1 Общие сведения

Фундаменты – это подземные конструкции, предназначенные для передачи нагрузок от вышележащих частей здания на грунтовое основание.

Различают три вида железобетонных фундаментов: ленточные, столбчатые (отдельные) и массивные (сплошные). Столбчатые фундаменты представляют собой отдельную конструкцию с подошвой, как правило, квадратной или прямоугольной формы с одной или несколькими ступенями по высоте. На выбор типа фундамента влияют размеры фундамента, местные условия, величина действующей нагрузки, условия транспортирования и т.д.

По условиям работы столбчатые фундаменты следует подразделять на жесткие и гибкие конструкции. Жесткие фундаменты рассчитываются только на восприятие напряжений сжатия, а гибкие работают на изгиб и должны дополнительно рассчитываться на восприятие растягивающих, поперечных усилий и на продавливание (срез)[2].

По характеру работы различают центрально и внецентренно нагруженные фундаменты, по способу изготовления – монолитные и сборные.

1.1 Конструктивные особенности столбчатых плитных фундаментов

Данные методические указания рассматривают отдельно стоящие плитные монолитные центрально и внецентренно нагруженные фундаменты, которыне устраивают при относительно небольших нагрузках и пролете колонн 6 м и более. Центрально нагруженный фундамент рассматривают в монолитном исполнении под монолитную колонну и внецентренно нагруженный фундамент под сборную колонну.

Для удобства выполнения нулевого цикла верх фундамента сборных колонн принимают ниже уровня чистого пола на 150 мм, а монолитных колонн – на 50 мм. В этих целях сопряжение колонн с подошвой фундамента осуществляют посредством вытянутой стаканной части (повышенного подколонника). Толщину стенок стакана d принимают не менее 0,3h_k и не менее 150 мм (рисунок 1, а), а утолщение стенки подколонника – 50 мм (рисунок 1, б) в сборном и монолитном железобетоне. Зазоры между стенками стакана и колонной должны составлять: по низу — не менее 50 мм и по верху — не менее 75 мм.

Глубину стакана фундамента h_с следует принимать равной глубине заделки колонн, в соответствии с требованиями раздел 11 [2] по условиям анкеровки арматуры колонны плюс 50 мм. Толщина дна стакана должна назначаться по расчету на продавливание и составлять не менее 200 мм.

Форму монолитных столбчатых фундаментов в плане при центральной нагрузке рекомендуется принимать квадратную, а при внецентренной нагрузке — прямоугольную с соотношением сторон подошвы n = b/l  в пределах 0,6–0,85 (где b и l — меньшая и большая стороны подошвы фундамента).

Плитную чать разбивают на ступени, не более трех. Высоту ступеней принимают в зависимости от полной высоты плитной части фундамента и равными 300 и 450 мм. При высоте плитной части 1500 мм и более высота верхней ступени может быть принята равной 600 мм.

Армирование фундаментов следует производить сварными сетками, расположенными в их подошве и предназначенными для восприятия растягивающих усилий от реактивного давления грунта.

Сетки с рабочей арматурой в двух направлениях, применяются в случае, когда меньшая из сторон подошвы в фундаменте имеет размер b ≤ 3 м.

При b > 3 м применяются отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении, укладываемые в двух плоскостях. При этом рабочая арматура, параллельная большей стороне подошвы, укладывается снизу.

Расстояние между осями стержней сеток рекомендуется принимать равным 200 мм.

Минимальный диаметр рабочей арматуры сеток подошв принимается равным 10 мм вдоль стороны l ≤ 3 м и 12 мм при l > 3м. В фундаментах со сторонами 3 м и более половину стержней принимают длнной 0,8 l_s, где l_s – размер длинных стержней. Короткие и длинные стержни укладывают через один.

Для изготовления сеток в качестве рабочей арматуры рекомендуется применять стержни периодического профиля из стали класса S500. Арматурные сетки должны быть сварены или связаны вязальной проволокой диаметром 1,4–1,6 мм во всех точках пересечения стержней. Площадь сечения нерабочих (конструктивных) стержней и поперечной арматуры следует принимать из стали классов S240 и не менее 10 % от площади сечения рабочей арматуры. Шаг поперечной арматуры назначается не более 300 мм.

Толщина защитного слоя бетона подошвы фундамента должна быть, как правило, не менее диаметра стержня и не менее 80 мм для монолитных фундаментов (при наличии бетонной подготовки – 45 мм), для сборных фундаментов – не менее 45 мм.

Подколонники рекомендуется армировать, если это необходимо по расчету, вертикальными сварными плоскими сетками, объединенными в пространственный каркас. Сетки рекомендуется устанавливать по четырем сторонам сечения подколонника.

В случае, когда по расчету принято бетонное сечение подколонника, пространственный каркас устанавливается только в пределах стаканной части с заглублением ниже дна стакана на величину не менее 35 диаметров продольной арматуры.

При расчетном или конструктивном армировании подколонника, диаметр продольных стержней вертикальной арматуры принимается не менее 12 мм. В бетонном подколоннике – не менее 10 мм.

Горизонтальное армирование стаканной части подколонника осуществляется сварными плоскими сетками с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана. Продольная вертикальная арматура должна размещаться внутри горизонтальных сеток.

Диаметр стержней сеток принимается не менее 8 мм и не менее четверти диаметра продольной арматуры вертикального армирования подколонника.

Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры подколонника должна быть не менее 30 мм. При необходимости косвенного армирования дна стакана устанавливают сварные сетки от двух до четырех.

Если толщина стенок подколонника (стакана) поверху более 200 мм и более 0,75 глубины стакана или более 0,75 высоты верхней ступени фундамента, стенки подколонника (стакана) можно не армировать.

Подколонник ниже дна стакана армируют аналогично колоннам. Размеры по высоте подколонника и плитной части назначают кратными 150 мм.

Стыкование колонны с фундаментами в монолитнои железобетоне осуществляют посредством выпусков арматуры из фундаментов. Выпуски с арматурой колонн стыкуют внахлестку. Длина заделки арматуры в фундамент и выпусков из фундамента должна назначаться согласно требованиям 11.2.29 – 11.2.41 [2]. Выпуски доводятся до подошвы фундамента и являются продольной арма­турой подколонника.

Фундаменты изготавливают из бетона класса не менее С ¹⁶/₂₀ (ХС2) [таблица 5.2, 2]. Под монолитными фундаментами в любых грунтах устраивается бетонная подготовка из бетона класса не ниже С ⁶/₈ толщиной 100 мм с размерами в плане, превышающими размеры подошвы фундамента на 100 мм (для каждой стороны).