных помещений заглубленные ленточные фундаменты служат стенами подвала.
Рис. 1. Ленточные бутовые фундаменты
а — под наружную стену; б — под внутреннюю стену;
1 — бутовая кладка; 2 — подошва; 3 — обрез; 4 — гидроизоляция; 5 — стена здания; 6 — пол первого этажа; 7 — отмостка (шириной не менее 70 см)
в тех случаях, когда допускаемое давление на грунт невелико. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту или плиту с ребрами сверху.
Отдельно стоящие столбовые каменные, бетонные или железобетонные (монолитные или сборные) - фундаменты устраивают под стойки каркасных зданий или отдельно стоящие колонны. Если между колоннами расположена стена, то основанием для нее служит фундаментная балка.
Фундаментные балки могут быть: при пролетах до 2 м — в виде рядовых кирпичных перемычек; при пролете от 2 до 4 м — в виде армокирпичных перемычек (рис.2,а); при пролетах более 4 м фундаментные балки делают железобетонными (рис. 2,6).
Рис. 2. Столбчатые фундаменты с фундаментными балками
а — с рядовой или армокирпичной фундаментной балкой; б — с железобетонной фундаментной балкой; 1 — столбовые фундаменты; 2— фундаментные балки, 3 — прозоры под фундаментными балками на осадку; 4 — выгородки из досок для образования прозоров; 5 — шлаковая отсыпка
Глубина заложения назначается в зависимости от вида грунта и допускаемого на него давления, от возможности пучения грунта при промерзании, от величины нагрузки, передаваемой на фундамент, от наличия под зданием подвалов и глубины заложения фундаментов примыкающих зданий.
Глубина заложения фундаментов под наружные и внутренние стены и колонны зданий должна быть не менее 0,5 м от поверхности планировки, кроме случаев заложения фундаментов на скальных грунтах.
Отдельные столбовые фундаменты применяются в качестве опор каркасных и иногда массивных стен при прочных грунтах.
Форма столбчатого фундамента зависит от формы площадки, передающей нагрузку, характера действующих сил и нормативного давления на основание. На рис. 2, д и е приведены примеры столбовых фундаментов; здесь же представлен центрально нагруженный бутобетонный фундамент жесткого типа; трапецеидальная форма фундамента и размеры его подошвы должны быть увязаны не только с нормативным давлением на основание, но и с распределением давления в фундаменте под углом а, соответствующим принятому материалу его.
На рис. 2, е изображен гибкий столбовой фундамент, сконструированный из типовых блоков-подушек, применяемых для непрерывных фундаментов.
На рис. 2, ж приведен сборный столбовой бетонный фундамент, состоящий из башмака и столба (для малоэтажных зданий) На рис. 2, з и и изображены столбовые фундаменты (железобетонные, плоские плиты) в сочетании с плоскими железобетонными стеновыми панелями размерами на всю высоту подвала и длину шага фундаментов. В промежутках между поперечными стенами на участках со стыками панелей предусмотрены контрфорсы, обеспечивающие пространственную жесткость конструкций подвала. Фундаменты эти характеризуются хорошими технико-экономическими показателями.
Рис. 3. Фундаменты
а—г — отдельные формы и схемы конструкций непрерывных гибких фундаментов; д-ж — столбовые фундаменты; з, и — общий вид устройства фундаментов из крупных панелей для зданий с продольными несущими стенами и сечение стены подвала; / — фундаментные стеновые сплошные блоки; 2 — то же, с вертикальными несквозными пустотами; 3 — кирпичная панель; 4 — железобетонный блок-подушка; 5 — железобетонный пояс; 6 — колонна; 7 — бутобетон; 8 — гидроизоляция; 9 — стена; 10 — железобетонная обвязка; 11 — бетонный столб; 12 — песчаная подсыпка; 13— бетонный башмак; 14 — железобетонная стенка из плит; /5 — фундаментная плита; 16 — стеновая панель; 17 — контрфорс
Свайный фундамент из железобетонных вибротруб
а — пустотелая железобетонная свая; б — узел сопряжения свай с железобетонным ростверком;
1 — железобетонная пустотелая свая; 2 - грунтовое ядро; 3 — бетон; 4 - анкер; 5 — железобетонный ростверк; 6 — бетонная стойка; 7 — гидроизоляция; 8 — железобетонный
прогон; 9 - стена; 10 - перекрытие
В последнее время получили широкое применение свайные фундаменты из пустотелых железобетонных свай с наружным диаметром 40—80 см. Опыт применения таких свай длиной 4—6 м показал, что по затратам труда, расходу материалов и стоимости они экономичнее непрерывных фундаментов из сборных бетонных и железобетонных блоков примерно в два раза.
На рис. 3, а изображена пустотелая железобетонная свая с открытым концом, а на рис. 3, б — узел сопряжения свай с железобетонным ростверком, поддерживающим стойку и балку, на которую опирается перекрытие из сборных панелей и стена.
Сплошные фундаменты применяются в гражданском строительстве при относительно слабых грунтах или при больших нагрузках от веса здания. Ленточные фундаменты обычно применяются в зданиях с массивными несущими стенами.
Одиночные опоры устраиваются в зданиях каркасного типа, где нагрузка от веса здания передается на грунты основания в виде сосредоточенных сил. Одиночные опоры применяются также в зданиях с массивными (сплошными) стенами, если грунт, могущий служить основанием, залегает на большой глубине от дневной поверхности. В этом случае до материка выводятся отдельные столбы или опускные колодцы, а стены устраиваются по сборным железобетонным рандбалкам, уложенным на 35—45 см ниже поверхности земли.
Столбовой бетонный фундамент
Такой тип фундамента при указанных условиях является экономически более выгодным по сравнению с глубоким ленточным фундаментом. На рис. показан столбовой бутовый фундамент, а на рис. фундамент из сборных бетонных блоков.
Материалом для фундаментов служит естественный или искусственный камень, обладающий необходимой прочностью, морозостойкостью и малой глагоемкостью.
Естественные камни применяются твердых пород (гранит, песчаник и др. или средней твердости (известняки). Из искусственных камней применяются сборные бетонные блоки марок 75—150, а также монолитный железобетон марок 100—150. При сухих грунтах материалом для фундаментов может служить кирпич.
Кирпич, применяемый для фундаментов, должен быть хорошо обожжен и иметь прочность не менее 100—125 кг/аи2, а также достаточную морозо- и влагоустойчивость. Слабые породы естественных камней (туф, ракушечник и др.), силикатный или плохо обожженный кирпич сильно впитывают влагу, вследствие чего эти материалы для фундаментов и стен подвалов могут применяться только в малоэтажном строительстве при сухих грунтах и при соответствующей гидроизоляции.
Марка камня и раствора для кладки фундаментов назначается в соответствии с напряжениями, возникающими в кладке, и в зависимости от степени влажности грунтов основания
При выборе типа фундамента нужно учитывать необходимость максимально механизировать процессы возведения конструкций. Для этого следует применять готовые бетонные блоки, железобетонные сборные плиты и другие сборные железобетонные конструкции.
Непрерывные фундаменты — фундаменты-стенки, непрерывно нагруженные по своей длине. Они бывают жесткого и гибкого типа, первые работают в любом горизонтальном сечении на сжатие, вторые — на сжатие и изгиб.
На рис. 1, а представлен общий вид фундамента с геологическим разрезом.
Рис.1 Фундаменты
а — общий вид гибкого фундамента с геологическим разрезом; б—д — отдельные формы и схемы конструкций непрерывных жестких фундаментов; / — стена; 2 — облицованный бетонными плитами цоколь; 3 — перекрытие; 4 — стеновые фундаментные блоки; АВ — обрез фундамента; 5 — железобетонный башмак; 6 — песчаная подсыпка; 7 — гидроизоляция; 8 — растительный слой; 9 — супесь; 10 — песок серый мелкозернистый; // — песок серый крупнозернистый плотный; 12 — глина плотная; 13 — известняк; 14 — бутобетон; 15 — бетонный блок-подушка; 16 — железобетонный пояс
Фундаменты жесткого типа проектируются различного поперечного сечения. Прямоугольное сечение рекомендуется при небольших, в основном центральных, нагрузках и прочном грунте. Ширина бутовых фундаментов при этом должна быть не менее 50—60 см, бетонных, бутобетонных (рис. 1, 6) — не менее 30—40 см.
На рис. 1, д представлен
Прямоугольный фундамент (с подушкой) под внутреннюю стену из сборных бетонных блоков одного типоразмера, причем стеновые блоки уложены на некотором расстоянии один от другого, а блоки, образующие подушку, расположены вплотную друг к другу. Такие фундаменты рекомендуются для малоэтажного строительства.
При необходимости увеличить ширину подошвы фундамента для уменьшения давления на грунт они выполняются трапецеидального сечения или в виде сочетания этой формы с прямоугольной. Такой фундамент из бетонных блоков представлен на рис. 1, г.
Предельное значение угла распределения давления в жестком фундаменте а, обеспечивающее в нем одни сжимающие напряжения, зависит от марок камня, раствора, бетона и величины давления на основание.
Для фундаментной кладки из постелистого камня, блоков а = 30 : 32°; для бетонных, бутобетонных фундаментов а = 30 :36°. Чем выше марка камня, раствора, бетона и меньше давление на основание, тем допускается большее значение угла а.
В целях снижения стоимости фундамента(в особенности в малоэтажном строительстве) нижнюю часть фундамента заменяют песчаной подушкой (рис. 1, в), при этом каменная часть фундамента должна быть высотой не менее 0,5 м.
При слабых грунтах применение хорошо уплотненной песчаной подушки способствует уменьшению деформаций основания и выравниванию их по длине фундамента. На рис. 2 представлены фундаменты гибкого типа из сборных железобетонных блоков-подушек с уложенными поверх фундаментными стеновыми бетонными блоками (рис. 2, а) и панелями (рис. 2, б).
Рис. 2 Фундаменты.
а — г — отдельные формы и схемы конструкций непрерывных гибких фундаментов; д-ж — столбовые фундаменты; з, и — общий вид устройства фундаментов из крупных панелей для зданий с продольными несущими стенами и сечение стены подвала; 1 — фундаментные стеновые сплошные блоки; 2 — то же, с вертикальными несквозными пустотами; 3 — кирпичная панель; 4 — железобетонный блок-подушка; 5 — железобетонный пояс; 6 — колонна; 7 — бутобетон; 8 — гидроизоляция; 9 — стена; 10 — железобетонная обвязка; 11 — бетонный столб; 12 — песчаная подсыпка; 13 — бетонный башмак; 14 — железобетонная стенка из плит; /5 — фундаментная плита; 16 — стеновая панель; 17 — контрфорс
Наличие железобетонных блоков-подушек, а также устройство при сильно сжимаемых неоднородных грунтах железобетонных поясов между подушками и стеновыми блоками фундаментов (или между последними и цоколем здания) позволяет фундаментам воспринимать не только сжимающие усилия, но и растягивающие.
При несовпадении расчетной ширины фундаментов с шириной типовых блоков-подушек применяют такие же блоки ближайшего большего размера (рис. 2, в и г).
