Подземная часть здания и сооружения представляет собой две взаимосвязанные системы «фундамент» — «грунтовое основание», зависящие от конструктивных особенностей надземного сооружения (способа передачи нагрузки, материалов конструкций, пространственной жесткости, назначения и т. д.).
Фундаменты устраиваются для передачи нагрузок от конструкций зданий и сооружений, установленного в них технологического и другого оборудования и полезных нагрузок на грунты основания. Основание, воспринимая эти нагрузки, претерпевает, как правило, неравномерные деформации, что вызывает появление в конструкциях дополнительных перемещений и усилий. Неправильное проектирование, подготовка оснований и возведение фундаментов могут привести к тому, что даже выполненная согласно проекту конструкция сооружения перестанет удовлетворять предъявляемым к ней эксплуатационным требованиям. Мировой опыт строительства показывает, что большинство аварий построенных зданий и сооружений вызвано ошибками, связанными с возведением фундаментов и устройством оснований.
▪️ПРАВИЛЬНОЕ ОСНОВАНИЕ под ФУНДАМЕНТ▪️подробно ИНЖЕНЕРНАЯ ПОДГОТОВКА▪️
Одной из характерных особенностей неправильного возведения фундаментов является то, что его отрицательное действие проявляется после накопления грунтами основания достаточных деформаций, то есть, как правило, в период эксплуатации сооружения. Известны случаи, когда уже построенные и заселенные здания из-за развития чрезмерных деформаций приходилось срочно подвергать сложным ремонтно-восстановительным работам, а нередко и полностью или частично разбирать. Таким образом, ошибки, допущенные при проектировании и возведении фундаментов, или стремление к неоправданной экономии ресурсов могут потребовать проведения дополнительных мероприятий, стоимость которых во много раз превысит стоимость фундаментов.
Стоимость фундаментов составляет в среднем 12% от стоимости строительства, а в сложных инженерно-геологических условиях может достигать 20-30% и более. Поэтому необоснованное принятие чрезмерно сложных для конкретных условий конструкций фундаментов и производства работ по их возведению приведет к неоправданному удорожанию строительства.
Важно отметить, что технология работ по подготовке оснований и устройству фундаментов и подземных частей зданий во многом отличается от работ по возведению подземных сооружений. В зависимости от типа сооружения, рельефа местности, инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки, климатических и метеорологических условий района строительства, даже времен года, когда выполняются эти работы, технология производства строительных работ может значительно изменяться. Правильный выбор технологии подготовки оснований и устройства фундаментов имеет очень большое значение для надежного и экономичного строительства сооружений.
На основании вышеизложенного можно сформулировать общие требования, предъявляемые в действующих нормативных документах к проектированию оснований и фундаментов:
- ? обеспечение прочности и эксплуатационных параметров зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации не должны превышать допустимых величин);
- ? максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов основания, а также прочности материала фундамента;
- ? достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости, сокращение сроков строительства.
Соблюдение этих положений основывается на выполнении указанных ниже условий:
- ? комплексный учет при выборе типа оснований и фундаментов инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки;
- ? учет влияния конструктивных и технологических особенностей сооружения на его чувствительность к неравномерным осадкам;
- ? оптимальный выбор методов выполнения работ по подготовке оснований, устройству фундаментов и подземной части сооружений;
- ? расчет и проектирование оснований и фундаментов с учетом совместной работы системы «основание — фундаменты — конструкции сооружения».
Таким образом, проектирование оснований и фундаментов состоит в выборе типа основания (естественное или искусственное), конструктивного решения (в том числе материала) и размеров фундаментов (глубина заложения, размеры площади подошвы и т. д.), а также определении мероприятий, применяемых для уменьшения влияния деформаций основания на эксплуатационную пригодность и долговечность сооружения.
Подготовка оснований под фундамент.
Подготовка оснований начинается с осушения участка, если он затоплен. В этом случае, как отмечено ранее, силами специализированной организации делают дренаж: траншейный, трубчатый, скважинный. Вид дренажа выбирают с учетом грунтовых условий, рельефа территории и имеющихся средств. Для индивидуального застройщика подготовка начинается, как правило, с рытья водоотводных канав.
При подготовке основания непосредственно под фундамент постройки прежде всего в пределах пятна застройки снимают растительный слой и планируют поверхность.
Если в основании фундамента постройки залегают грунты, которые должны быть уплотнены, то их целесообразно уплотнить трамбованием. Для этого после откопки траншеи или ямы почти до отметки подошвы фундамента начинают трамбовать основание с краев к середине с помощью ручных трамбовок, представляющих собой круглый обрубок бревна диаметром около 30 см и высотой 65—75 см, в верхний торец которого врезана ручка . Иногда трамбовку делают из толстого и короткого обрубка бревна с вертикальной ручкой. Нижний торец трамбовки часто обивают толстой листовой сталью. Масса ручной трамбовки 12—15 кг. Если необходимо уплотнить грунт на большую глубину, применяют тяжелые трамбовки массой 130—300 кг, которые поднимают тросом Лебедки, перекинутым через блок, укрепленный в вершине треноги, сделанной из подтоварника. Трамбованием уплотняется верхний слой грунта толщиной 0,3—0,4 м.
Более ощутимые результаты по уплотнению можно достигнуть втрамбовыванием щебня. Для этого на дно траншеи или ямы насыпают слой щебня толщиной 0,1—0,15 м и втрамбовывают его в грунт, начиная от краев траншеи к середине. После втрамбовывания первого слоя насыпают и вбивают второй. Для этого желательно использовать более тяжелую трамбовку. Втрамбовывание осуществляют до тех пор, пока щебень не будет разбиваться в мелочь, трамбовка будет отскакивать от грунта и издавать не глухой, а звонкий звук, не будет появляться между частицами щебня грунт.
Если сопротивление грунта основания увеличить невозможно, то увеличивают площадь, через которую нагрузка от фундамента передается на естественный грунт. Это достигают выемкой слабого грунта и засыпкой песчаной подушки, толщину которой назначают такой, чтобы давление под ее подошвой с учетом ее массы не превышало расчетного сопротивления естественного грунта основания.
Ширину подушки определяют в соответствии со схемой на рис. 2, где ф — угол внутреннего трения песка (для песков средней крупности и крупных можно принять Ф = 36°, tg ф = 0,725; для мелких песков — ф = 32°, tg ф = 0,62). Песчаную подушку укладывают слоями толщиной 15—20 см уплотняют трамбованием. Если в основании залегают фильтрующие грунты, можно уплотнять подушку поливом воды.
Песок подушки, если он сухой, перед уплотнением поливают водой. Подушки можно отсыпать и на поверхность грунта. Их материалом могут быть щебень, песок, шлаки.
В случае залегания вблизи поверхности торфов, сапропелей, заторфованных и других слабых грунтов необходима их замена песчаным грунтом или выполнение свайного фундамента, передающего нагрузку на более прочные грунты. Грунты верхнего слоя заменяют и в случае, если они сильно или чрезвычайно пучинистые. В этом случае замену на непучинистый грунт осуществляют на глубину, равную 2/3 глубины сезонного промерзания грунта.
Источник: studwood.net
Требования, предъявляемые к основаниям и фундаментам
Проектирование любого здания или сооружения связано с решением одной из наиболее сложных задач – оценкой несущей способности основания и выбора конструкций, материалов и методов возведения фундаментов. Сложность задачи предопределяется многообразием свойств грунтов и условий их залегания. Для успешного решения этой задачи необходимо, прежде всего, иметь как можно более подробные материалы о геологических и гидрогеологических условиях площадки проектируемого сооружения и свойствах грунтов основания с учетом их природного состояния и возможных последующих изменений под воздействием нагрузок от эксплуатируемого сооружения. Ведь именно от состояния основания во многом зависит долговечность и эксплуатационные свойства здания.
Основание должно иметь прочность, исключающую возможность выпирания грунта из-под фундамента; характеризоваться сжимаемостью грунтов, предотвращающей появление недопустимых равномерных и неравномерных осадок здания или сооружения; быть устойчивым против вымывания или выщелачивания грунта из-под фундаментов при воздействии потоков подземных или поверхностных вод; обладать необходимой устойчивостью против сдвига.
Итак, основные требования к основанию:
· достаточная прочность, т.е. малая сжимаемость и неподвижность,
· стойкость к воздействию текучих и агрессивных вод.
Фундамент должен обеспечить передачу расчетных нагрузок от сооружаемого объекта на основание с достаточными запасами прочности; иметь глубину заложения, при которой исключалось бы неблагоприятное воздействие пучение грунта при замерзании на прочность основания; выполняться из материала, устойчивого против разрушающих воздействий периодического увлажнения с промораживанием и агрессивного воздействия подземных вод.
Итак, основные требования к фундаментам: прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и скольжение, стойкость к воздействию грунтовых вод, стойкость к химической и биологической агрессии.
Источник: studopedia.ru
6.4 Требования к основаниям и фундаментам
6.4.1.1 В перечень исходных данных для проектирования основания и фундамента под резервуар должны входить данные инженерно-геологических изысканий (для районов распространения многолетнемерзлых грунтов — данные инженерно-геокриологических изысканий).
Объем и состав инженерных изысканий определяют с учетом действующих нормативных документов* и требований настоящего стандарта.
6.4.1.2 Материалы инженерно-геологических изысканий площадки строительства должны содержать следующие сведения о грунтах и грунтовых водах:
— физико-механические характеристики грунтов (плотность грунтов ρ, удельное сцепление фунтов с, угол внутреннего трения φ, модуль деформации E, коэффициент пористости е, показатель текучести lL и др.);
— расчетный уровень грунтовых вод с учетом прогноза изменения гидрогеологического режима грунтовых вод на период срока службы без учета их объемов.
В районах распространения многолетнемерзлых фунтов изыскания должны обеспечить получение сведений о составе, состоянии и свойствах мерзлых и оттаивающих фунтов, криогенных процессов и образованиях, включая прогнозы изменения инженерно-геокриологических условий проектируемых резервуаров с геологической средой.
6.4.1.3 Число геологических выработок (скважин) определяется площадью резервуара и должно быть не менее четырех (одна — в центре и три — в районе стенки, т. е. 0,9-1,2 радиуса резервуара). В дополнение к скважинам допускается исследование грунтов методом статического зондирования.
При проведении инженерных изысканий следует предусматривать исследование грунтов на глубину активной зоны (ориентировочно 0,4-0,7 диаметра резервуара) в центральной части резервуара и не менее 0.7 активной зоны — в области стенки резервуара. При свайных фундаментах на глубину активной зоны ниже подошвы условного фундамента (острия свай).
В районах с повышенной сейсмической активностью необходимо предусмотреть проведение геофизических исследований грунтов основания резервуаров и микросейсморайонирования.
6.4.1.4 При разработке проектов оснований и фундаментов следует руководствоваться положениями действующих нормативных документов* и требованиями настоящего стандарта.
6.4.2 Основные требования к проектным решениям оснований
6.4.2.1 Грунты, деформационные характеристики которых обеспечивают допустимые осадки резервуаров. следует использовать в естественном состоянии как основание для резервуара.
6.4.2.2 Для грунтов, деформационные характеристики которых не обеспечивают допустимые осадки резервуаров, предусматривают инженерные мероприятия по их упрочнению либо устройство свайного фундамента.
6.4.2.3 Для просадочных грунтов предусматривают устранение просадочных свойств в пределах всей просадочной толщи или устройство свайных фундаментов, полностью прорезающих просадочную толщу.
6.4.2.4 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на набухающих грунтах, в случае если расчетные деформации основания превышают предельные, предусматривают проведение следующих мероприятий:
— полная или частичная замена слоя набухающего грунта ненабухающим;
— применение компенсирующих песчаных подушек;
— устройство свайных фундаментов.
6.4.2.5 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на водонасыщенных пылеватоглинистых, биогенных грунтах и илах, в случае если расчетные деформации основания превышают допустимые, должно предусматриваться проведение следующих мероприятий:
— устройство свайных фундаментов;
— для биогенных грунтов и илов — полная или частичная замена их песком, щебнем, гравием и т. д.;
— предпостроечное уплотнение грунтов временной пригрузкой основания (допустимо проведение уплотнения грунтов временной нагрузкой в период гидроиспытания резервуаров по специальной программе).
6.4.2.6 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на подрабатываемых территориях. в случае если расчетные деформации основания превышают допустимые, должно предусматриваться проведение следующих мероприятий;
— устройство сплошной железобетонной плиты со швом скольжения между днищем резервуара и верхом плиты;
— применение гибких соединений (компенсационных систем) в узлах подключения трубопроводов;
— устройство приспособлений для выравнивания резервуаров.
6.4.2.7 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на закарстованных территориях, предусматривают проведение следующих мероприятий, исключающих возможность образования карстовых деформаций:
— заполнение карстовых полостей;
— прорезка карстовых пород глубокими фундаментами;
— закрепление закарстованных пород и (или) вышележащих грунтов.
Размещение резервуаров в зонах активных карстовых процессов не допускается.
6.4.2.8 При применении свайных фундаментов концы свай заглубляют в малосжимаемые грунты и обеспечивают требования к предельным деформациям резервуаров.
Свайное основание может быть как под всей площадью резервуара — «свайное поле», так и «кольцевым» — под стенкой резервуара.
6.4.2.9 Если применение указанных в 6.4.27, 6.4.2.8 мероприятий не исключает возможность превышения предельных деформаций основания (или в случае нецелесообразности их применения), предусматривают специальные устройства (компенсаторы) в узлах подключения трубопроводов, обеспечивающие прочность и надежность узлов при осадках резервуаров, а также устройство для выравнивания резервуаров.
6.4.2.10 При строительстве в районах распространения многолетнемерзлых грунтов при использовании грунтов основания по первому принципу (с сохранением фунтов в мерзлом состоянии в период строительства и эксплуатации) предусматривают их защиту от воздействия положительных температур хранимого в резервуарах продукта. Это достигается устройством проветриваемого подполья типа «Высокий ростверк» или применением теплоизоляционных материалов в сочетании с принудительным охлаждением фунтов — термостабилизацией.
6.4.2.11 Грунтовые подушки следует выполнять из послойно уплотненного при оптимальной влажности фунта, модуль деформации которого после уплотнения должен быть не менее 15 МПа, коэффициент уплотнения — не менее 0,90.
Уклон откоса фунтовой подушки следует выполнять не более 1:1,5.
Ширина горизонтальной части поверхности подушки за пределами окрайки, м, должна быть:
0,7 — для резервуаров объемом не более 1000 м 3 ;
1,0 — для резервуаров объемом более 1000 м 3 и, независимо от объема, для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более.
Поверхность подушки за пределами периметра резервуара (горизонтальная и наклонная части) должна быть защищена отмосткой.
6.4.3 Основные требования к проектным решениям фундаментов
6.4.3.1 В качестве фундамента резервуара может быть использована грунтовая подушка (с железобетонным кольцом под стенкой и без него) либо железобетонная плита. Рекомендуемые конструктивные решения фундаментов резервуаров показаны на рисунках 24-26.
6.4.3.2 Для резервуаров объемом 2000-3000 м 3 под стенкой резервуара устанавливают железобетонное фундаментное кольцо шириной не менее 0,8 м и не менее 1,0 м — для резервуаров объемом более 3000 м 3 . Толщину кольца принимают не менее 0,3 м.
Рисунок 24 — Грунтовая подушка
Рисунок 25 — Кольцевой железобетонный фундамент
Рисунок 26 — Сплошная железобетонная плита
6.4.3.3 Для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более фундаментное кольцо устраивают для всех резервуаров, независимо от объема, шириной не менее 1,5 м, а толщину кольца принимают не менее 0,4 м. Фундаментное кольцо рассчитывают на основное, а для площадок строительства с сейсмичностью 7 баллов и более — также на особое сочетание нагрузок.
6.4.3.4 Под днищем резервуара должен быть предусмотрен гидроизолирующий слой, выполненный из асфальтобетона по ГОСТ 9128 или песчаного грунта, пропитанного нефтяными вяжущими добавками. Применяемые песок и битум не должны содержать коррозионно-активных агентов. Толщина гидроизолирующего слоя под центральной частью днища — не менее 50 мм, под окрайкой днища — не менее 20 мм.
6.4.3.5 При устройстве фундамента резервуара должно быть предусмотрено проведение мероприятий по отводу грунтовых вод и атмосферных осадков из-под днища резервуара.
6.4.4 Балочные конструкции фундаментов
Для оперативного обнаружения протечек продукта через повреждения днища (коррозионные, механические) допускается применять конструкции с опиранием днища на систему из стальных или бетонных опорных балок, т. е. днище может не иметь сплошного основания.
Расположение опорных балок должно обеспечивать вентиляцию пространства под днищем и не должно затруднять визуальное наблюдение за появлением протечек продукта.
Конструктивные схемы расположения опорных балок показаны на рисунке 27. Согласно этим вариантам стенка резервуара не имеет сплошной кольцевой опоры, поэтому в проекте КМ должны быть рассмотрены вопросы местной устойчивости стенки между опорными балками. Данные варианты опирания днищ рекомендуются для резервуаров, имеющих толщину нижнего пояса не более 14 мм и эксплуатируемых при температуре не более 100°С.
Толщину листов днища при опирании на балки и расстояние между балками следует определять расчетом из условий прочности и деформативности согласно требованиям действующих нормативных документов*.
Днища, не имеющие сплошного основания, должны быть сварены двусторонней автоматической сваркой. Для монтажных соединений днища, располагаемых на опорных балках, допускаются односторонние нахлесточные соединения или стыковые соединения на остающейся подкладке. В качестве подкладки допускается использовать верхний пояс опорной балки.
6.4.5 Нагрузки на основание и фундамент
6.4.5.1 Статические нагрузки на центральную часть днища резервуара определяют, исходя из максимального проектного уровня налива и плотности хранимою продукта или воды при гидроиспытаниях.
Вертикальная и горизонтальная составляющие N0, NR погонной нагрузки на фундаментное кольцо под стенкой резервуара определяются гидростатическим давлением на уровне днища, полным весом стенки и крыши резервуара, включая оборудование и теплоизоляцию, а также снеговой нагрузкой, избыточным давлением и разряжением (вакуумом) в газовом пространстве резервуара. При расчете нагрузок на фундамент необходимо учитывать дополнительное к N0 вертикальное погонное усилие QR, возникающее вследствие отрыва части окраечного кольца от основания, а также горизонтальное погонное усилие NR = F, где F — Qy — kТ (N0 + QR), если F>0, и NR — Qy, если F≤0. Здесь Qy — погонное перерезывающее усилие в уторном узле, kТ — коэффициент трения днища по основанию под стенкой резервуара.
6.4.5.2 При сейсмическом воздействии погонное усилие на фундаментное кольцо увеличивается за счет периодической составляющей опрокидывающего момента на корпус. Амплитуду и частоту нагрузки от сейсмического воздействия определяют при выполнении прочностного сейсмического расчета корпуса резервуара.
* На территории Российской Федерации действует СП 28.13330.2012 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии».
Источник: sarrz.ru
Требования к основаниям и фундаментам
Основание в любом капитальном здании является важнейшей его частью, которое в значительной степени обеспечивает долговечность и надежность функционирования сооружения на протяжении не одного десятилетия. Поэтому ко всем фундаментным основаниям предъявляется целый ряд технологических требований.
Основные требования к фундаментам
Устойчивость к температурным перепадам и долговечная и неизменная прочность в широком диапазоне колебаний атмосферных условий, в которых эксплуатируется дом, достигается:
- выбором конструкции фундамента;
- подбором именно местных материалов, что влияет на стоимость капиталовложений в строительство дома;
- работами по гидро- и теплоизоляции, как самого основания, так и цокольного этажа здания.
Экономичность и максимальная функциональность всей площади, которую будет занимать конкретный дом, достигается:
- на стадии проектирования, когда производятся технические и экономические расчеты по будущей эксплуатации сооружения;
- производством согласований с соответствующими организациями по вопросам подводки к дому, подключения и обслуживания коммунальных сетей;
- на стадии организации выполнения всех работ по устройству фундамента, что может значительно сократить сроки возведения всего сооружения.
Конструкционные особенности разных типов
Минимизируя стоимость, трудозатратность и материалоемкость строительства, а также сокращая сроки капиталовложений, нельзя пренебрегать требованиями к основаниям и фундаментам, чтобы не допустить даже минимальной неравномерной осадки. Поэтому с конструкцией основания дома нужно все же определяться, исходя со следующих трех главных соображений:
- какая максимальная статическая и динамическая нагрузки будут воздействовать на основание дома на протяжении всего срока, который планируется эксплуатировать здание;
- насколько полно и интенсивно будет использоваться территория, на которой планируется построить сооружение (этажность, наличие подвалов, гаражей, подъездных путей и прочее);
- от типа и устойчивости грунта к механическим воздействиям и к влиянию на него атмосферной влаги и годичных температурных колебаний.
По конструкции и принципам сооружения фундаменты можно условно разделить на три вида: ленточный, столбчатый и монолитный, которые могут иметь самую разную массивность и глубину залегания в почве.
Ленточный тип является относительно дешевой конструкцией, так как создается только непосредственно под стенами здания. Такое основание целесообразно использовать на целинных, нетронутых участках земли, при необходимости усиливая бутобетон железной арматурой, связанную или сваренную в единый комплекс.
Наименьшие технические требования предъявляются к фундаментам, которые несут на себе стены жилых одноэтажных домов.
Поэтому в частном строительстве наиболее часто при создании основания здания используется ленточный тип конструкции, сооружаемый из бутобетона. Если отсутствуют грунтовые воды и нетронутый грунт обладает низкой гигроскопичностью (например , песчаный грунт), то допускается кладка основания одноэтажного частного дома с пережженного керамического кирпича.
Процесс монтажа сваи
Столбчатый тип состоит из комплекса свай, которые служат опорой для основания здания. Он применяется на тех участках, где имеется неглубокое залегание грунтовых вод и подвижный грунт.
Применение свай позволяет использовать под строительство практически любой участок земли, максимально изолируя дом специальными средствами от влияния атмосферной и грунтовой влаги. Сами сваи производятся промышленностью и обладают определенными техническими параметрами, которые должны соответствовать утвержденным ГОСТам.
Применение монолитного типа фундамента, который создается, например, с применением железобетона, практически полностью исключает усадку основания здания на протяжении всего срока его эксплуатации. Это является главным достоинством монолитного типа фундамента, которое склоняет застройщика при выборе основания дома остановиться именно на нем.
На практике в зависимости от конкретных условий строительства и функциональности сооружений, применяются также различные комбинации трех основных типов конструкций фундаментов жилых и промышленных зданий.
Влияние герметичности основания дома на его санитарное состояние
Кроме прочностных характеристик, предъявляются еще и санитарные требования к основаниям домов и их фундаментам. Капитальные сооружения эксплуатируются долгое время. Поэтому те части конструкций, которые скрыты под толщей грунта и к которым не будет свободного доступа после окончания строительства, необходимо защитить от промерзания и влаги еще на стадии проектирования и строительства. На видео Вы увидите, как провести работы по изоляции фундамента грамотно и без ошибок.
Причины, из-за которых обязательно необходимо производить работы по тепло- и гидроизоляции основания любого сооружения:
- Если фундамент не будет иметь хорошей теплоизоляции, в жилых помещениях дома может создаваться эффект «холодных полов». Этот эффект всегда отрицательно влияет не только на качество труда и жизни в них, но также неизменно снижает энергетическую эффективность здания.
- Наличие влаги в теле фундамента в сочетании с периодическими циклами «промерзание-размерзание» может привести сначала к его разрушению, а потом и к проседанию всего здания.
- При плохой тепло- и гидроизоляции стены от бетонного основания дома, внутри помещения зимой может возникать температурный режим «точки росы», который приводит к появлению на стенах сначала конденсата, а потом и плесени.
Хорошим решением по защите фундамента здания от промерзания грунта, талых вод и дождей является устройство бетонной отмостки по периметру дома. При наличии грунтовых вод под сооружением защитить фундамент от постоянного влияния воды обычной гидроизоляцией достаточно проблематично. Поэтому необходимо заранее позаботиться о создании эффективной дренажной системы вокруг здания.
Источник: fundamentaya.ru