Одним из простейших типов фундамента является столбчатое основание или, как его еще называют, опорно-столбчатый фундамент. Простота возведения и минимальные затраты делают фундамент доступным для неопытных строителей. Данный фундамент предназначен для строительства легких каркасных зданий из дерева или щита. Столбчатый фундамент можно возводить на любом типе грунта, необходимо только учитывать некоторые особенности строительства, о которых вы узнаете в этой статье.
Устройство столбчатого фундамента заключается в расположении в котлованах железных, деревянных или бетонных столбов, залитых бетонным раствором. Столбы могут быть сделаны из кирпичной кладки.
Установка столбов проходит по всему периметру и в углах основания через 1,5 – 2 метра. Точная ширина определяется исходя из веса здания.
Железобетонные столбы являются самым крепким основанием для строения. Помимо столбов, в конструкции фундамента используют арматурный каркас и заполнение песком и щебневой фракцией.
Применение столбчатого фундамента практикуют много лет на разных видах грунта, в том числе и с сильным промерзанием почвы.
Плюсы:
Минусы:
Высокий уровень грунтовой воды в почве размоет столбы и подвергнет их моментальному разрушению. Чтобы применять столбчатый фундамент, уровень грунтовых вод должен быть ниже глубины промерзания почвы.
Закладка столбчатого фундамента на торфе осуществляется только при расширении опорных столбов и глубине заложения не ниже 1 метра.
Перед монтированием столбов в ямы, выполняют насыпь из гравия. Воздух заполняет песчаную часть и вода в неё проникнуть не может, а значит, не будет воздействовать на опоры. Глинистый грунт впитывает всю воду и не даёт ей уйти в песчаную подушку.
При пучении, весь объем льда размещается в глинистых слоях, не воздействуя на фундамент. Основа будет прочно стоять на месте, не подвергаясь горизонтальному сдвигу.
Армирование столбчатого фундамента на глинистой почве не требуется.
Столбчатый фундамент прост в исполнении и не требует много затрат. Можно заложить столбчатый фундамент, не используя помощь строителей. Не рекомендуется проводить укладку столбчатых опор на плывучих или торфяных почвах из-за низких несущих способностей.
fundament-help.ru
Монолитный фундамент — это железобетонная плита, которая является основанием для строения. Плита изготавливается из бетонного раствора. Она надёжно укрепляет здание на грунте и распределяет нагрузку несущих стен и конструкций по всему периметру фундамента. Монолитная плита будет надежным основанием для будущего строения на неустойчивых грунтах.
Плита занимает всю площадь фундамента, поэтому способна выдержать большой вес. Монолитная плита может иметь гладкую или ребристую поверхность. Ребра жесткости дополнительно фиксируют плиту на грунте, что исключает горизонтальное перемещение плиты. Устойчивость к деформации ребристой поверхности плиты повышается в 3 – 5 раз по сравнению с гладкой поверхностью.
Плитный фундамент возводят, если планируется строительство дома с подвальным помещением, в этом случае гладкая часть плиты будет выполнять функцию пола цокольного этажа. Иначе заложение плитного фундамента будет экономически невыгодным.
Достоинства монолитного фундамента:
Плитную основу можно использовать на любом грунте. Благодаря своей прочной конструкции монолитный фундамент не боится смещений грунтов, поэтому подходит для плывучих почв, мелких песков, торфяников
Недостатки плитной основы:
Заложение плиты на мелком песчаном грунте избавит вас от проблемы сезонного пучения и грунтовых вод.
Плитное основание обладает хорошими характеристиками и устойчивой способностью на любом типе грунта. Фундамент может быть заложен под дом из бруса, кирпича или бетонных блоков. Плывучие и болотистые участки местности позволяют построить дом на плитной основе без опасений, что здание просядет, конструкции разрушатся, а фундамент треснет. На таких участках местности высокая стоимость плитного фундамента оправдывает заложение менее устойчивых и легко возводимых оснований.
fundament-help.ru
На территории России скалистый грунт — довольно распространенное явление. Постройка дома на такой земле немного отличается и сопряжена с некоторыми трудностями.
Скальный грунт представляет собой гранит, кварц, песчаник, образующих единую структуру. Скала, на которой предполагается строить дом, может быть как слоистой, так и в виде монолитного основания. Трудности постройки на скалистом грунте связаны с необычайной его прочностью – такой грунт способен выдерживать давление около 120 МПа. Поэтому подобный материал так тяжело поддается обработке. Но это свойство делает здания, построенные на скале более устойчивыми и долговечными. Подобные строения возводились еще древними римлянами и греками, а также средневековыми европейцами. Величайшие строения, памятники зодчества, монументальные замки были построены именно на скальном основании, благодаря чему сохранились в отличном состоянии и по сей день.
Фундаменты, предназначенные для возведения здания на скальном грунте, следует использовать двух типов – ленточные и столбчатые. В роли столбов должны выступать «быки», которые представляют собой округлые или прямоугольные опоры, которые отливают в предварительно выполненные отверстия в скале. Фундамент в скале имеет некоторые отличия от обычных – довольно простая конструкция, положенная на скальное основание, которое, по сути, и выполняет роль опоры.
Основные недостатки при постройке дома на скале следующие:
Сложности при постройке дома на скале могут возникнуть и тогда, кода скала представляет собой не ровную, а ступенчатую поверхность. В этом случае фундамент превращается в сложную конструкцию.
Лекция № 13
Особенности строительства на скальных и элювиальных грунтах.
Многие считают, что скальные грунты всегда являются идеальными основаниями для любых сооружений. Это представление связано с тем, что монолитный скальный грунт или отдельные куски скальной породы обладают высокой прочностью и ничтожной сжимаемостью, соизмеримыми с характеристиками бетона или железобетона, однако, существующая классификация грунтов свидетельствует о большой изменчивости строения, а следовательно, и свойств скальных грунтов.
Верхняя часть земной коры в результате процессов выветривания представляет постепенный переход от дисперсной зоны, сложенной глинистыми грунтами с возрастающим по глубине содержанием щебня, к обломочной зоне, переходящей к низу в глыбовую и далее — в трещиноватую скальную породу (рисунок 13.1). Таким образом, основанием фундамента в этих условиях может явиться как щебенистый пылевато-глинистый грунт (первая зона), так и обломочный или трещиноватый скальный грунт (вторая или третья зона).
К элювиальным грунтам относят продукты выветривания коренных скальных пород, остающиеся на месте. Переход от элювиальных грунтов к скальным породам осуществляется постепенно, их минеральный состав определяется составом коренных пород, а содержание крупных фракций значительно увеличивается с глубиной.
Рисунок 13.1. Упрощенная схема инженерно-геологического расчленения коры выветривания (по Г.С. Золотареву)
Р. Гудман выделяет следующие характерные типы контакта поверхности скальных и рыхлых горных пород (рисунок 13.2). Случай на рисунке 13.2, аявляется идеальным, когда кровля скальных пород относительно горизонтальна, а породы слабо трещиноваты. В этом случае опирание фундамента на скальное основание наиболее целесообразно. В случае, рассмотренном на рис. 13.2, б, имеет место развитая толща элювиальных грунтов. Поверхность скалы может быть выражена нечетко, при этом свойства грунтов будут заметно изменяться как по глубине, так и в горизонтальном направлении, что затрудняет выбор отметки подошвы фундамента. Карстовые породы, представленные на рисунке 13.2, в, обладают особыми свойствами.
Достаточно часто встречается напластование различных по жесткости пород (например, переслаивание жестких песчаников и мягких аргиллитов), представленное на рисунке 13.2, г. Здесь уже основание обладает анизотропией свойств, причем передача нагрузки от фундамента на жесткие слои породы малой толщины может вызвать их изгиб при действии местной нагрузки.
Разломы (крупные тектонические трещины) в основании (рисунок 13.2, д) могут явиться причиной значительных неравномерных деформаций из-за различного залегания кровли породы и уровня подземных вод по обе стороны разлома, повышенной трещиноватости массива вблизи разлома и возможных подвижек по его оси. Наконец, неоднороднаятрещиноватосгь различных участков скального массива (рисунок 13.2, е) также может явиться причиной неравномерных деформаций сооружения вследствие смыкания трещин или взаимного проскальзывания по ним отдельных блоков породы.
Рисунок 13.2. Характерные типы контакта кровли скальных и подошвы рыхлых грунтов (по Р.Гудману): а – рыхлые отложения на коренных породах; б – контакт элювия со скальным грунтом; в – карстовые грунты; г – переслаивание жестких и мягких скальных грунтов; д – зона тектонического разлома; е – неоднородная трещиноватость скальных грунтов
В зависимости от минерального состава скальные и элювиальные грунты могут быть подвержены внешним воздействиям: разрушению и распадуагрегатов сланцев, аргиллитов, алевролитов и других пород под влиянием атмосферных осадков, растворению и выносу гипса или каменной соли подземными водами, набуханию или просадке элювиальных грунтов и некоторых скальных пород при увлажнении и т. д.
Отмеченные выше особенности оснований, сложенных скальными и элювиальными грунтами, вызывают необходимость проведения детальных инженерно-геологических и геотехнических изысканий для строительства, качество которых в значительной мере влияет на надежность и экономичность принимаемых инженерных решений. Особые сложности возникают при определении характеристик прочностных и деформационных свойств грунтов. Как правило, для ответственных сооружений в этих случаях используются полевые методы исследований.
Следует отметить, что в процессе инженерно-геологических изысканий не всегда удается получить необходимую информацию о строении и свойствах массива (наличие и расположение трещин, зон дробления, прослоек нескальных грунтов и т. п.). Часто эти сведения приходится уточнять при вскрытии котлованов под фундаменты. Поэтому одна из задач при проектировании на скальных и элювиальных грунтах заключается в выборе таких типов и конструкций фундаментов, которые могли бы быть оперативно модифицированы и приспособлены к изменившимся условиям непосредственно во время строительства.
Степень выветрелости скальных грунтов рекомендуется устанавливать путем сопоставления плотности ρвыветрелой породы в условиях природного залегания с плотностью ρuневыветрелой (монолитной) породы. Чем ближе значения ρ и ρu, тем менее выветрена скальная порода. Допускается величину ρu принимать равной плотности частиц скального грунта ρr.
Количественная оценка степени выветрелости производится по коэффициенту выветрелости kur , который определяется по формуле:
kur = 1- Iur, (13.1)
где Iur= (ρr — ρ)/ ρ — показатель выветрелости.
Классификация скальных и элювиальных грунтов по степени выветрелости в соответствии с их классификацией по прочности приведена в таблице 13.1.
Таблица 13.1. Классификация грунтов по κur и Rc
Фундаменты на скальных грунтах.
Закладка фундаментов в массиве скальных грунтов целесообразна, если мощность слоя четвертичных отложений относительно невелика и позволяет осуществить возведение фундаментов в открытом котловане, использовать сваи или буровые опоры. В любом случае целесообразность такого решения должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом.
Размеры подошвы фундаментов определяются расчетом по первой группе предельных состояний.
Несущую способность Fd забивных свай, свай-оболочек, набивных и буровых свай, опирающихся на скальный грунт, следует определять как для свай-стоек в соответствии с правилами, приведенными в СНиП 2.02.03 – 85 и СП 24.1333.2011. Свайные фундаменты.
При наличии значительных горизонтальных нагрузок необходимо выполнять проверку устойчивости фундамента на сдвиг по подошве и опрокидывание. Фундаменты, устраиваемые под опоры линий электропередачи, под телебашни и другие сооружения, испытывающие воздействие ветровых нагрузок, должны проверяться расчетом на выдергивание.
Присутствие в основании сооружений наклонно падающих трещин, зон сдвигов, особенно при расположении сооружений на откосах, требует проведения расчетов устойчивости, использующих расчетную схему сдвига по заданной поверхности скольжения. В этом случае нагрузки, передаваемые на скальное основание, могут оказаться ограниченными меньшими пределами, чем определенные по формуле.
Расчеты скальных оснований по деформациям, как правило, не производятся. Исключение могут составлять только особо ответственные сооружения с жесткими требованиями к неравномерным осадкам при значительной неоднородности оснований. Для расчетов сооружений (например, плитных фундаментов) может возникнуть необходимость определения контактных напряжений. Указанные расчеты следует выполнять в соответствии со СНиП 2.02.02 — 85 «Основания гидротехнических сооружений».
При небольшой глубине залегания кровли скальных грунтов применяют монолитные фундаменты, сооружаемые в открытых котлованах. Особое внимание при этом следует уделять обеспечению сохранности поверхности скалы и ее защите от разрушения. Разработка котлована должна вестись мелкошпуровыми зарядами с оставлением защитного слоя и его ручной доборкой непосредственно перед укладкой бетона. Не следует допускать длительного увлажнения поверхности грунта атмосферными или подземными водами. Особенно это опасно в случае сильно размокающих полускальных грунтов. При продолжительных сроках строительства или перерывах в работе вскрытая поверхность скального грунта должна защищаться с помощью распыления асфальтового или бетонного покрытия.
Вскрытые котлованом в местах постановки фундаментов крупные трещины очищают от заполнителя, промывют водой под давлением и заделывают цементно-песчаным раствором на глубину, равную 4...5 ширинам их раскрытия. Более значительные ослабленные зоны, обычно приуроченные к местам пересечения или сгущения трещин, расчищают и заполняют тощим бетоном с уплотнением.
При возведении монолитных фундаментов для уменьшения объема разработки скального грунта поверхность основания под подошвой фундамента часто обрабатывают уступами (рисунок 13.3, а). Такую же обработку применяют для повышения устойчивости фундамента на сдвиг при наличии значительных горизонтальных нагрузок от сооружения. В случае больших выдергивающих нагрузок устраивают выпуски анкеров из фундамента, заделываемых в нижележащий скальный массив. При наклонном залегании кровли скалы подошву фундамента выполняют в виде ступенек (рисунок 13.3, б).
Рисунок 13.3. Характерные схемы фундаментов на скальных грунтах: а,б – фундаменты с уступчатой и ступенчатой подошвой; в – свая – оболочка; г – опускные колодцы; 1 – свая – оболочка; 2 – бетонное заполнение; 3 – арматурный каркас; 4 – буровая скважина в скальном грунте; 5 – скальный грунт; 6 – надфундаментная конструкция; 7 – плита; 8 – опускной колодец
В случае глубокого залегания кровли скальных грунтов применяют свайные фундаменты, сваи-оболочки или опускные колодцы. При использовании забивных свай для лучшего их внедрения в поверхностный слой скалы на острие сваи надевают специальные металлические наконечники.
Сваи-оболочки (рисунок 13.3, в) забуривают в скальный грунт по расчету, но не менее чем на 0,5 м. Диаметр скважины не должен превышать внутренний диаметр оболочки, а для оболочек диаметром 2 м и более обычно диаметр скважины снижается на 20...40%. Скважины в скале армируют каркасом из стержней диаметром не менее 26 мм и спиралью диаметром 8... 10 мм с шагом 10...12 см. Оболочки, опираемые на скальные грунты, могут нести значительные сжимающие нагрузки (10 МН и более). Для восприятия этих сил оболочки обычно полностью заполняются бетоном. В толстостенных оболочках иногда удается ограничиться устройством нижней бетонной пробки.
Значительные затруднения часто возникают при посадке на скальные грунты опускных колодцев. При наклонном залегании скалы не всегда удается равномерно опереть колодец по всему периметру (рисунок 13.3, г), кроме того, верхние слои скальных грунтов могут быть разрушены процессами выветривания и подлежат удалению. Это бывает сопряжено со специальными сложными работами, а иногда и с переоборудованием колодца в кессон.
Выработки под тяжело нагруженные опоры могут вскрыть субвертикальные трещины, зоны дробления породы и разломы с раскрытием, соизмеримым с площадью опирания. В таких случаях обычно идут на дополнительное заглубление фундаментов до отметок, на которых ослабленные зоны выйдут за пределы площади опирания. Например, в процессе сооружения буровых опор под одно из зданий в Чикаго, проектная глубина заложения которых в доломиты составляла около 50 м, пришлось увеличить глубину заложения опор до 60 м, пока зона пересекающихся трещин не вышла из площади опирания.
Субгоризонтальные трещины вблизи поверхности чаще всего раскрыты вследствие разгрузки массива в процессе эрозии. Находясь вблизи подошвы фундамента, такие трещины могут служить причиной неравномерных осадок. В этом случае целесообразна закладка фундаментов или устройство буровых свай с опиранием ниже зоны развития субгоризонтальных трещин или их расчистка и последующая цементация.
Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 1870 | Нарушение авторских прав
mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.056 сек.)mybiblioteka.su
Фундаменты на скале.
Достоинства и недостатки скальных грунтов.
Скальный (или скалистый) грунт встречается на территории России довольно часто. С точки зрения науки скальными называют грунты, состоящие из одной или нескольких горных пород (обычно у нас это гранит, кварц, или песчаник), основу которых образуют кристаллы величиной от 200 мм, связанные между собой единой жесткой структурой. Скальный грунт может быть в виде единого монолита, образованного вулканическими породами, или слоистым, состоящим из пород осадочного происхождения. Скальный грунт – самый прочный из всех. Он выдерживает давление до 120 МПа, мало деформируется (если не расположен в сейсмоопасном районе), практически не подвержен размыванию и морозному пучению, что делает его идеальным для строительства. Об этом люди знали с самого зарождения зодческого искусства: древние греки, а за ними римляне, а за ними средневековые европейцы старались устраивать монументальные здания именно на скальных грунтах. Однако, скальный грунт обладает одним большим недостатком: он очень плохо поддается обработке. Это как раз и определяет особенности строительства домов на скалах.
Как делать фундамент на скале.
Обычно фундаменты на скальных грунтах бывают двух видов: ленточные и столбчатые с ростверком (только здесь роль столбов играют «быки» — массивные опоры круглой или прямоугольной формы, отлитые в углублениях в скале) Фундаменты на скале имеют ряд преимуществ перед другими видами фундаментов. В первую очередь, они могут иметь самые простые конструкции – иногда достаточно просто «положить» на скальное основание мелкозаглубленную «ленту», даже не применяя песчаной отсыпки. Во-вторых, фундаменты на скале могут выдержать значительный вес сооружения, ведь в данном случае фундаментом становится вся скала.
Ну, а теперь поговорим о «минусах». О первом мы уже упоминали – крайняя трудность обрабатывания. Если скала залегает недалеко от поверхности, скорее всего, придется «забыть» о подвале – работы по разработке скального основания чрезвычайно трудоемки и дороги. Кроме того, в настоящую проблему превращается подводка коммуникаций, особенно канализации и дренажной системы.
Второй «минус» — скала редко бывает ровной. Иногда перепады высот в пределах строительной площадки могут достигать нескольких метров. В таком случае приходится устраивать сложные фундаменты, компенсирующие перепады высот «ступенями». Каждая «ступень» представляет собой армированную железобетонную ленту. Каркасы всех «ступенек» должны соединяться между собой наклонными связями из той же арматуры. Затем на эти «ступени» выкладывается цоколь, который и выводится на один уровень.
Третья проблема, которая иногда встречается – сейсмостойкость региона. Причем речь идет не только о «серьезных» землетрясениях, но и о небольших подвижках земной коры, которые происходят практически повсеместно. Здесь твердость скальных грунтов становится их недостатком – они не могут играть роль демпфирующей подушки, как мягкие грунты, и все вибрации неизбежно передаются дому. Частично проблему можно решить «жесткой» привязкой к скальному основанию при помощи анкеров. В скале бурятся отверстия, в нее на эпоксидный или аналогичный клей вставляются анкера с расчетом, чтобы они торчали на 20-30 см над поверхностью. Армирующий пояс будущего фундамента «привязывается» к этим анкерам. Кроме того, нелишним будет предусмотреть в конструкции дома анстисейсмические пояса и швы.
22.04.2013 в 00:04.
aurora-tm.ru
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта