Ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты (рис. 9) устраивают под стены здания или под ряд отдельных опор. В первом случае фундаменты имеют вид непрерывных подземных стен, во втором — вид железобетонных перекрестных балок.
Рис. 9. Конструкции фундаментов: а — непрерывные подземные стены: 1 — ленточный фундамент; 2 — стена; б — железбетонные перекрестные балки: 1 — ленточный фундамент под стены; 2 — железобетонная колонна
По своему очертанию в профиле ленточный фундамент под каменную стену представляет собой в простейшем случае прямоугольник (рис. 10а). Прямоугольное сечение фундамента по высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта.
В большинстве случаев, при строительстве фундамента, для передачи на основание давления, не превышающего нормативного давления на грунт, приходится расширять подошву фундамента. Теоретической формой сечения фундамента с расширенной подошвой является трапеция (рис. 106). Расширение подошвы не должно быть слишком большим во избежание появления растягивающих и скалывающих напряжений в выступающих частях фундамента и появления в них трещин
Рис. 10. Ленточные фундаменты: а — прямоугольный: б — трапецеидальный: 1 — обрез
На основе опыта установлены углы наклона теоретической боковой грани фундамента к вертикали, по которой не возникает опасных растягивающих и скалывающих напряжений. Предельный угол а 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 растворе состава 1:1:9 — 26° 30'.
В зданиях с подвалами сечение фундамента в пределах подвала устраивают прямоугольной формы с расширением ниже пола подвала, называемом подушкой (рис. 11а). Часто фундаменты делают ступенчатого сечения (рис. 116).
Уровень промерзания грунта принимают на глубине, где зимой наблюдается температура ОС, за исключением глинистых и суглинистых грунтов, для которых уровень промерзания принимается на меньшей глубине, где возникает температура около —1° С.Глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам можно принять для данного здания за естественное основание. При определении глубины заложения фундамента необходимо учитывать глубину промерзания грунта. Закладывать фундаменты рекомендуется ниже глубины промерзания. Если основание состоит из влажного мелкозернистого грунта (пылеватого или мелкого песка, супеси, суглинка, глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта.
Нормативная глубина промерзания суглинистых и глинистых грунтов указана в СНиПе 2.02.01- 83 на схематической карте, на которой нанесены линии одинаковых нормативных глубин промерзания, выраженных в сантиметрах. Нормативную глубину Промерзания пылеватых и мелких песков, супесей, пылеватых глин и суглинков принимают также по карте, но с коэффициентом 1,2.
Рис. 11. Ленточные фундаменты: а — прямоугольный с подушкой; б — ступенчатый: 1 — подушка.
Исследованиями установлено, что грунт под фундаментами наружных стен регулярно отапливаемых зданий с температурой помещений не ниже +10° С промерзает на меньшую глубину, чем на открытой площадке. Поэтому расчетную глубину промерзания под фундаментами отапливаемого здания уменьшают против нормативного значения на 30% при полах на грунте; если полы по грунту на лагах — на 20%; полы, уложенные на балках — на 10%.
Глубина заложения, при строительстве фундамента, под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта, ее назначают не менее 0,5 м от пола подвала или уровня земли.
Глубина заложения фундаментов стен зданий, имеющих неотапливаемые подвалы, назначается от пола подвала, она равна половине расчетной глубины промерзания. Предположение, что чем глубже заложен фундамент, тем больше его устойчивость и надежность работы, является неверным.
Если подошва фундамента расположена ниже уровня промерзания грунта, то вертикальные силы морозного пучения снизу перестают на нее действовать, но действующие на боковые поверхности касательные силы морозного пучения могут вытащить фундамент вместе с промерзшим грунтом и оторвать под легкими зданиями при строительстве фундаментов из кирпича и мелких блоков.
Поэтому для успешной эксплуатации фундамента, чтобы не допустить его деформации на пучинистых местах необходимо не только расположить подошву ниже уровня промерзания грунтов, чтобы избавить его от непосредственного давления мерзлого грунта снизу, но и нейтрализовать действующие на боковые поверхности фундамента касательные силы морозного пучения. Внутри фундамента на всю его высоту закладывают арматурный каркас, жестко связывающий верхнюю и нижние части фундамента, основание делают расширенным в виде опорной площадки — анкера, не позволяющим вытащить фундамент из земли при морозном пучении грунта. Данное конструктивное решение возможно при использовании железобетона.
При возведении фундамента из кирпича или мелких блоков без внутреннего вертикального армирования их стены выполняют наклонными, сужающимися кверху. Приведенный способ устройства фундаментных столбов и стен при тщательном выравнивании их поверхностей значительно ослабляет боковое вертикальное воздействие пучи- нистых грунтов на фундамент. Влияние сил морозного пучения уменьшают:
- покрытием боковых поверхностей фундамента скользящим слоем полиэтиленовой пленки, отработанным машинным маслом;
- утеплением поверхностного слоя грунта вокруг Фундамента шлаком, пенопластом, керамзитом, при котором уменьшается местная глубина промерзания грунта. Последнее применимо также для мел- козаглубленных фундаментов, построенных ранее нуждающихся в защите от морозного пучения.
На крупнопадающем рельефе при строительстве здания необходимо учитывать боковое давление грунта и его вероятный сдвиг. Жестко связанные в продольном и поперечном направлении ленточные фундаменты работают в этих условиях более надежно. Столбчатые фундаменты необходимо жестко объединить поверху железобетонным поясом - ростверком, для более эффективной совместной работы всех конструктивных элементов. В гравелистых песках, крупных и средней крупности, а также в крупнообломочных грунтах глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания, но она должна быть не менее 0,5 м, считая от природного уровня грунта (планировочной отметки при планировке срезкой и подсыпкой).
В современном строительстве наиболее индустриальные сборные бетонные и железобетонные фундаменты из крупных фундаментных блоков. Применение сборных фундаментов позволяет значительно сократить сроки строительства и уменьшить трудоемкость работ. Сборный фундамент (рис. 12) состоит из двух элементов: подушки из железобетонных блоков прямоугольной или трапецеидальной формы (рис. 13), укладываемой на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 150 мм, и вертикальной стенки из блоков в виде бетонных прямоугольных параллелепипедов.
При строительстве фундаментов на слабых сильносжимаемых грунтах в сборных фундаментах для повышения сопротивления растягивающим усилиям и жесткости устраивают железобетонные пояса толщиной 100- 150 мм или армированные швы толщиной 30-50 мм, размещая их между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков, а также на уровне верхнего обреза фундамента.
Рис. 12. Сборный ленточный фундамент из бетонных блоков под стены дома с подвалом и техническим подпольем: 1 — фундаментная плита; 2 — бетонные стеновые блоки; 3 — окраска горячим битумом; 4 — цементно-песчаный раствор; 5 — отмостка; 6 — два слоя толя или гидроизола на битумной мастике; 7 — цокольное перекрытие
Рис. 13. Фундаментный блок-подушка