16.2.2. Глубина заложения фундаментов

Под глубиной заложения фундаментов понимают расстояние от поверхности земли до подошвы фундамента. Глубина заложения фундаментов зависит от глубины промерзания грунтов, их структуры и характера, глубины залегания несущего слоя основания, уровня грунтовых вод, величины нагрузок, глубины заложения соседних фундаментов, подвалов и котлованов и температурного режима эксплуатации здания и др.

Глубина промерзания грунтов при назначении глубины заложения фундаментов учитывается, если основанием служат пучинистые грунты (глины, мелкие и пылеватые пески), при этом для отапливаемых зданий глубина заложения фундамента Нз под наружные стены определяются по формуле:

Нз ≥ к х Н_н;

где:

Н_н – нормативная глубина промерзания грунта для района строительства;

к – коэффициент, учитывающий влияние температурного режима здания в зависимости от конструктивного решения пола первого этажа;

к = 0,9 – пол на балках или плитах;

к = 0,8 – пол по лагам на кирпичных или бетонных столбиках;

к = 0,7 – пол на грунте.

Для неотапливаемых зданий к = 1,0 (для наружных и внутренних стен).

Глубина заложения фундаментов на сухих мелких и пылеватых песках, а также на супесях и суглинках твердый консистенции не зависит от глубины промерзания грунта, если уровень грунтовых вод на 2 и более метра ниже глубины промерзания.

Для внутренних стен отапливаемых зданий глубина заложения фундамента устанавливается независимо от глубины промерзания грунта. Для всех зданий глубина заложения фундаментов при непучинистых грунтах основания (скальных, крупноблочных, гравелистых, крупных и средних песках) не зависит от глубины промерзания грунта.

Если уровень грунтовых вод находится вблизи подошвы фундамента, то фундамент целесообразно закладывать ниже возможного уровня грунтовых вод, что исключает вымывание мелких частиц грунта из-под подошвы фундамента при сезонном колебании уровня грунтовых вод.

В зданиях с подвалами глубина заложения фундамента должна быть ниже отметки пола подвала не менее чем на 50 см. При назначении глубины заложения фундамента рядом с более глубокими котлованами, подвалами, выемками исходят из условия, что отношение разности отметок подошвы проектируемого фундамента и дна пониженных выемок к расстоянию между фундаментом и выемкой должна быть меньше тангенса угла внутреннего трения грунта основания (рис. 16.3.).

Во всех случаях минимальная глубина заложения фундаментов под наружные стены - не менее 70 см, а под внутренние стены – не менее 50 см.

Рис. 16.3. Условие определения глубины заложения фундамента рядом с соседними котлованами, подвалами и выемками; φ – угол внутреннего трения грунта

16.2.3. Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стену-ленту под несущими и самонесущими стенами или стойками каркасов. В поперечном сечении ленточные фундаменты состоят из прямоугольной стенки, но чаще из верхней прямоугольной части - стенки и нижней уширенной части - подушки, которая может иметь или прямоугольное или трапецеидальное или ступенчатое сечение. Ширина подушки фундамента устанавливается в зависимости от величины передаваемых на основание нагрузок и допустимого нормативного давления на грунт основания.

Ленточные фундаменты устраивают монолитными или сборными. Для устройства монолитных ленточных фундаментов используют бутовую кладку, бутобетон, бетон и железобетон. Бутовые фундаменты трудоемки, но если бут является местным строительным материалом, то они экономичны по расходу цемента. Ширина верха обреза бутового фундамента должна быть на 80-100 мм больше толщины примыкающей стены, но не менее 600 мм для кладки из рваного бута и 500 мм – из бутовой плиты (рис. 16.4).

Бутобетонные и бетонные фундаменты менее трудоемки, но требуют большего расхода цемента и устройства опалубки. Минимальная ширина верхнего обреза бутобетонных фундаментов не менее 350 мм, но, как и для бутовых фундаментов, она должна быть на 80-100 мм больше толщины примыкающей стены.

Высоту ступеней бутовых фундаментов принимают 350-500 мм, их ширину – 150-250 мм, а угол ά≤33^◦ , для бутобетонных соответственно высота больше 300 мм, ширина – 150-250 мм, угол ά≤36^◦, и для бетонных такие же размеры ступеней, но угол ά≤45^◦. Монолитные бутовые, бутобетонные и бетонные фундаменты работают на сжатие и их называют жесткими (рис. 16.4.).

Рис. 16.4. Монолитные ленточные фундаменты:

а – из бутовой кладки; б – бутобетонные; в – бетонные; 1 – стена; 2 – отмостка; 3 – фундамент; 4 – пол первого этажа на столбиках

Монолитные железобетонные фундаменты устраивают в тех случаях, когда требуется значительная ширина подушки фундамента при небольшой ее высоте и такие фундаменты называют гибкими, так как их подушки работают на изгиб.

Сборные ленточные фундаменты менее трудоемки. Их устраивают из элементов заводского изготовления – железобетонных подушек и бетонных полнотелых и пустотелых блоков стенок фундаментов. Сборные подушки фундаментов изготавливают прямоугольной, трапецеидальной или другой формы, их укладывают на утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100-150 мм вплотную друг к другу с нормированным зазором 20 мм (непрерывные фундаменты) или с разрывом от 200 до 900 мм (прерывистые фундаменты). Бетонные блоки стен фундаментов имеют форму параллелепипеда с пазами по торцам (рис. 16.5.1. и 16.5.2.).

Рис. 16.5.1. Элементы сборных ленточных фундаментов:

а –бетонный сплошной блок; б – то же, пустотелый; в – железобетонная сплошная подушка; г – то же, ребристая; 1 – монтажные петли

Рис. 16.5.2. Ленточный сборный фундамент:

а – поперечный разрез и раскладка элементов фундамента по фасаду; б – общий вид; 1 - армированный пояс; 2 – стена; 3 – фундаментные блоки; 4 – подушки; 5 – монолитная заделка; 6 – песчаная подготовка

Подушки сборных фундаментов имеют размеры: толщина 300, 400 или 500 мм; ширина от 600 до 3200 мм; номинальная длина – от 1200 до 2400 мм; размеры блоков стенок: толщина – 300, 400, 500 и 600 мм, номинальные высота – 600 мм, длина от 800 до 2400 мм (рис. 16.6.). На рис. 16.7. показаны фрагменты сопряжения сборных фундаментов продольных и поперечных стен.

а) б)

в)

Рис. 16.6. Варианты устройства ленточных сборных фундаментов и номенклатура их составных элементов:

а – конструкция фундамента на слабых грунтах с армированными поясами; б – то же, на плотных грунтах или при малых нагрузках; в – номенклатура сборных элементов ленточных фундаментов

При строительстве зданий на слабых грунтах по фундаментным подушкам и по верхнему обрезу фундаментальных стеновых блоков устраивают монолитные железобетонные распределительные пояса для выравнивания осадок грунта оснований (рис. 16.6.а.).

В крупнопанельном и объемно-блочном домостроении стенки ленточных фундаментов, устанавливаемых на подушки, могут выполняться из крупноразмерных ребристых цокольных панелей под наружные стены и безраскосных железобетонных ферм (фундаментных рам) под внутренние стены (рис. 16.8.) или в виде объемных фундаментных блоков.

Рис. 16.7. Вариант устройства сопряжения сборных ленточных фундаментов наружных (продольных) и внутренних (поперечных) стен:

а – сопряжение железобетонных подушек; б,в – сопряжение чередующихся нечетных и четных рядов фундаментных блоков; 1 – арматурная сетка; 2 – монолитная заделка; 3 – заполнение швов между блоками

Все размеры элементов сборных ленточных фундаментов устанавливают с учетом требований унификации.

Рис. 16.8. Ленточные сборные фундаменты (а) и их элементы (б) в крупноэлементном домостроении:

1 – сборные подушки; 2 – фундаментная рама; 3 – цокольная ребристая панель