Конструкции мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах

Конструкции мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах

Применение мелкозаглубленных фундаментов базируется на особом подходе к их проектированию, в основу этого подхода заложен расчёт оснований по деформациям пучения. При этом допускаются деформации основания (подъем, в том числе неравномерный), однако они должны быть меньше предельных, которые зависят от конструктивных особенностей зданий.
При расчете оснований по деформациям пучения учитываются пучинистые свойства грунта, передаваемое на него давление, жесткость фундамента и надфундаментных конструкций на изгиб. Надфундаментные конструкции рассматриваются не только как источник нагрузок на фундаменты, но и как активный элемент, участвующий в совместной работе фундамента с основанием. Чем больше жесткость конструкций на изгиб, тем меньше относительные деформации основания.
Передаваемое на грунт давление значительно (иногда в несколько раз) снижает подъем основания при пучении грунта. При подъеме мелкозаглубленных фундаментов действующие по их подошвам нормальные силы пучения резко уменьшаются.
Все конструкции мелкозаглубленных фундаментов и положения по их расчету прошли проверку при проектировании и строительстве малоэтажных зданий различного назначения — частных домов, хозяйственных построек, производственных сельскохозяйственных зданий вспомогательного назначенияи др.
В настоящее время во многих областях Европейской части РФ, в районах с глубиной промерзания до 1,7 м, на мелкозаглубленных и незаглубленных фундаментах построено свыше 1500 одно- и двухэтажных зданий из разных материалов — кирпича, блоков, панелей, деревянных щитов. Систематические инструментальные наблюдения за зданиями свидетельствуют о надежной работе мелкозаглубленных фундаментов. Применение таких фундаментов вместо традиционных, закладываемых ниже глубины промерзания грунтов позволило сократить: расход бетона на 50-80%, трудозатраты — на 40-70%.
Мелкозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах рекомендуется применять в массовом порядке при глубине промерзания до 1,7 м. При большей глубине промерзания пучинистых грунтов мелкозаглубленные фундаменты рекомендуется только для экспериментального строительства. Накопление опыта строительства объектов с мелкозаглубленными фундаментами в районах с большой глубиной промерзания позволит в дальнейшей расширить область применения их на пучинистых грунтах.
Мелкозаглубленные фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности (незаглубленные фундаменты). Таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действует незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю.
Как правило, под фундаментами устраиваются подушки толщиной 20-30 см из непучинистых материалов (песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак и др.). Применением подушки достигается не только частичная замена пучинистого грунта на непучинистый, но и уменьшение неравномерных деформаций основания. Толщина подушек и глубина заложения фундаментов определяется расчетом.
Основной принцип конструирования мелкозаглубленных фундаментов зданий с несущими стенами на пучинистых грунтах заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен здания объединяются в единую систему и образуют достаточно жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания. При мелкозаглубленных столбчатых фундаментах рама формируется из фундаментных балок, которые жестко соединяются между собой на опорах.
Для обеспечения совместной работы фундаментных элементов последние жестко соединяются между собой.
Указанные конструктивные мероприятия выполняются при строительстве на среднепучинистых (при интенсивности пучения, большей 0,05) сильно — и чрезмернопучинистых грунтах. В остальных случаях, фундаментные элементы укладываются свободно, не соединяются между собой. Количественным показателем пучинистости грунта является интенсивность пучения (f), характеризующая пучение элементарного слоя грунта.
Мелкозаглубленный фундамент конструктивно представляет собой бетонный или железобетонный элемент уложенный, как правило, на подушку или подсыпку из непучинистого материала, которые уменьшают перемещения фундамента как в период промерзания грунта, так и при его оттаивании. В качестве материала для устройства подушки (подсыпки) может быть использован песок гравелистый, крупный или средней круп­ности, мелкий щебень, котельный шлак, а также — непучинистые грунты, имеющее показатель дисперсности Д < 1.
В необходимых случаях для увеличения несущей способности основания целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеночной подушки, состоящей из смеси песка крупного, средней крупности (40%), щебня или гравия (60%).
При высоком уровне подземных вод и верховодке необходимо предусматривать меры к предохранению материала подушки от заиливания окружающим пучинистым грунтом. С этой целью следует обрабаты­вать грунт по контуру подушки различного вида вяжущими смазочными веществами или использовать полимерные материалы.
В зависимости от степени пучинистости грунта основания ленточные мелкозаглубленные фундаменты зданий со стенами из кирпича, блоков (газобетон, пенобетон и др. блоки), панелей следует устраивать:
— на практически непучинистых, слабопучинистых и среднепучинистых при (при степени пучинистости грунта f < 0,05) грунтах — из фундаментных блоков, укладываемых свободно, без соединения между собой;
— на среднепучинистых (при f > 0,05) и сильнопучинистых грунтах — из сборных железобетонных блоков, жестко соединенных между собой, или из монолитного железобетона.
На среднепучинистых грунтах могут применяться ленточные фундаменты из сборных блоков с устройством над ними и под ними армированных поясов;
— на сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах — армированные монолитные фундаменты с применением при необходимости армированных или железобетонных поясов над проемами верхнего этажа и в уровне перекрытий.
Независимо от степени пучинистости грунта при f > 0,05 ленточные фундаменты всех стен здания должны быть жестко связаны между собой, объединены в единую рамную конструкцию. Пример расчета ленточного фундамента я приводил ранее в сообществе построим свой дом.
Ленточные мелкозаглубленные фундаменты зданий из деревянных конструкций следует устраивать:
— на практически непучинистых и слабопучинистых грунтах — из сборных фундаментных блоков, укладываемых свободно, без соединения между собой;
— на среднепучинистых грунтах — из армированных блоков сечением 0,25х0,2 м и длиной не менее 2 м, укладываемых в два ряда с перевязкой швов;
— на сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах из сборных армированных блоков, жестко соединенных между собой, или монолитного железобетона.
Столбчатые мелкозаглубленные фундаменты на средне- и сильнопучинистых грунтах должны быть жестко связаны между собой фундаментными балками, объединенными в единую рамочную систему.
На практически непучинистых и слабопучинистых грунтах фундаментные балки соединять между собой не требуется. Это требование распространяется также на среднепучинистые грунты, подвергшиеся локальному уплотнению при устройстве фундаментов в вытрамбованных котлованах и фундаментов из забивных блоков.
При устройстве столбчатых фундаментов необходимо предусматривать зазор между фундаментными балками и планировочной поверхностью грунта. Зазор должен быть не менее расчетной деформации пучения ненагруженного грунта.
Сборные железобетонные элементы при устройстве на сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах мелкозаглубленных фундаментов в виде сплошных плит следует жестко соединять между собой.
Протяженные здания следует разрезать по всей высоте на отдельные отсеки, длина которых принимается: для слабопучинистых грунтов до 30 м, среднепучинистых — до 25 и, сильнопучинистых — до 20 м, чрезмерно пучинистых — до 15 м.

__________________________________________________

Почитать еще:

5 комментариев

  1. Константин Ткаченко сказал(а):

    Не экономьте на фундаменте, если глина- обязательно ниже глубины промерзания

    • Дом Благодатный сказал(а):

      [id128934554|Константин], глубоко заложенные фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют касательные силы пучения. Эти силы превосходят нагрузки, передаваемые малоэтажными частными зданиями на фундаменты, в результате чего фундаменты выпучиваются.
      Таким образом,материалоемкие и дорогостоящие фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания грунта, не обеспечивают надежную эксплуатацию малоэтажных зданий, построенных на пучинистых грунтах.
      Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Такие фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности(незаглубленные фундаменты). Таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действует незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю.
      Как правило, под фундаментами устраиваются подушки из непучинистых материалов(песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень и др.). Применением подушки достигается не только частичная замена пучинистого грунта на непучинистый, но и уменьшение неравномерных деформаций основания. Толщина подушек и глубина заложения фундаментов определяется расчетом.
      Основной принцип конструирования мелкозаглубленных фундаментов зданий с несущими стенами на пучинистых грунтах заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен здания объединяются в единую систему и образуют достаточно жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания.
      В настоящее время во многих областях Европейской части РФ и бывшей РСФСР, в районах с глубиной промерзания до 1,7 м, на мелкозаглубленных и незаглубленных фундаментах построено свыше 1500 одно- и двухэтажных зданий из разных материалов — кирпича, блоков, панелей, деревянных щитов. Систематические инструментальные наблюдения за зданиям в течение многих лет свидетельствуют о надежной работе мелкозаглубленных фундаментов. Применение таких фундаментов вместо традиционных, закладываемых ниже глубины промерзания грунтов позволило сократить: расход бетона на 50-80 %, трудозатраты — на 40-70%.

      • Константин Ткаченко сказал(а):

        [id340584968|Дом], если смета 6 млн.руб. задумаешься, рисковать ли такими деньгами.В настоящее время от ленточки уходят, плиты и реже свайно- ростверковый, и опять же качество зависит от квалификации и добросовестности бригады.,плюс скупой платит дважды.

        • Дом Благодатный сказал(а):

          [id128934554|Константин], конечно я не против жестких монолитных ГЗЛФ на пучинистых грунтах, при условии обратной засыпки непучинистым грунтом. С плитой тоже есть риски , вообще плита имеет смысл при небольших размерах дома. В противном случае даже тонна арматуры в ней не даст гарантии защиты от трещин в стенах , ввиду небольшой жесткости. В свайно-ростверковом фундаменте гораздо чаще встречаются ошибки (недостаточный шаг, размер свай, поперечное сечение ростверка, армирование и др.)
          Поэтому считаю наиболее надежным вариантом фундамента при непросадочных глинистых и песчано-глинистых грунтах — ленточный.
          p.s.: любой фундамент требует расчёт на основании геологии и проектных данных)

          • Константин Ткаченко сказал(а):

            [id340584968|Дом], климат в последнее время кардинально изменился- зимы мягкие, а я помню зимы конца 60-х начало 70- х морозы до -40 доходили и занятия в школе в зависимости от классов отменяли.Всё подчиняется циклам плюс не разумная деятельность человека.Я не удивлюсь зимам в средней полосе с температурой января -30.Поправку на изменение климата сейчас не воспринимают.