Виды грунтов и их свойства.
Скальныегрунты – залегают в виде сплошного массива (граниты, кварциты, известняки) или в виде трещиноватого слоя. Они водоустойчивы, несжимаемы, не подвержены пучению, являются надежным основанием. Крупнообломочные– несвязные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50%).к ним относятся: щебень, галька, гравий. Эти грунты малосжимаемы, водоустойчивы, непучинисты, являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный грунт. Песчаные– состоят из частиц от 0,1- 2мм. В зависимости от крупности частиц пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые. Пески гравелистые, крупные, средней крупности под нагрузкой быстро уплотняются, поэтому осадка сооружения быстро прекращается, при замерзании не вспучиваются и являются прочным и надежным основанием. Пески мелкие и пылеватые при увлажнении и последующем замерзании становятся пучинистыми, несущая способность при увлажнении уменьшается. Глинистые – связные грунты, состоящие из частиц крупностью менее 0,005 мм. Несущая способность зависит от влажности, в сухом и маловлажном состоянии воспринимают значительные нагрузки, при увлажнении несущая способность снижается. Отличаются длительной осадкой под нагрузкой и вспучиванием при замерзании. Лессовые –глинистые грунты с содержанием большого количества пылеватых частиц и наличием крупных пор. Эти грунты в сухом состоянии обладают достаточной несущей способностью. При увлажнении структура лессовых грунтов разрушается, и под действием нагрузки образуются просадки. При использования таких грунтов в качестве оснований требуются специальные меры по укреплению и защите от увлажнения. Насыпные –образовавшиеся искусственно при засыпке оврагов, прудов, местных свалок. Такие грунты неоднородны по структуре, обладают неравномерной сжимаемостью. Грунт, работающий как основание здания не должен подвергаться пучению, т.е. увеличению объема при замерзании влаги, находящейся в его порах (в соответствии с этим требованием, выбирают глубину заложения фундамента, которая должна быть согласована с глубиной промерзания грунта в районе строительства; пучинистые грунты создают очень большое давление на здание снизу вверх, что приводит к перекосу здания и даже к его разрушению).
Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим ее на основание. Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называется обрезом,а нижняя его плоскость, соприкасающаяся с основанием – подошвой фундамента. Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называютглубиной заложения фундамента.Назначение здания, наличие в нем подвалов, глубина промерзания, уровень грунтовых вод – всё это влияет на глубину заложения фундамента. Если основание состоит из влажного мелкозернистого грунта (песка мелкого, пылеватого, супеси, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта. В непучинистых грунтах (крупнообломочных, песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов не зависит от глубины промерзания, однако она должна быть не менее 0,5м от уровня спланированной земли.
Глубина заложенного фундамента под внутренние стены и столбы отапливаемых зданий принимается независимо от глубины промерзания грунта, ее назначают не менее 0,5 м. Необходимо, чтобы фундаменты внутренних и наружных стен опирались на однородный грунт во избежание неравномерных осадок.
По конструктивным схемам фундаменты: (рис. 1) ленточные, располагаемые непрерывной лентой под несущими стенами здания; столбчатые, в виде отдельных опор под колоннами; сплошные, в форме массивной плиты под зданием; свайные, в виде железобетонных или других стержней, забитых в грунт.
Ленточные фундаменты устраивают под несущими стенами бескаркасных зданий. По способу устройства фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают: из бутового камнярваной формы илибутовой плиты; бутобетонные фундаменты изготовляют из бетона класса В5 с включением в его толщу отдельных кусков бутового камня; бетонные–выполняют в опалубке из монолитного бетона классов прочности на сжатие В7,5 – В30.
Более эффективными являютсябетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления (рис. 2), состоящие из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладываются непосредственно на выровненное основание или на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100-150 мм. Блоки укладываются на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм. Вертикальные колодцы, образующиеся торцами блоков, заполняют раствором. Продольные и поперечные стены ленточных фундаментов в местах сопряжения должны иметь перевязку, в горизонтальные швы закладывают арматурные сетки из стали диаметром 6-10 мм.
| Рис. 2. Блочные фундаменты из сборных плит и стеновых блоков а – сплошные; б – прерывистые; 1 – фундаментные плиты; 2 - стеновые блоки |
Блоки-подушки изготавливают толщиной 300 и 400 мм, шириной от 800-2800 мм, а блоки-стенки шириной 300, 400, 500, 600 мм, высотой 300, 600 мм, длиной от 800 до 2400 мм. Прерывистые фундаменты монтируют из плит-подушек, укладываемых с разрывом 0,2 – 0,9 м друг от друга, промежутки между ними заполняются песком. Это сокращает расход материалов, уменьшает затраты труда, полнее используется несущая способность основания.
Если по расчету ширина подошвы фундамента не превышает ширины бетонного блока, то фундаменты выполняются без подушек.
Пример:
Расчет глубины заложения фундамента:
Район строительства – г. Тобольск;
Грунт основания – супеси с показателем текучести >0;
Уровень грунтовых вод – 4 м;
Определяем нормативную сезонную глубину промерзания грунта по формуле:
dn=d0×1.2,
где d0 – глубина промерзания;
По Приложению 1 d0=2,15м
dn=2,15×1,2=2,58 м;
Определяем расчетную глубину сезонного промерзания грунта df по формуле:
df=dn+(0,1-0,3);
т.к. супесь -пучинистый грунт
df=2,58+0,12=2,7 м;
Сравниваем с уровнем грунтовых вод dw:
dw> ≤df+2
4<2,7+2
4<4,7
Вывод: согласно Таблицы 2глубина заложения фундамента не менее df=2,7 м.
План фундамента, разрез фундамента под наружные и внутренние стены
| Поз | Обозначение | Наименование | Кол-во | Масса, т | Расход бетона, м3 | Расход стали, кг |
| ГОСТ 13580-85 | ФЛ 8.24 -1 | 1,15 | 0,46 | 2,5 | ||
| ГОСТ 13580-85 | ФЛ 8.12 -1 | 0,55 | 0,22 | 1,24 | ||
| ГОСТ 13580-85 | ФЛ 10.12 -1 | 0,65 | 0,26 | 1,87 | ||
| ГОСТ 13580-85 | ФЛ 10.24 -1 | 1,38 | 0,55 | 3,76 | ||
| ГОСТ 13580-85 | ФЛ 10.8 -1 | 0,42 | 0,17 | 1,24 | ||
| ГОСТ 13579-78 | ФБС 12.5.6 | 0,79 | 0,33 | 1,46 | ||
| ГОСТ 13580-85 | ФБС 9.5.6 | 0,59 | 0,24 | 0,76 | ||
| ГОСТ 13580-85 | ФБС 24.5.6 | 1,26 | 0,52 | 1,46 |
Контрольные вопросы:
1. Что называется обрезом фундамента?
2. Что называется подошвой фундамента?
3. Что называется глубиной заложения фундамента?
4. От чего зависит глубина заложения фундамента под наружные стены?
5. Какие грунты являются пучинистыми?
Литература:
1.Вильчик Н.П. « Архитектура зданий» М ИНФРА-М 2010
2. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений