Ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты подразделяются на сборные и монолитные (рис. 15.4). Монолитные фундаменты выполняют из каменной кладки или бетона. Фундаменты бутовой кладки применяют в малоэтажном строительстве в районах, где бутовый камень является местным материалом. Конструкция неэкономична и трудоемка. Наиболее рационально выполнять монолитные фундаменты из бетона с применением инвентарной щитовой опалубки. Уширение фундамента к подошве для уменьшения давления на грунт осуществляется уступами шириной 150-250 мм. Высота уступа зависит от материала фундамента: -350-600 мм (бутовый при двух рядах кладки) и 300 мм (бутобетонный).
Ленточные фундаменты из сборных бетонных и железобетонных элементов являются наиболее рациональным решением при наличии индустриальной базы. Конструкция непрерывных ленточных фундаментных стен собирается из железобетонных трапециевидного сечения блоков-подушек и прямоугольных бетонных стеновых блоков сплошных или пустотелых, укладываемых рядами на цементном растворе с перевязкой вертикальных швов. В местах пересечения стен и в угловых соединениях горизонтальные ряды кладок армируются стальными сварными сетками, (рис. 15.5).
Пустотелые блоки для стен подвалов могут применяться только в условиях сухих фунтов, с низким уровнем грунтовых вод.
При основаниях из сухих и маловлажных песков для зданий малой и средней этажности - устраивают прерывистые фундаменты (подушки раскладывают с зазором, с последующей засыпкой их сухим песком). При различных отметках заложения фундаментов наружных и внутренних стен здания, переход от пониженных отметок уровня подошвы к повышенным должен быть отнесен от места пересечения стен и осуществляться уступами с отношением его длины к высоте, как 2:1 (при длине уступа в 1,2 м - высота должна быть не более 0,6 м).
Наиболее индустриальным решением являются ленточные фундаменты панельных зданий стеновой конструктивной системы (рис. 15.6). Они выполняются из железобетонных подушек и цокольных панелей стен подвала или технического подполья. Панели внутренних стен могут быть глухими или иметь проемы для проходов и пропуска коммуникаций.
Наружные цокольные панели проектируют утепленными или холодными в зависимости от теплового режима подвальной части здания.
Столбчатые фундаменты
Столбчатые фундаменты применяют при строительстве малоэтажных зданий, передающих на грунт давление меньше нормативного, или при глубоком заложении (35 м) несущего слоя грунта основания (рис. 15.7).
Столбчатые фундаменты могут быть монолитными и сборными. При стеновой конструктивной системе возводимого сооружения, они устанавливаются под углами стен, в местах пересечений наружных и внутренних стен, но не реже чем через 3-5 м по длине стены.
Фундаментные столбы связывают железобетонными балками, на которых возводят стены. Балки имеют прямоугольное, тавровое или Г-образное сечение. Для предохранения фундаментных балок при осадках здания от выпирания грунта, под ними оставляют зазор величиной в 5-7 см, а при вероятности выпирания фундаментных балок, вследствие пучения грунтов оснований, устраивают песчаные отсыпки на глубину 50-60 см.
Для каркасных зданий индустриального строительства применяют сборные фундаментные элементы в виде «стаканов» или «пирамид», устанавливаемых на фундаментные подушки, уложенные по песчаной подготовке высотой 5-10 см (рис. 15.8). Колонны заводят в отверстия стаканов с последующим бетонированием. При установке пирамид на фундаментные подушки колонны сваривают с оголовком пирамиды.
В каркасных зданиях ленточные фундаменты устраивают из железобетонных подушек под цокольные панели стен-диафрагм жесткости и стен лестничных клеток.
Цокольные наружные панели опирают непосредственно на фундаментные стаканы или на специальные фундаментные балки, уложенные на стаканы.
Плитные фундаменты
Плитные фундаменты устраивают при значительных нагрузках от сооружения; низкой несущей способности грунтов основания; при недопустимости неравномерных осадок здания; при необходимости надежной защиты основания от проникновения влаги. Фундаментные плиты могут иметь плоскую или ребристую конструкцию. В зданиях с несущими стенами, их устанавливают на ребра фундаментной плиты. В каркасных зданиях колонны устанавливают в местах пересечений ребер (рис. 15.9).
Иногда для соединения отдельно стоящих фундаментов в единую жесткую систему проектируют конструкцию фундаментов из перекрестных железобетонных лент, не соединенных плитой.
Коробчатые фундаменты
Коробчатые фундаменты (рис. 15.10) обладают повышенной жесткостью, применяются для высотных зданий с тяжелыми нагрузками. Верхняя и нижняя плиты таком конструкции соединены монолитными вертикальными стенами (ребрами) на всю высоту подземной части здания.
Верхняя плита может выполняться как в монолитном, так и сборном вариантах. В зависимости от объемно-планировочного решения здания коробчатые фундаменты могут иметь высоту в 2-3 этажа.
Свайные фундаменты
Свайные фундаменты применяют при разнообразных грунтовых условиях для зданий различных конструктивных систем и этажности. Свайные фундаменты устраивают на деревянных, бетонных и стальных сваях. По способу погружения в грунт различают - забивные и набивные сваи. Забивные - погружают в грунт в готовом виде, набивные - изготавливают непосредственно в грунте в заранее пробуренных скважинах.
По характеру работы в фунте различают - сваи стойки (острие сваи опирается на прочный грунт) и висячие сван, передающие нагрузку при помощи силы трения между поверхностью сваи и грунта (рис. 15.11).
В зависимости от величины передаваемых на грунт нагрузок и механических свойств грунта сваи устанавливают в один- два ряда или в шахматном порядке, соединяя их оголовки монолитными или сборными балками-ростверками, для равномерного распределения нагрузок, (рис. 15.12). Совместная работа сваи и сборного ростверка обеспечивается сваркой. В монолитном варианте сваривается арматура сваи и каркас ростверка.
Расстояние между сваями устанавливается расчетом, но должно быть не менее трех толщин (диаметров) сваи.
В панельных зданиях высотой не более 12 этажей с перекрёстно-стеновой конструктивной схемой, с плитой перекрытия размером на конструктивную ячейку - применяют безростверковый свайный фундамент. Роль ростверка в этом решении выполняют продольные и поперечные стены первого этажа.
Гидроизоляция
Конструкции нулевого цикла гражданских зданий требуют устройства гидроизоляции. Выбор варианта конструктивного решения гидроизоляции зависит от характера воздействия грунтовой влаги. От режима расположенных помещений и водонепроницаемости материалов конструкций подземной части здания.
Влага поступает в фундаментные конструкции через грунт атмосферной влагой или грунтовой водой. Капиллярный подсос влаги вызывает отсырение стен подвала и первого этажа. Преградой этому процессу служит устройство горизонтальной и вертикальной гидроизоляции (рис. 15.13).
При отсутствии в здании подвальной части горизонтальную гидроизоляцию укладывают в уровне цоколя выше отметки уровня поверхности земли, а во внутренних стенах — в уровне обреза фундамента. При наличии подвала прокладывают второй уровень горизонтальной гидроизоляции под его полом. Горизонтальная гидроизоляция выполняется из двух слоев рулонного материала (рубероида на мастике, гидроизола, ги-дростеклоизола, изопласта и др.) или слоя асфальтобетона, цемента с гидроизоляционными добавками.
Вертикальная гидроизоляция предназначена для защиты стен подвалов.
Её конструкция зависит от степени увлажнения грунтов основания. При сухих грунтах ограничиваются двухразовой обмазкой горячим битумом, филиизолом или селеконной мастикой. При влажных грунтах - устраивают влагоустойчивую цементную штукатурку с оклеенной гидроизоляцией рулонными материалами за два раза. Для защиты вертикальной гидроизоляции устанавливают прижимные стенки из кирпича или асбестоцементных листов.
При высоком уровне грунтовых вод принимаются специальные меры усиления конструкций фундаментов, вплоть до устройства герметических коробчатых конструкций из железобетона или металла.
Промышленная индустрия вырабатывает гидроизоляционные материалы, способствующие упрощению технологии защиты фундаментных конструкций от неблагоприятных воздействий грунтовых вод. На рис 15.14 приведен пример решения горизонтальной и вертикальной гидроизоляции фундаментных стен при помощи самоклеющегося рулонного битумного материала на основе стеклоткани.
При выполнении горизонтальной гидроизоляции битумная лента, армированная стеклянной сеткой, укладывается по цементному слою и защищается по верху также цементным раствором, (рис. 15.14, а). Для вертикальной гидроизоляции вертикальных стен подземной части зданий (рис. 15.14, б,в) состав самоклеющейся рулонной ленты толщиной в 2 мм многослоен - битумная лента на основе стеклоткани имеет нижний защитный слой из прорезиненной бумаги и верхний слой из геотекстильного материала, выполняющего роль дренажного слоя, а также защищающего от корней растений, разрушающих конструкции подземной части зданий.
При устройстве монолитной плиты фундамента под ней прокладывают гидроизоляцию из двух слоев рулонного гидроизоляционного материала, препятствующего поднятию капиллярной влаги и сохраняющей цементное молоко бетонной смеси. В условиях песчаных или супесчаных грунтов такая гидроизоляция выполняется в виде уплотнения грунта основания щебенкой с пропиткой битумной мастикой.
Для вертикальной гидроизоляции применяют мастичные гидроизоляционные материалы, наносимые за два раза по наружной поверхности стен.
В многоэтажном здании его подземная часть может решаться многовариантно. Это может быть техническое подполье, в котором проходят инженерные коммуникации, или подвальное помещение с многофункциональным назначением. Все чаще подземная часть здания используется под гаражи, что особенно актуально в связи с широко развитой сетью индивидуального транспорта.
Жесткие условия по энергосбережению зданий создают повышенные требования к термическому сопротивлению наружных стен и его подвальной части. На рис. 15.15 приведен пример конструктивной разработки цокольной части наружной стены многоэтажного здания, выполненного в монолитном варианте.
Наружная монолитная стена утеплена жестким пенополиуретаном, обладающим как теплозащитными качествами, так и гидроизоляционными. Утеплитель защищен с наружной стороны кирпичной стенкой, соединенной с внутренней монолитной бетонной стенкой при помощи стальных оцинкованных анкеров. Конструкция пола подвалов устраивается по песчаной подсыпке. Обратную засыпку пазух производят керамзитовым гравием или песком.
Цокольная часть стены защищена отделочными плитами, повышающие долговечность цоколя.
Для отвода дождевой воды вокруг здания устраивают отмостку шириной 0,7-1,3 м с уклоном от здания. Роль отмостки состоит в защите от проникновения поверхностных вод к основанию фундамента и одновременно она является элементом внешнего благоустройства.