Фундамент

Рис. 1. Уплотненная подушка из гравия, щебня,
крупного или среднезернистого песка

Рис. 2. Устройство сборного фундамента
из сплошных бетонных камней

Рис. 3. Обеспечение пустотности в фундаментной кладке

Рис. 4. Пример конструкции сборного столбчатого
фундамента из отдельных пустотелых
железобетонных блоков

Рис. 5. (слева) Железобетонный башмак стаканного типа
Рис. 6. (справа) Фундаментные блоки трапецеидальной формы

Рис. 7. Арочный фундамент

Рис. 8. Применение сборных стеновых
пустотелых фундаментных блоков

Рис. 9. Конструкции сборного фундамента
из двухпустотных блоков коробчатого профиля
и из однопустотных блоков

Рис. 10. Типы бетонных блоков для устройства
ленточных фундаментов малоэтажных зданий

Рис. . Фундамент из пустотелых бетонных блоков
для зданий средней этажности и многоэтажных

(от лат. fundamentum — основание), подземная или подводная часть здания (сооружения), воспринимающая нагрузки и передающая их на основание. Фундаменты зданий подразделяются на сплошные, ленточные и столбчатые. Они бывают монолитными и сборными. Наиболее эффективными являются сборные конструкции фундаментов. Экономия может быть достигнута как за счет использования местных материалов и грунтов для устройства фундаментов, так и путем применения вместо ленточных фундаментов прерывистых или столбчатых.

При выборе того или иного типа фундамента необходимо руководствоваться не только соображениями наименьшей затраты материалов, но и учитывать возможности рационального и экономически эффективного способа изготовления сборных элементов.

В малоэтажных зданиях с облегченными несущими конструкциями целесообразно применять фундаменты облегченного типа — из пустотелых камней или из сплошных камней с образованием пустот между ними.

При просадочных грунтах следует устраивать, как правило, ленточные фундаменты без уступов с соблюдением специальных мероприятий и правил производства работ, направленных на увеличение общей жесткости здания и обеспечивающих предохранение основания от замачивания водой.

В тех случаях, когда глубина заложения фундаментов малоэтажных зданий, не имеющих динамических нагрузок, превышает 0,7 м, нижняя часть каменных фундаментов может быть заменена уплотненной подушкой из гравия, щебня, крупного или среднезернистого песка (рис. 1). С целью обеспечения равномерного распределения давления на подушку верхняя каменная часть фундамента должна иметь высоту не менее 0,5 м.

В местностях, где отсутствуют каменные материалы, пригодные к использованию в качестве заполнителей для бетонов, рекомендуется применять для малоэтажных зданий фундаменты из цементно-грунтовых смесей.

Из цементно-грунтовой смеси изготовляют фундаментные блоки. Прочность цементно-грунтового камня колеблется в пределах от 30 до 80 кг/см² в зависимости от состава, подвижности смеси при изготовлении и качества уплотнения.

Экономия материалов может быть достигнута также путем создания пустот в теле кладки фундамента, для чего применяют специальную систему кладки из сплошных, пустотелых или фигурных камней при строительстве в сухих или маловлажных грунтах.

Пример устройства сборного фундамента из сплошных бетонных камней, уложенных с промежутками, показан на рис. 2. Такая кладка состоит из чередующихся ложковых и тычковых камней и обладает значительной поперечной жесткостью. Образующиеся при кладке пустоты составляют 25 — 30% объема; они заполняются песчаной засыпкой. Два нижних ряда кладки устраиваются без пустот.

Применение кладки из фигурных блоков (рис. 3,а) позволяет достигнуть пустотности от 40 до 45%. Могут применяться также бетонные камни с вертикальными сквозными пустотами (рис. 3,6). Внутренняя поперечная стенка камня делается вдвое шире наружной для обеспечения хорошей передачи давления. Пустоты в камнях заполняют песком по мере возведения кладки. В нижнем ряду пустоты в камнях предварительно заполняют бетоном.

Камни изготовляются из бетона марки 100 и выше. Раствор для кладки применяется марок 25 и 50. В сухих грунтах могут применяться камни из шлакобетона. Под нижний ряд камней устраивается подготовка из тощего бетона толщиной 10 см.

Сборные железобетонные фундаменты могут устраиваться в виде столбов, связанных рандбалками, в виде башмаков стаканного типа под колонны сборного железобетонного каркаса, а также из крупных полнотелых или пустотелых блоков. Пример конструкции сборного столбчатого фундамента из отдельных пустотелых железобетонных блоков показан на рис. 4. Блоки устанавливаются друг на друга и опираются на сборную бетонную или железобетонную подушку, пустоты внутри столбов заполняются песком. По столбам укладывается железобетонная перемычка.

В зданиях каркасного типа из сборного железобетона в качестве оснований под колонны применяются железобетонные башмаки стаканного типа (рис. 5). Размеры башмаков и сечение рабочей арматуры определяются по расчету. Колонны, установленные в стакан, после выверки заделываются бетоном. При больших размерах башмак может быть выполнен составным из двух частей, устанавливаемых одна в другую по высоте. В верхней части формуется стакан для установки колонны.

Для значительно нагруженных фундаментов многоэтажных зданий целесообразно применять сплошные бетонные блоки.

Фундаментные блоки трапецеидальной формы (рис. 6) изготовляются из бетона марки 100 или 150. Армирование большей частью осуществляется стальными сетками.

Вес блоков должен соответствовать грузоподъемности кранового оборудования и обычно колеблется в пределах 1,0-3,0 т. Под фундаменты устраивается выравнивающая песчаная подготовка толщиной 0,10-0,15 м. В тех случаях, когда материковый грунт залегает глубоко, возможно устройство песчаной подушки. При этом следует учитывать местные гидрогеологические условия.

Армированный шов над опорными башмаками трапецеидальной формы устраивается из цементного раствора марки 50-100 с укладкой в него пяти стержней диаметром 10-12 мм. Стержни арматуры стыкуются вразбежку с перепуском на 30 диаметров. Число стыкуемых стержней в одном сечении не должно превышать 25% от их общего количества. Поверх армированного шва устраивается гидроизоляция. Блоки стенки фундамента выполняются в виде прямоугольного параллелепипеда из тяжелого бетона марки не ниже 75.

Одним из рациональных типов сборных фундаментов является фундамент прерывистой конструкции (рис. 6). Такой фундамент изменяет схему распределения нагрузки от здания на грунты основания. При одинаковых грунтах, нагрузках и осадках можно получить уменьшение площади фундамента в полтора-два раза. Промежутки между блоками засыпаются грунтом.

Представляют интерес арочные фундаменты. Конструкция состоит из отдельных столбовых опор (бетонные подушки и опорные блоки), промежутки между которыми — от 2,5 до 4 м — перекрываются сборными арками из тонкостенных коробчатых бетонных элементов.

В зависимости от толщины стены и перекрываемого пролета арочные фундаменты по длине состоят из двух или трех арок, укладываемых по ширине в одну или две ветви (рис. 7). Так, например, для пролетов между столбами в 3-4 м при толщине кирпичных, шлакоблочных или саманных стен от 45 до 65 см применяются шесть арочных блоков, укладываемых в две ветви. При щитовых, камышитовых, фибролитовых стенах толщиной до 30 см укладываются три арочных фундамента в одну ветвь. Опорами арок служат сборные бетонные подушки весом 70-110 кг, в свою очередь передающие нагрузку на опорные блоки. В зависимости от типа зданий и нагрузок опорные блоки могут быть сделаны из различных подручных строительных материалов — бутового камня, гравия, щебня, песка. После сборки арочные фундаменты замоноличиваются путем заполнения бетоном клиновидных швов и специальных карманов.

В углах зданий фундаменты для восприятия распора выполняются из бутового камня на длину 1,5 м в каждую сторону.

Положительной особенностью конструкции является малый вес и незначительный расход бетона на ее изготовление. Необходимая прочность арочных элементов обеспечивается применением бетона марки 150. Для опорных блоков применяется бетон марки 75. Для повышения транспортабельности элементы армируются двумя стержнями диаметром 6 мм.

Большой экономический эффект может дать применение сборных стеновых пустотелых фундаментных блоков. Пустотность трехпустотных блоков достигает 40-50% в зависимости от принятой конструкции (рис. 8,а). Недостатком этой конструкции является наличие сквозных вертикальных швов между блоками, которые трудно поддаются заделке. Применяются также блоки с одной горизонтальной цилиндрической пустотой (рис. 8,6).

На рис. 9 приведены конструкции сборного фундамента из двухпустотных блоков коробчатого профиля и из однопустотных блоков.

Для зданий со сплошными стенами из крупных блоков, панелей или мелкоштучных камней (кирпич, шлакоблоки, керамические камни) могут быть применены сборные фундаменты из бетонных блоков. На рис. 10,а показаны типы бетонных блоков для устройства ленточных фундаментов малоэтажных зданий; на рис. 10,6 приведен пример решения фундамента, состоящего из бетонных блоков и рандбалок. Пример фундамента и стен подвала из пустотелых бетонных блоков для зданий средней этажности и многоэтажных показан на рис. 11.