Характеристика. 
Понятие и классификация фундаментов

Фундаменты, так же как и перекрытия, являются неотъемлемой частью любого здания. В подавляющем большинстве случаев их выполняют из железобетона. Они передают нагрузку от опирающихся на них колонн или стен на основание. Фундаменты бывают трех типов: отдельные — под каждой колонной (рис. 1, а), ленточные — под рядами колонн в одном или двух направлениях (см. рис. 5), а также под стенами (рис. 1, б), сплошные. — под всем сооружением (рис. 1, в). Тип фундамента выбирают из сопоставления его стоимости, расхода материалов и трудовых затрат с учетом эксплуатационных и конструктивных требований. Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках, хороших грунтах и достаточно редком расположении колонн. При больших нагрузках и относительно слабых грунтах делают ленточные фундаменты. Последние особенно целесообразны при неоднородных грунтах и различных по величине нагрузках. Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна, то устраивают сплошные фундаменты.

Рис. 1. Типы железобетонных фундаментов

Ленточные фундаменты

По очертанию в профиле ленточный фундамент под стену в простейшем случае представляет собой прямоугольник. Его ширину устанавливают немного больше толщины стены, предусматривая с каждой стороны небольшие уступы по 50…150 мм. Однако прямоугольное сечение фундамента на высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта.

а — схема: 1 — подошва фундамента, 2 — тело фундамента, 3 — отметка глубины заложения фундамента, 4 — отметка глубины промерзания грунта, 5 — отметка уровня грунтовых вод, 6 — планировочная отметка, 7 — стена, 8 — уровень пола I этажа, 9 — обрез фундамента, hф — глубина заложения фундамента, b — ширина подошвы фундамента Чаще всего для передачи давления на грунт и обеспечения его несущей способности необходимо увеличивать площадь подошвы фундамента путем ее уширения. Теоретической формой сечения фундамента в этом случае является трапеция, где угол б определяет распространение давления и принимается для бутовой кладки и бутобетона от 27 до 33°, для бетона — 45°. Устройство таких трапецеидальных фундаментов связано с определенными трудозатратами, поэтому практически такие фундаменты в зависимости от расчетной ширины подошвы выполняют прямоугольными или ступенчатой формы с соблюдением правила, чтобы габариты фундамента не выходили за пределы его теоретической формы. Размеры ступеней по ширине принимают 20…25 см, а по высоте — соответственно 40…50 см.

а — ленточный под стены, б — ленточный под колонны, в — столбчатый под стены, г — отдельный под колонну, д — сплошной безбалочный, е — сплошной балочный, ж — свайный, 1 — стена, 2 — ленточный фундамент, 3 — железобетонная колонна, 4 — железобетонная фундаментная балка, 5 — столбчатый фундамент, 6 — ростверк свайного фундамента, 7 — железобетонная фундаментная плита, 8 — сваи По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м — из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ширина — от 0,15 до 0,25 м. Устройство монолитных бутобетонных, бетонных и железобетонных фундаментов требует проведения опалубочных работ. Кладку бутовых фундаментов производят на сложном или цементном растворе с обязательной перевязкой (несовпадением) вертикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором).

Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением в его толщу (в целях экономии бетона) отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фундамента.

Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного индустриального строительства, а для их устройства трудно механизировать работы. Бутовые и бутобетонные фундаменты весьма трудоемки при возведении, поэтому их применяют в основном в районах, где бутовый камень является местным материалом.

Более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления, которые в настоящее время имеют наибольшее распространение. При их устройстве трудовые затраты на строительство уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева.

Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при песчаных грунтах или на песчаную подушку толщиной 100 … 150 мм, которая должна быть тщательно утрамбована.

Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм. Вертикальные колодцы, образуемые торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечивается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6 … 10 мм.

Блоки-подушки изготовляют толщиной 300 и 400 мм и шириной от 1000 до 2800 мм, а блоки-стенки — шириной 300, 400, 500 и 600 мм, высотой 580 и длиной от 780 до 2380 мм.

В практике строительства применяют также сборные фундаментные блоки, имеющие толщину 380 мм при толщине надземных стен 380, 510 и 640 мм. При такой конструкции прочность материала фундамента используется полнее, и в результате получается экономия бетона. Этой же цели соответствует устройство так называемых прерывистых фундаментов, в которых блоки-подушки укладывают на расстоянии 0,3 … 0,5 м друг от друга. Промежутки между ними заполняют песком.

Строительство крупнопанельных зданий и зданий из объемных блоков потребовало разработки новых конструктивных решений фундаментов. Фундамент состоит из железобетонной плиты толщиной 300 мм и длиной 3,5 м и установленных на них панелей, представляющих собой сквозные безраскосные железобетонные фермы, имеющие толщину 240 мм и высоту, равную высоте подвального помещения. Соединяются элементы между собой с помощью сварки закладных стальных деталей.

При строительстве зданий на участках со значительными уклонами фундаменты стен выполняют с продольными уступами. Высота уступов должна быть не более 0,5 м, а длина — не менее 1,0 м. Этим же правилом пользуются при устройстве перехода фундаментов внутренних стен к фундаментам наружных при разных глубинах их заложения.

Если необходимо обеспечить независимую осадку двух смежных участков здания (например, при их разной этажности), то при устройстве ленточных монолитных фундаментов в их теле устраивают сквозные, разъединяющие фундамент зазоры. Для этого в зазоры вставляют доски, обернутые толем. В подвальных зданиях доски с наружной стороны вынимают и швы в этих местах заполняют битумом. Если фундаменты сборные, то для обеспечения необходимого зазора блоки укладывают так, чтобы вертикальные швы совпадали.

В местах пропуска различных трубопроводов (водопровода, канализации и др.) в монолитных фундаментах заранее предусматривают соответствующие отверстия, а в сборных между блоками — необходимые зазоры с последующей их заделкой.