Переустройство ленточных фундаментов в плитные

Строительство каждого здания и сооружения начинается с фундамента. Для того, чтобы объект строительства был пригоднен к эксплуатации продолжительное время, он должен соответствовать нормативной базе и проектно-сметной документации.

Залогом долговечной службы каждого объекта служит качественное устройство фундамента.

Многие здания и сооружения, введенные в эксплуатацию, вследствие неверных расчетов, неверного определения характеристик грунта или неравномерной осадки переходят в ограниченно-работоспособное состояние, в некоторых случаях в аварийное.

Специалистам приходится искать решение данной проблемы - проводить реконструкцию объектов и усиление отдельных конструктивных элементов, в том числе фундаментов. Среди большого спектра решений переустройство ленточных фундаментов в плитные.

Цель реферата заключается в изучении принципов и технологии переустройства ленточных фундаментов в плитные.

Для достижения цели необходимо изучить виды оснований фундаментов, особенности и технологию устройства ленточных, сплошных (плитных) фундаментов, а также их достоинства и недостатки.

1. Основания фундаментов

Прочность и устойчивость любого сооружения прежде всего зависят от надежности основания и фундамента.

Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, воспринимающие нагрузку от сооружения и влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения. Проектирование оснований зданий и сооружений зависит от большого количества факторов, основными из которых являются: геологическое и гидрогеологическое строение грунта; климатические условия района строительства; конструкция сооружаемого здания и фундамента; характер нагрузок, действующих на грунт основания, и т.д.

Основания под фундаменты зданий и сооружений бывают естественными и искусственными.

Рис. 1 - Общий вид основний и фундаментов: а - естественное основание; б - искусственное основание

Естественными основаниями называют грунты, которые в условиях природного залегания обладают достаточной несущей способностью, чтобы выдержать нагрузку от возводимого здания или сооружения. Естественные основания не требуют дополнительных инженерных мероприятий по упрочнению грунта; их устройство заключается в разработке котлована на расчетную глубину заложения фундамента здания или сооружения. К грунтам, пригодным для устройства естественных оснований, относятся скальные и нескальные.

Скальные грунты представляют собой залежи изверженных, осадочных и метаморфических горных пород (граниты, известняки, кварциты и др.). Встречаются они в виде сплошного массива или отдельных трещиноватых пластов. Они обладают большой плотностью, а следовательно, и водоустойчивостью и являются прочным основанием для любого вида сооружений.

К нескальным грунтам относятся крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты. Крупнообломочные грунты (щебень, гравий, галька) представляют собой куски, образовавшиеся в результате разрушения скальных пород, с размерами частиц более 2 мм. Они уступают по прочности скальным грунтам. Если крупнообломочные грунты не подвержены воздействию грунтовых вод, они также являются надежным основанием.

Песчаные грунты представляют собой частицы горных пород крупностью 0,1 ... 2 мм. Пески крупностью 0,25 ... 2 мм обладают значительной водонепроницаемостью и поэтому при замерзании не вспучиваются. Прочность и надежность песчаных оснований зависят от плотности и мощности залегающего слоя песка: чем больше мощность залегания и равномерней плотность слоя песка, тем прочнее основание. При регулярном воздействии воды прочность песчаного основания резко снижается.

Глинистые грунты представляют собой тонкодисперсные частицы чешуйчатой формы размером менее 0,005 мм. Сухое глинистое основание может выдерживать большие нагрузки от массы зданий и сооружений. С увеличением влажности глины резко падает ее несущая способность. Влияние положительных и отрицательных температур вызывает во влажной глине усадку при высыхании и вспучивание при замерзании воды в порах глинистого грунта. Разновидностью глинистых грунтов являются супеси, суглинки и лёссы.

Супесчаные грунты представляют собой смесь песка и глинистых частиц в количестве 3 ... 10 %. Суглинистые грунты состоят из песка и содержат 10 ... 30 % глинистых частиц. Эти виды грунтов могут использоваться в качестве естественных оснований (если они не подвержены увлажнению). По своей прочности и несущей способности они уступают песчаным и сухим глинистым грунтам. Отдельные виды супесей, подверженных регулярному воздействию грунтовых, становятся подвижными. Поэтому они получили название плывунов. Этот вид грунтов непригоден в качестве естественного основания.

Лессовые грунты - это частицы пылеватых суглинков со сравнительно постоянным гранулометрическим составом. Лёссовые грунты в сухом состоянии могут служить надежным основанием. При увлажнении и воздействии нагрузок лёссовые грунты сильно уплотняются, в результате чего образуются значительные просадки. Поэтому они называются просадочными.

Наименование грунтов, а также критерии выделения грунтов со специфическими свойствами и их характеристики приведены в СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».

Искусственными основаниями называют грунты, которые по механическим свойствам в своем природном состоянии не могут выдерживать нагрузки от зданий и сооружений. Поэтому для упрочнения слабых грунтов необходимо выполнять различные инженерные мероприятия. К слабым относятся грунты с органическими примесями и насыпные грунты.

Грунты с органическими примесями включают: растительный грунт, ил, торф, болотный грунт. Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки. Перечисленные грунты неоднородны по своему составу, рыхлые, обладают значительной и неравномерной сжимаемостью. Поэтому в качестве оснований их используют только после укрепления уплотнением, цементацией, силикатизацией, битумизацией или термическим способом.

2. Ленточный фундамент

Ленточные фундаменты обычно возводят при строительстве зданий с тяжелыми стенами и перекрытиями, а также в случаях, когда под домом устраивают подвал или теплое подполье, целесообразно также устройство ленточных фундаментов при мелком заложении (до 0,5-0,7 м). в сухих грунтах, даже если здание строят без подвала и подполья. Поскольку у них одинаковая толщина по всему периметру дома, то это позволяет сравнительно легко образовать теплое подполье. Оправдано применение ленточных фундаментов и в зданиях с тяжелыми стенами и перекрытиями, а также при устройстве подвала.

Ленточные фундаменты используют чаще всего. Такие фундаменты объединяют в себе надежность и экономичность, а также подходят для любой технологии строительства самой коробки будущего дома. Выполняя строительство ленточного фундамента, ленту закладывают под все наружные и внутренние капитальные стены, при этом ширина поперечного сечения может отличаться, в зависимости от нагрузки и конструктивных особенностей стены. 

Целесообразно строительство ленточных фундаментов при опасности возникновения неравномерных деформаций основания, при небольшой глубине их заложения, в этом случае в них устраивают непрерывные армированные пояса. Производя строительство ленточного фундамента, подошву фундамента обычно располагают на 20см ниже глубины промерзания грунта. Осуществляя строительство фундамента на сильно вспучивающихся и глубоко промерзающих грунтах. Толщина песчаной подушки обычно составляет 30-60см, но не должна быть более половины всей высоты фундамента.

Технология строительства фундамента ленточного типа проста. Они могут быть как сборными из фундаментных блоков, так и монолитными. Минимальная толщина ленточного основания зависит от используемого материала, конструктивных особенностей стены. Для ускорения строительства фундамента очень часто используют фундаментные блоки с монолитными железобетонными поясами.

Монолитные ленточные фундаменты. Ленточные фундаменты под стены устраивают в основном монолитными или из сборных блоков. Монолитные железобетонные ленточные фундаменты выполняют в виде нижней армированной ленты и неармированной или мало армированной фундаментной стены, выше которой устраивают стены здания.

Рис. 2 - Бетонирование ленточных фундаментов: а - столбчатого при непрерывной подаче бетонной смеси; б - то же, бетонируемого ступенями, в -ступенчатого бетонируемого с использованием виброхобота; г - конструктивное решение фундамента; 1- опалубка фундамента; 2 - бадья с бетонной смесью; 3 - рабочая площадка; 4 - вибратор; 5-бетон; 6 - звеньевой хобот; 7 - продольное армирование; 8 - поперечная арматура, 9 -бетонная подготовка; 10 - уплотненный грунт; 11- оклеечная гидроизоляция

Сборные ленточные фундаменты состоят из сборных фундаментных подушек, армированных по расчету, выше которых устанавливают блоки стен. Железобетонные фундаментные плиты-подушки и бетонные стеновые блоки унифицированы, номенклатура предусматривает их разделение на четыре группы, каждая из которых отличается воспринимаемой нагрузкой. Для повышения жесткости сооружения, для выравнивания осадок при строительстве на слабых грунтах и в качестве антисейсмических мероприятий сборные фундаменты усиливают армированными швами или железобетонными поясами, устраиваемыми поверх фундаментных подушек или последнего ряда стеновых фундаментных блоков по всему периметру здания на одном уровне.

Рис. 3 - Монтаж сборных ленточных фундаментов: 1 - фундаментная подушка; 2 - стеновой блок; 3 -- песчаная подготовка; 4 - арматурный пояс; 5 - постель из раствора; 6 - заделка стыка мо-нолитным бетоном; 7 -- строповка блока

Различают два вида ленточных фундаментов по работе фундаментной подушки:

Жесткие - в этом случае рабочая арматура располагается только вдоль стен фундамента. 

Гибкие - рабочая арматура располагается вдоль и поперек стен фундамента. Диаметр и шаг рабочей арматуры определяется инженерным расчетом ленточного основания.

Рис. 4 - Виды ленточных фундаментов по работе фундаментной подушки: а - жесткие; б - гибкие

Столбчатые фундаменты подводят под деревянные дома с легкими стенами и без подвалов - рубленые, каркасные, щитовые. Столбы ставятся по углам дома, в местах пересечения стен, под несущими стенами и тяжелыми перегородками. Такие фундаменты не подходят для глинистой почвы, болотистых мест и почвы, где рядом проходят грунтовые воды. Вместе с тем у столбчатых фундаментов есть и особенности, мешающие в ряде случаев их применению.

Так, в горизонтально-подвижных грунтах недостаточна их устойчивость к опрокидыванию, а потому необходима жесткая верхняя обвязка, которая препятствует боковому сдвигу. Ограничено их применение на слабонесущих грунтах при строительстве домов со стенами из тяжелых конструкций. Кроме того, возникают сложности и при устройстве цоколя. Если в ленточных фундаментах образовать цоколь, являющийся их продолжением, довольно просто, то при столбчатых опорах заполнение пространства между ними, стеной и землей (забирка) довольно трудоемко.

Достоинства ленточных монолитных фундаментов:

прочность;

надежность;

могут быть использованы для зданий любой формы.

Достоинства ленточных фундаментов из железобетонных блоков:

значительное сокращение сроков возведения;

простота сооружения.

Недостатки всех ленточных фундаментов:

увеличение срока строительства за счет производства земляных работ, заполнения бетоном опалубки;

массивны;

не экономичны;

трудоемки.

Недостатки ленточных фундаментов из железобетонных блоков:

менее практичны (пропускают воду в местах своего соединения);

пригодны для зданий простых форм (при сложных архитектурных формах блоки, выпускаемые стандартных размеров, приходится обрезать).

3. Сплошные (плитные) фундаменты

Переустройство ленточных фундаментов в плитные производится из-за трещин, неравномерных деформаций оснований фундаментов [44].

Плитный фундамент уменьшает давление на грунт основания.

Основные причины переустройства ленточных фундаментов в плитные:

ослабление грунтов основания.

перегрузка оснований и фундаментов здания.

Способ применяется без ограничений по грунтовым условиям.

До производства работ по переустройству ленточных фундаментов в плитные определяют техническое состояние фундаментов. Разрабатывают схему устройства плитных фундаментов с учетом местных условий. Проектируют армирование плиты, устанавливают класс бетона. Разрабатывают технологию переустройства.

Рис. 6 - Схема переустройства ленточного фундамента в плитный: 1 ? ленточный фундамент; 2 ? отверстия в ленточном фундаменте; 3 ? арматурные каркасы; 4 ? подводимая плита; 5 ? пропуски материала плиты под ленточным фундаментом

Последовательность переустройства столбчатых фундаментов в плитные:

оголяют тело ленточного фундамента (1) по периметру, очищают поверхность, смачивают водой материал фундамента.

подрабатывают грунт основания под подошвой ленточного фундамента для устройства плиты. Устраивают щебеночную подготовку.

определяют последовательность выполнения работ согласно конструктивной схеме здания. Рекомендуется производить работы по захваткам. Порядок устройства захваток - через одну не ранее чем через трое суток после бетонирования соседней захватки.

устраивают отверстия в теле ленточного фундамента (2) первой захватки для пропуска арматуры и материала плиты.

устанавливают арматурные каркасы плиты. Устанавливают опалубку для бетонирования плитной части фундамента.Укладывают бетон класса согласно расчетам, уплотняют вибрированием. При выполнении работ предусматривают рабочие швы в плите согласно технологическим требованиям бетонирования.

после набора передаточной прочности бетоном снимают опалубку. Производят работы на следующей захватке и т.д. Устраивают гидроизоляцию, обратную засыпку.

Применять этот способ переустройства целесообразно при значительных неравномерных осадках здания, обнаружении локальных участков водонасыщения и промораживания грунта основания.

Недостатком этого способа является большая трудоемкость работ и расход материала.

Заключение

Подводя итоги раздела реферата «Основания фундаметов» следует отметить, что проектирование оснований зданий и сооружений зависит от большого количества факторов, самый важный из них, на мой взгяд, - грунтовые воды. Каким бы прочным ни было основание, если оно увлажнено, то это влечет за собой потерю несущей способности. Это не касается скальных грунтов, но здесь свои сложности - устройство оснований в таких грунтах осложнено наличием горных пород.

Сравнивая ленточные и сплошные (плитные) фундаменты сложно выделить какой-то вид. Каждый из этих видов применяется в конкретных условиях и ситуациях. Тем не менее, ленточные фундаменты более экономичны.

Реконструкция ленточных фундаментов способом переустройства в плитные, по моему мненияю, более практичен, так как он применяется без ограничений по грунтовым условиям, что является основополагающим фактором. Существуют и недостатки: большая трудоемкость работ и перерасход материала.

Литература

1. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. - М.: постановлением Госстроя России N 28 от 9 марта 2004 г. - 138 с.

2. Курс лекций по дисциплине СД 09.02 «Технология строительных процессов» для специальности «Промышленное и гражданское строительство» - В.С. Изотов, проф. каф. «Технология, организация и механизация строительства» - КГАСУ, 2007. - 86 с.

3. Основания и фундаменты - Б.И. Далматов. - Изд. АСВ. - 392 с.

4. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. - М.: Минрегион России. 2010. - 81 с.

Размещено на Allbest.ru