Конструктивные решения фундаментов малоэтажных зданий
Эффективными фундаментами для малоэтажных бесподвальных зданий, возводимых на пучинистых грунтах, являются поверхностные теплоизолированные фундаменты. Их главное отличие от обычных малозаглубленных фундаментов заключается в том, что под сплошной железобетонной лентой и (или) рядом на грунт основания укладывается теплоизолирующий материал специального состава – экструдированный пенополистирол (ЭППС.
Грунт под теплоизоляционными фундаментами не промерзает, поэтому не возникает последствий промораживания грунтов – пучения, а значит, и деформаций надземных конструкций. Пенополистирол имеет закрытые поры, что исключает попадание влаги внутрь материала и связанное с этим разрушение структуры вещества. Кроме того, ЭППС обладает биостойкостью и достаточно высокой прочностью, превосходящей прочность большинства грунтов. Эти качества пенополистирола позволяют применять его в тяжелых условиях работы утеплителем.
Глубина заложения поверхностных теплоизолированных фундаментов определяется только конструктивными соображениями и рельефом участка. В любых климатических условиях она может быть минимальной – 0.5-1.0 м.
Ленточные фундаменты на основаниях с разнородной структурой грунтов разделяют деформационными (осадочными) швами – сквозными вертикальными зазорами в конструкции фундамента. В месте осадочного шва закладывают доски, обернутые или пропитанные гидроизоляционным материалом, а вертикальные швы с обеих сторон защищают битумной мастикой.
Требуемую площадь подошвы фундамента определяют из условия ограничения давления по подошве фундамента расчетным сопротивлением грунта основания. Например, для центрально загруженного фундамента расчетное условие имеет следующий вид:
p = (Nзд + Nф + Nгр) / А ≤ R,
где Nзд, Nф, Nгр – значения нагрузок от веса здания, фундамента и грунта на его уступах;
А – площадь подошвы фундамента;
R – расчетное сопротивление грунта основания.
Расчет ленточных фундаментов ведут на 1 погонный метр (на 1 метр длины) фундамента, следовательно, ширина ленточного фундамента b = A / 1. По полученному значению b конструируют монолитный фундамент в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями или подбирают типовую плиту-подушку сборного фундамента.
Отдельно стоящие (столбчатые) фундаменты возводят под колонны каркасных зданий, а также под стены бесподвальных легких зданий. Это наиболее дешевый и наименее трудоемкий вид фундаментов – он в 1.5 раза дешевле ленточных.
В массовом гражданском строительстве широко применяют сборные бетонные и железобетонные отдельно стоящие фундаменты. В индустриальных проектах (промышленное строительство) используют монолитные бетонные и железобетонные отдельно стоящие фундаменты. В малоэтажных деревянных и кирпичных зданиях находят применение деревянные и каменные столбчатые фундаменты.
Монолитные фундаменты применяют чаще всего под колонны одноэтажных промышленных зданий. Монолитные фундаменты состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части.
Высота фундаментов принимается 1.5 м и в пределах 1.8-4.2 м с интервалом 0.6 м. Размеры уступов в плане и по высоте – 0.3 или 0.45 м. Все размеры в плане унифицированы и кратны модулю 0.3 м. Размеры конкретного фундамента выбирают в зависимости от нагрузки, передаваемой колонной, характеристик грунта и решений части зданий ниже нулевой отметки.
Фундамент под спаренные колонны в местах температурных швов и примыканий пролетов устраивают общим, кроме случаев, когда необходим осадочный шов.
Обрез фундаментов располагают чаще всего под железобетонные колонны на отметке минус 0.150, а под стальные – минус 0.300 и ниже.
Для установки железобетонных колонн в теле подколонника фундамента предусматривают углубление – стакан. Зазор между гранями колонны и стенкой стакана принят по верху 75 мм, а по низу – 50 мм. При стальных колоннах в подколонник закладываются анкерные болты для крепления колонн к фундаменту.
Для опирания внутренних и наружных самонесущих стен применяют фундаментные балки, которые передают нагрузку от веса стен на фундаменты. При опирании фундаментных балок на уступах фундаментов рекомендуется устройство приливов (бетонных столбиков), ширину которых принимают не менее максимальной ширины балки, а верх – на отметке минус 0.360 или 0.660 – соответственно при высоте балок 300 и 600 мм.
При замерзании пучинистых грунтов в фундаментных балках могут возникать деформации. Во избежание этого и для предохранения пола от промерзания вдоль стен сбоков и снизу балок засыпают шлак.
Сборные бетонные отдельно стоящие фундаменты проектируют из элементов заводского изготовления: плит фундаментов под колонны (ФП) или фундаментных блоков (Ф), подколонников (КН), башмаков под колонны (БК), траверс (ФТ или ТС) и фундаментных балок (БФ). Элементы монтируют на цементном растворе. В зависимости от нагрузки на колонну устанавливают фундаментную плиту расчетной площади (при необходимости большой площади подошвы и большой глубины заложения подошвы используют несколько плит). При установке нескольких плит их объединяют траверсой, сваркой закладных деталей, выпусков, анкеров, др. Для устройства самонесущих стен устанавливают фундаментные балки, передающие нагрузки от стен на отдельно стоящие фундаменты. Колонны можно крепить к траверсам или подколонникам и устанавливать в башмаки.
Плиты укладывают на подготовку толщиной около 100 мм – щебеночную или песчаную при сухих грунтах и бетонную – при влажных.
