Фундамент мелкозаглубленный ленточный: Мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ) своими руками: пошаговая инструкция

Изготовление ленточного мелкозаглубленного фундамента своими руками

При выборе фундамента под строительство небольшого загородного дома, дачи или любого строения, в первую очередь встает вопрос о выборе фундамента, поскольку львиная доля средств на строительство занимает именно он. Так наиболее часто практикуют изготовление мелкозаглубленного ленточного фундамента своими руками, поскольку он является наиболее экономичным с точки зрения финансов.

Отличие мелкозаглубленного фундамента

Главное отличие мелкозаглубленного фундамента заключается в том, что для него не требуется глубокий котлован ниже промерзания грунта, как для заглубленного, особенно в районах с суровыми зимами. Глубина мелкозаглубленного обычно не превышает 50 см, в то время как заглубленный может иметь глубину свыше 1,5 м.

Конструкция же фундамента ничем не отличается: он представляет собой бетонную ленту по всему периметру будущего дома, расположенную под всеми несущими стенами и перегородками.

Достоинства и недостатки фундамента

Мелкозаглубленный фундамент имеет ряд преимуществ, благодаря которым он так широко распространен. Среди них можно отметить:

• Доступная цена.
• Есть возможность выполнить своими руками.
• Возвести фундамент можно без использования тяжелой техники.
• Готовое основание имеет высокую прочность для строительства небольших домов, бань или деревянных строений.
• Существует возможность утеплить полуподвальное помещение.
• Выполнить фундамент можно из различных материалов: бетона, блоков или кирпича.

Но также следует знать, что такой фундамент не лишен и недостатков, среди которых:

• Невысокая прочность фундамента при строительстве на пучинистых грунтах. Однако решить эту проблему можно выполнив песчаную подушку и дренаж.
• Фундамент нельзя делать на промерзших грунтах, а также оставлять на зиму без нагрузки.
• Необходимо в течении 4-5 месяцев возвести стены будущего дома, поскольку фундамент может деформироваться.

Расчет ленточного основания

Прежде чем начинать возведение фундамента, рекомендуется провести все необходимые расчеты, которые позволят узнать:

• Степень пучения грунта.
• Несущую способность грунта.
• Толщину необходимой песчаной подушки.
• Ширину, высоту и глубину самой ленты фундамента.

Все эти расчеты не рекомендуется проводить самостоятельно, лучше обратиться к специалистам, которые проведут все необходимые анализы грунта и сделают правильные расчеты.

Следует отметить, что на габариты фундамента также будет влиять квадратура будущего дома, количество этажей, наличие или отсутствие подвального помещения, материала из которого будет возводиться дом.

Материалы и инструменты для изготовления фундамента

Заблаговременно, перед началом строительства фундамента, необходимо подготовить все инструменты и материалы, которые потребуются при создании основания:

• Бетонный раствор или цемент, щебень или гравий, вода, песок.
• Арматура для армирования.
• Обрезная доска и бруски для опалубки.
• Рубероид, стеклоткань или пенополипропилен для изоляции фундамента.
• Строительный уровень и рулетка.

Важные нюансы при возведении фундамента

При возведении подобного фундамента, важно соблюдать несколько правил, чтобы основание получилось надежным:

• Мелкозаглубленный фундамент необходимо защищать от осадков. Для этого нужно делать специальные водостоки.
• Когда фундамент уже залит, рекомендуется выполнить отмостку.
• При изготовлении бетонного раствора самостоятельно, нужно следить, чтобы все слои бетона были заложены сразу. Для этого, как правило, требуется огромное количество людей и техники.
• После заливки фундамента, его в обязательном порядке нужно накрыть пленкой, чтобы избежать возникновения трещин на его поверхности.
• Ни в коем случае нельзя экономить на качестве бетона.
• Не рекомендуется оставлять фундамент на зимование. Лучше всего строительство дома закончить к зимнему периоду.

Поэтапное изготовление

Как и любой тип фундамента, мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками выполняется в несколько этапов. Важно соблюдать их последовательность, поскольку от этого зависит качество будущего основания.

Подготовительные работы

В первую очередь необходимо подготовить площадку под строительство. Для этого требуется очистить участок от всех загрязнений и мусора, а также снять плодородную часть грунта (около 15 см). После этого выполняется разметка участка по всему периметру будущего фундамента. Для этого по углам дома расставляются колышки по внешней и внутренней стороне фундамента, и натягивается бечевка. Углы необходимо проверять угольником.

Когда этап разметки завершен, можно приступать к рытью траншеи нужной глубины. Как правило, для мелкозаглубленного фундамента можно воспользоваться обычной лопатой и выкопать траншею вручную, поскольку его глубина не большая.

После того как траншея готова, необходимо заложить подушку под фундамент. Так если грунт пучинистый, на дно траншеи нужно уложить виброплиту, если грунт нормальный, необходимо уплотнить его с помощью пропитки водой, если грунт смешанный, то для того чтобы его утрамбовать его лучше всего заменить. Если на участке мелкий и пылеватый песок, на дно необходимо уложить геотекстиль, после чего выполнять подушку.

Для мелкозаглубленного фундамента важно знать, что ширина подушки должна составлять на 30 см больше. Так первым делом засыпается песок, который хорошо утрамбовывают. На него высыпают 10 см гравия и поверх рубероид. В случае если планируется фундамент утеплять, в таком случае лучше всего приобрести несъемную опалубку.

Возведение опалубки

Опалубка возводится для того, чтобы получилась выступающая над грунтом часть фундамента. Ее обычно изготавливают самостоятельно из фанеры либо обрезной доски. Для этого нужно:

• По всему периметру ленты вбить вертикальные бруски через некоторое расстояние.
• Сбить обрезную доску или фанеру в щиты и прикрепить к вертикальным брускам по обе стороны ленты.
• Важно чтобы шляпки саморезов оставались внутри опалубки, чтобы поверхность стен ленты получилась ровной.
• После этого устанавливаются распорки с внешней стороны опалубки, во избежание ее деформации во время заливки бетона.
• При помощи строительного уровня необходимо проверить горизонтальность и вертикальность всех щитов опалубки и при наличии дефектов исправить их.
• В завершение по всему периметру опалубки натягивается шнур и делается отметка, до которой будет производиться заливка бетона.

Армирование

Данный этап возведения фундамента является очень важным, поскольку именно армирование фундамента позволяет повысить прочность готового основания. Для армирования обычно используются стальные арматурные пруты диаметром 14-16 мм и гладкая арматура диаметром 8-10 мм. Стальные пруты укладываются вдоль ленты (как правило, достаточно 2-х прутов в нижнем ярусе при ширине фундамента 40 см и 2-х в верхнем), после чего скрепляются вертикальной и поперечной гладкой арматурой, создавая скелет арматурного каркаса. В результате должны получиться ячейки квадратной или прямоугольной формы.

При армировании фундамента очень важно соблюдать расстояние между прутьями, а также отступать от стенок ленты на 5 см с каждой стороны. Это позволит избежать возникновения коррозии металла.

Для скрепления арматуры чаще всего используют вязальную проволоку и специальный крючок. Специалисты не рекомендуют использовать сварку, поскольку в тех местах арматура теряет свои характеристики, тем самым уменьшая прочность все конструкции в целом.

Как залить ленточный фундамент своими руками?

После завершения армирования, можно приступать к заливке бетона. Здесь очень важно заливать бетон одномоментно, так как прочность фундамента залитого в несколько слоев значительно падает. Для этого в большинстве случаев заказывают бетонный раствор на заводе, который привозят в бетономешалке и заливают сразу по всему периметру.

Также очень важно избежать образования воздушных пустот в бетонном растворе, поэтому в процессе заливки бетона через каждые 20 см необходимо тщательно утрамбовывать бетон. Для этого можно использовать специальный строительный вибратор или простукивать молоточком по стенам опалубки.

По истечении 3-х дней после заливки бетона, опалубку уже можно будет демонтировать, а стороны фундамента гидроизолировать специальными средствами (мастикой, рубероидом и пр.). Пазухи между фундаментом и землей засыпаются песком, а с внешней стороны защищают отмосткой.

Возможные ошибки при возведении фундамента и как их не допустить

Очень часто при строительстве мелкозаглубленного фундамента могут допускать ошибки и ошибочно считать, что чем выше лента фундамента, тем лучше. На самом деле это совсем не так, и причин для этого несколько:

• Увеличение ленты повлечет за собой затраты на увеличение армирования, в противном случае фундамент не будет прочным и легко деформируется.
• При строительстве каркасного дома на мелкозаглубленном фундаменте, следует учитывать, что конструкция дома достаточно гибкая, и в сочетании с гибким фундаментом создают одну единую конструкцию, которой не страшны пучения грунта. Если же сделать фундамент значительно выше, то его гибкость теряется и при давлении дома на него с одной стороны, а пучения грунта с другой стороны, рано или поздно фундамент не выдержит и треснет.

Хочется отметить, что если нужно поднять фундамент выше, так как не хватает его высоты, то лучше всего это сделать, выложив необходимую высоту кирпичом или дополнительной монолитной лентой, которая будет отделена от основной слоем гидроизоляции.

Выполнить монолитный ленточный мелказуглубленный фундамент своими руками не составляет особых усилий, однако важно соблюдать все нюансы и правила возведения. Только в таком случае в результате может получиться качественное основание для любого строения.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками

В частном малоэтажном строительстве мелкозаглубленный ленточный фундамент применяют как наиболее экономичное и притом надежное строительное решение. Этот тип фундамента совмещает целый ряд преимуществ, присущих заглубленным и незаглубленным основаниям, поэтому его применение распространено довольно широко.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками

Чем отличается мелкозаглубленный фундамент?

Для выполнения фундамента заглубленной конструкции необходим котлован глубиной ниже уровня промерзания грунта. В районах с суровой зимой эта глубина превышает полтора метра, поэтому без тяжелой техники на участке не обойтись. Мелкозаглубленный ленточный фундамент представляет собой основание, выполненное по периметру всех несущих стен, при этом глубина конструкции обычно не превышает полметра.

Конструкция ленточного фундамента

К достоинствам мелкозаглубленного фундамента можно отнести:

• Простоту выполнения и невысокую стоимость работ;
• Возможность возведения фундамента без применения строительной техники;
• Прочность, достаточную для постройки небольших домов, бань или каркасных строений;
• Возможность утепления полуподвального помещения;
• Широкий выбор материалов и технологий для его устройства: он может быть монолитным, выполненным с помощью заливки бетоном, а также сложенным из бетонных блоков или кирпича.

Из недостатков следует отметить его недостаточную прочность для зданий, построенных на пучинистых грунтах. Эта проблема может быть решена устройством песчаной отсыпки и дренажа, что позволит снизить нагрузки со стороны грунта.

Мелкозаглубленный фундамент нельзя выполнять на промерзшем грунте, а также оставлять ненагруженным на зиму, поэтому сроки работ по заливке фундамента и строительству стен довольно сжаты и составляют в средней полосе 4-5 месяцев.

Материалы для выполнения мелкозаглубленного фундамента

Наиболее простой и быстрый способ выполнения мелкозаглубленного фундамента – заливка монолитного основания из бетона. Однако, возможны и варианты: фундамент может быть выполнен из бетонных блоков или фундамент из кирпича.

Для монолитного фундамента используют бетон марки не ниже 200, а также арматуру из металлического прутка D12-D16. Заливка производится либо сразу, либо горизонтальными слоями, вертикальных стыков в фундаменте быть не должно – это приведет к его разрушению.

Если бетон готовят самостоятельно, и большие объемы приготовить сразу невозможно, можно выполнить мелкозаглубленный фундамент из бетонных блоков, выполненных своими руками.

Технология выполнения монолитного мелкозаглубленного фундамента

1. Снимают с участка плодородный слой грунта и производят разметку с помощью колышков и капроновой бечевки. Тщательно вымеряют углы, сверяют расстояния между стенами с проектом. По разметке выкапывают траншею глубиной до 70 см. При этом начинать необходимо с самого низкого угла участка, и выравнивать горизонтальную плоскость траншеи по нему. Стенки траншеи должны быть строго вертикальны. Если грунт сыпучий, можно установить подпорки.

   Подготавливаем грунт для фундамента и ограничиваем его территорию

2. На дно траншеи укладывают геотекстиль – строительную ткань, пропускающую  воду, но предотвращающую попадание в песок частиц почвы. Геотекстиль укладывают таким образом, чтобы его края были выше планируемой песчаной подсыпки.

   Укладываем на дно траншеи геотекстель

3. Дно траншеи с уложенным геотекстилем засыпают крупным песком. Засыпку производят послойно, при этом каждый слой проливают водой и утрамбовывают. Высота песчаной подсыпки зависит от типа грунта. На песчаных почвах достаточно 20 см песка, на насыщенных глинистых его слой должен составлять полметра.

   Делаем подушку из песка на дне траншеи

4. Поверх траншеи устанавливают опалубку из досок, продолжающую стенки траншеи. Доски скрепляют гвоздями или саморезами, при этом нужно избегать торчащих внутрь опалубки концов гвоздей, иначе опалубку потом будет сложно разобрать. На опалубке с внутренней стороны делают разметку уровня заливки бетона. При выполнении разметки используют строительный уровень.

   Делаем деревянную опалубку для фундамента поверх траншеи

5. В подготовленную опалубку укладывают арматурные стержни. Металлический пруток режут по размеру стен в продольном и поперечном сечении, и с помощью вязки проволокой крепят их в арматурную решетку. Все углы и стыки стен должны быть перевязаны с помощью перпендикулярных стержней арматуры – это сохранит их прочность на разрыв при подвижках грунта. Если высота фундамента больше 30 см, необходимо несколько слоев арматуры. Сварку при креплении прутка использовать нельзя по нескольким причинам: в месте сварки возникает коррозионно-неустойчивый участок, кроме того, закаленный пруток в процессе сварки теряет свою прочность на растяжение и при эксплуатации может лопнуть. Как результат – трещина в фундаменте, постепенно передающаяся на стену здания.

   Процесс армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента

6. Приступают к заливке опалубки бетоном. Заливают первый слой и равномерно распределяют бетон по опалубке, пробивая его в нескольких местах прутком для удаления воздушных пустот. Каждую последующую порцию бетона необходимо заливать до схватывания предыдущей, поэтому заливку лучше выполнять большой бригадой. Самый последний слой выравнивается по разметке, заглаживается с помощью правила и посыпается сухим цементом с помощью сита – эта мера приводит к более прочному схватыванию верхней части фундамента и предотвращает появление трещин при его высыхании.

   Процесс заливки опалубки бетоном

7. Созревание бетона продолжается 28 дней и зависит от погодных условий. При этом строительство легких строений можно начинать уже через пару недель, для строительства кирпичного дома придется выждать весь срок созревания.

Технология выполнения мелкозаглубленного фундамента из бетонных блоков

Данная технология позволяет выполнить мелкозаглубленный фундамент поэтапно, что актуально при постройке фундамента своими руками. Бетонные блоки при этом можно выполнить самостоятельно.

1. Форму для блоков выполняют из фанеры в виде прямоугольного каркаса со стенками, но без дна, при этом целесообразнее делать ее на 4-6 блоков, разделяя конструкцию съемными перегородками. Все детали пропитывают машинным маслом – это облегчает выемку готовых блоков. Дном служит ровная поверхность, накрытая полиэтиленом.
2. Смешивают бетон: берут 1 часть цемента, 4 части песка вперемешку со щебнем, керамзитом или другим наполнителем. При желании можно добавить фиброволокно. Полученная сухая смесь заливается водой и смешивается, полученный бетон должен быть достаточно густой, но свободно укладываться в форму.
3. Заполняют форму наполовину и укладывают нарезанную арматурную сетку. Заполняют форму полностью, выравнивая поверхность бетона. Можно сделать блоки и пустотелыми, если вставить в форму стеклянные бутылки.

Изделия сушат в течение 2-3 дней при плюсовой температуре, после чего вынимают из формы и досушивают еще 2 недели.

Вариант создания пустотелых блоков

Укладка фундамента в целом не отличается от монолитного, разница лишь в том, что опалубку над поверхностью грунта не выполняют, заливают монолитное основание из бетона в земле, армируя его  прутком, а наземный слой выкладывают из бетонных блоков в несколько рядов, используя для кладки обычный цементный раствор.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент для повышения его прочности и теплоизолирующих свойств нужно утеплить, а также выполнить отмостку. Утепление производят снаружи с помощью полистирольных плит, возможно также  напыление пенополиуретана. Такой фундамент не боится сезонных подвижек грунта и служит надежным основанием для строения. Также советуем почитать про монолитный фундамент своими руками.

Дренаж мелкозаглубленного ленточного фундамента, цена

При строительстве домов используются различные виды фундаментов – ленточные, свайные, плитные. Выбор конкретного решения зависит от множества факторов – этажности и материала строения, уровня залегания грунтовых вод, характера грунтов и т.д.

В частном строительстве широкое применение находит технология возведения ленточного фундамента мелкого заложения (мелкозаглубленного ленточного фундамента, МЗЛФ).

При этом основным фактором, оказывающим влияние на принятие такого решения, является возможность самостоятельно выполнить все работы связанные с строительством.  

Что такое мелкозаглубленный ленточный фундамент

Мелкозаглубленные ленточные фундаменты представляют собой монолитную бетонную полосу (с армирование или без), расположенную под всеми несущими конструкциями здания (по периметру и внутренними).

Термин «мелкозаглубленный» означает, что вся конструкция располагается выше уровня промерзания грунтов.

Такое расположение фундамента определяет его главную особенность – конструкция под действием сил морозного пучения перемещается вместе со всем зданием. Если обеспечивается равномерность такого перемещения, фундамент не испытывает дополнительных деформационных нагрузок, не разрушается и обеспечивает высокую надежность строения.

Таким образом, использование фундаментов мелкого заложения возможно на пучинистых грунтах, где они нивелируют действие сил морозного пучения.

Где применяются фундаменты мелкого заложения

На таких фундаментах возводятся жилые дома и другие сооружения, общий вес материалов которых не создает значительного давления на подошву. Они подходят для:

• построек на основе облегченной кирпичной кладки;

• зданий и сооружений из ячеистых бетонов;

• деревянных (бревенчатых) конструкций;

• каркасного строительства.

При увеличении ширины фундамента допускается увеличение веса построек за счёт применения более тяжёлых материалов или роста этажности. Однако, в этом случае уменьшается глубина промерзания грунта, что может привести к неравномерному распределению нагрузок и разрушению конструкции. В этом случае предпочтительнее использовать ленточный монолитный фундамент.
Важно! Действующими строительными нормами и правилами заливать мелкозаглубленный фундамент на глине и грунтах с высоким содержанием биогенных органических веществ (например, на торфяных) запрещено!
Другим условием выбора в пользу МЗЛФ является низкий уровень грунтовых вод. Чем выше УГВ, тем более неустойчивой становится конструкция. В практике принято считать допустимым сооружение мелкозаглубленного ленточного фундамента при расположении грунтовых вод не ближе, чем в 2 м от основания (самой низкой точки конструкции). При близком расположении водоносных слоев поверхности, выбор следует остановить на свайных фундаментах.

Не менее важным для строительства является перепад высот.

При значительных неровностях рельефа сооружение МЗЛФ может оказаться весьма проблематичным – потребуется значительный объем работ для выравнивания площадей. В таких условиях предпочтительнее обычные ленточные фундаменты. По затратам этот вариант может оказаться более экономичным.

Расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента

Расчёт фундамента имеет целью определение основных характеристик конструкции:

• глубины залегания;

• ширины основания;

• толщины подушки и др.

При расчете необходимо учитывать следующие данные:

• вес конструкции, который зависит от этажности здания, толщины стен, используемых материалов;

• характер грунта;

• глубину его промерзания.

Глубина заложения фундамента

На практике специалисты строители нередко применяют эмпирическое соотношение, которое гарантирует свободное движение фундамента вместе с морозным пучением грунта. По нему глубина заложения выбирается на 20% меньше, чем уровень промерзания для данной местности.

Для более точного определения этого параметра следует воспользоваться СНиП II-Б.1-62. В нём регламентируется минимальная глубина на которую заливается мелкозаглубленный ленточный фундамент в зависимости от характера и глубины промерзания грунта.

Так глубина МЗЛФ может составлять от 0.5 м для непучнистых грунтов при промерзании до 2 м, и пучнистых – до 1 м. Минимальная глубина в 1 м используется на непучинистых грунтах промерзающих глубже 3 м, и пучинистых с глубиной промерзания 1.5 – 2.5 м.

Ширина фундамента

Этот параметр определяет надежность конструкции и ее способность передавать давление от здания окружающим слоям грунта. Зависит он от нагрузки на фундамент и характера грунта определяется по соотношению

D = Q / R.

Здесь Q расчетная общая нагрузка (в т/м), а R – коэффициент сопротивления грунтов. Последний параметр зависит от текучести и пористости материалов и приводится в справочной литературе, СНиП, на специализированных интернет-ресурсах.

Самостоятельно определить все расчетные показатели достаточно сложно, поэтому для определения параметров фундамента лучше воспользоваться практическими таблицами, составленными для отапливаемых и неотапливаемых зданий из различных материалов и грунта различного характера и степени пучнистости. Найти их можно как в строительных справочниках, так и на интернет-сайтах, посвященных вопросам частного строительства.

К примеру, рекомендуемая толщина подошвы фундамента для отапливаемых кирпичных зданий с железобетонными перекрытиями на среднепучинистых песчаных почвах будет составлять 0.6 м, а на сильнопучинистых глинистых – 1.4 м.

Этот же показатель для бревенчатых домов составит 0.4м в обоих случаях, а для неотапливаемых деревянных строений – 0.3 м.

Толщина подушки

В обязательном порядке при строительстве мелкозаглубленного ленточного фундамента (исключение составляют только непучнистые песчаные грунты) предусматривается его размещение на подушке из материала с высокой фильтрующей способностью – песка или песчано-гравийной смеси.

Это позволит устранить касательные воздействия на подошву при морозном пучении грунта и, соответственно, снизить величину деформаций и опасность разрушения конструкций.

Расчётная толщина подушки определяется из соотношения

T = 2.5 * D (1 – 1.2 * R * D / Q)

В формуле используется те же величины расчетной нагрузки и характеристики грунта, что и в предыдущей. Уже упоминавшиеся практические таблицы использовать гораздо удобнее. В них приводятся как толщина подушки, так и ее рекомендуемый состав.

Для рассмотренных выше примеров толщина подушки будет составлять 0.3, 0.5, 0.4 и 0.3 м соответственно, а в качестве материала может быть выбран крупнозернистый песок и песчано-гравийная смесь с соотношением компонентов 60/40.

Другие характеристики фундамента

В процессе расчета также определяются необходимость и способ армирования, характеристики арматуры, требуемая прочность бетона и вид бетонной смеси.

Расчеты всех этих показателей достаточно сложны и приводятся в соответствующих специализированных источниках.

На практике при строительстве ленточного мелкозаглубленного фундамента рекомендуется использовать бетон марки не ниже М200.

Армирование, в соответствии с требованиями СНиП производится по контуру (в толще бетон не армируется) с укладкой 2-3 арматурных стержней диаметром 10 – 14 мм в слое и 2 слоев по сечению фундамента. Расстояние от арматурного стержня до внешней границы бетонной конструкции должно составлять не менее 50 мм. Особое внимание уделяется углам и местам соединений конструкций, поскольку они испытывают максимальные нагрузки. В этих местах применяют П-образное или Г-образное усиление армирующего контура.

Вязка арматурного каркаса рекомендуется производить проволокой, поскольку использование сварных соединений повышает общую жесткость конструкции. Это может привести к образованию трещин фундамента. Кроме того, точечное температурное воздействие снижает коррозионную устойчивость армирующего материала.

Технология изготовления мелкозаглубленного ленточного фундамента

Строительство МЗЛФ – задача не сложная, с которой возможно справиться собственными силами без привлечения специализированных строительных организаций.

Первоначально на месте монтажа проводится тщательная разметка. Кроме того, на подготовительном этапе следует позаботиться о том, чтобы на площадке присутствовали все необходимые инструменты и материалы (за исключением бетонной смеси – ее готовят или завозят непосредственно к основному этапу работ).

Строительство фундамента включает следующие работы:

• Рытье траншей. Глубина траншей определяется глубиной заложения фундамента и толщиной подушки при глубине фундамента 300 мм, а толщина подушки 200 мм траншеи отрываются на глубину 500 мм). Ширина траншеи выполняется с запасом по отношению к ширине основания. Оставшиеся пазухи в дальнейшем будут засыпаны фильтрующим грунтом для устранения касательных воздействий при морозном пучении грунта. Стенки траншеи выполняются с откосом.

• Укладка геотекстиля. Подготовленные траншеи следует выстелить геотекстилем. Это предотвратит заиливание материала подушки и пазух частицами грунта при эксплуатации задания.

• Укладка подушки. Засыпку подушки проводят послойно. При использовании только песка его тщательно смачивают водой и трамбуют (рекомендуется укладывать слои толщиной до 100 мм). Если в подушка фундамента будет закладываться песок и гравий, материалы желательно не смешивать, а укладывать слоями, начиная со слоя песка. Чем качественнее произведена утрамбовка подушки, тем надежнее она будет осуществлять защиту фундаментные конструкции от пучения грунтов при замерзании.
• Установка опалубки. Опалубку изготавливают (сбивают щиты из досок) на месте или приобретают готовые щиты в строительных магазинах. В обязательном порядке предусматривает подпорки через каждые 500-600 мм. Внутренняя поверхность опалубки (особенно при использовании деревянных конструкций) гидроизолируют. На этом же этапе следует позаботиться о формировании мест, где будут выводится канализационные магистрали, трубы водоснабжения, дренажный трубопровод (если предусмотрена внутренняя дренажная система) и т.д.

• Заливка и утрамбовка первого слоя бетона толщиной не менее 50 мм. Это необходимо сделать перед укладкой армирующего каркаса.
• Укладка арматуры.

• Заливка бетона. Желательно применение погружных вибраторов для уплотнения и удаления пузырьков воздуха. При их отсутствии заливку производят послойно с трамбовкой слоев ручным инструментом.

Готовую конструкцию оставляют для усадки. Бетон накрывают и периодически (1 раз в сутки) увлажняют, чтобы избежать пересушивания.

Через 3-4 суток опалубку снимают и оставляют конструкцию на 14-20 дней для набора прочности. После снятия опалубки проводят работы по вертикальной гидроизоляции фундамента, засыпают пазухи песком или песчанно-гравийной смесью. На этом же этапе монтируется, при необходимости, дренажная обводка.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома своими руками

Прежде чем приступить к строительству здания, надо заказать гидрогеологические исследования и, в зависимости от результата, определиться с видом и конструкцией фундамента. Итак, на основании полученного заключения предстоит построить мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома, который по своим характеристикам будет соответствовать всем строительным нормативам.

Особенности данного типа

1. МЗФ — хороший вариант для возведения деревянных и каркасных малоэтажных строений. Но имейте в виду, что грунтовые воды на участке должны располагаться низко, а в структуре почвы допускается содержание только небольшого количества торфяника, глины, пылеватого песка или лёссовидных суглинков. Несущая способность таких оснований должна быть довольно высокой.
2. Заглубление ниже на 50-70% глубины сезонных промерзаний, включая подстилающую подушку.
3. Чаще всего это лента из монолитного железобетона, бетонируемая под несущими стенами и перегородками. Его можно устроить бетонным, кирпичным, бутовым или бутобетонным (для основы используют прочный бутовый камень). Возможен вариант возведения МЗФ из сборных конструкций, плит ФЛ и блоков ФБС. Но это значительно удорожает строительство и потребует использования кранового оборудование. К такому типу также относятся плитные фундаменты.
4. Обладает следующими преимуществами:
   • уменьшенные объёмы, по сравнению с глубоким заложением;
   • простота и скорость по времени выполнения работ;
   • экономичность;
   • возможность выполнения в здании пола непосредственно по грунту;
   • площадь боковой поверхности, соприкасающаяся с землёй небольшая, что приводит к незначительному воздействию касательных сил;
   • малая вероятность подтопления грунтовыми водами;
   • возможность самостоятельного сооружения без привлечения тяжёлой техники;

5. Недостатки:
   • невозможность устройства мелкозаглублённых ленточных фундаментов в зданиях из тяжёлых конструктивов;
   • отсутствие подвальных помещений.

Технология возведения мелкозаглубленного ленточного фундамента своими руками

Состав работ состоит из следующих этапов:

1. Подготовка территории строительной площадки с уборкой лишних предметов, выравниванием рельефа, выкорчёвкой кустарников и деревьев с удалением корней. Обязательно предусмотреть площадь для складирования стройматериалов.

2. Разметка МЗФ. Проект дома должен учитывать требования нормативных документов по выдерживанию расстояний от ограждения участка. При помощи теодолита размечаются оси с закреплением сторожков и выносок. Ширина ленты принимается ≥ 10 см запланированной толщины стен. Для МЗФ, в большинстве случаев, 30 или 40 см. Определение требуемой ширины выполняется по специальной формуле с учётом будущих нагрузок на конструкцию и несущей способности грунтового основания (примеры расчётов приведены в справочных пособиях). На хорошо выровненной поверхности закрепляется деревянными колышками обноска по ширине ленты. На колышки натягивается крепкий шнур. Для возможности гидроизоляции боковых поверхностей конструктива и укладки утепления, предусматривается увеличение ширины траншеи ≥ 50 см.

Работу можно выполнить и без использования теодолита. Для этого рулеткой отмеряется расположение стены здания от ограждения или красной черты, проходящей рядом с участком улицы. По забитым сторожкам натягивается бечёвка, под прямым углом к ней намечается положение боковой стороны. Далее применяется проверенный веками способ создания прямых углов — египетский треугольник, основанный на правиле, что квадратный корень из суммы квадратов катетов длинами 3 и 4 м равен длине гипотенузы прямоугольного треугольника равной 5 м. На имеющейся оси отмечается расстояние в 4 м, от которого проверяется совпадение расстояния в 5 м с точкой на боковой оси, отстоящей на 3 м от угла, при необходимости, выполняется корректировка. В створе полученного направления забивается колышек на конце ленты на данной стороне. Аналогично выполняется разметка двух других сторон. Обязательная проверка — совпадение расстояния по диагоналям, допустимая разница не более 2 см. Сторожками с натянутой по ним бечёвкой фиксируется ширина ленты. Чтобы не нарушить полученную разбивку при разработке грунтов, на расстоянии 5…10 м от нанесённой разбивки по каждой оси забиваются дополнительные колышки.

Под камин, печку и тяжёлое инженерное оборудование (например, котёл отопления) выполняется разбивка отдельно стоящих небольших фундаментов. Они не должны соприкасаться с основной лентой и друг с другом. Минимальные зазоры 10 см.

3. Разработка грунта. МЗФ, как уже отмечалось, залегают неглубоко, поэтому работы легко выполнить вручную. Главное, чтобы был убран плодородный слой, основание должно опираться на грунты с достаточной несущей способностью и толщиной. Минимальное заглубление в такие породы 10 см. Горизонтальность грунтового основания проверяется лазерным нивелиром. При опасении подтопления МЗФ обильными дождевыми осадками устраивается дренаж мелкозаглубленного ленточного фундамента, располагаемый вокруг здания на глубине ≥ 50 см ниже заложения конструктива.

4. Устройство подстилающих слоёв. Грунт уплотняется ручными деревянными трамбовками (отрезок бревна с прибитой поверху планкой). На дно настилается геотекстиль. Далее укладывается по 10 см песка и щебня с уплотнением каждого слоя. Для хорошего уплотнения песка, его укладка выполняется в 2 приёма (5 + 5) с заливкой небольшого количества воды. Допускается укладка песчано-гравийной смеси. Для прочности подушки идеально уложить дополнительно ≥5-ти см тощего бетона.

5. Изготовление и установка опалубки мелкозаглублённых ленточных фундаментов. Опалубка изготавливается обрезных досок (≥ 40 мм), сбитых в щиты, листов водостойкой фанеры или тонколистовой стали. Размеры опалубки подбираются из условий удобства перемещения и установки щитов, глубины заложения МЗФ и высоты возвышения над поверхностью земли (минимально 30 см).

Для обеспечения лёгкой разборки (бетонная смесь не прилипает к стенкам опалубки) стенки деревянных щитов оборачиваются полиэтиленовой плёнкой, фанера и сталь покрывается специальными составами.

Деревянные щиты и листы фанеры состыковываются при помощи промежуточных досок или брусков, металлические изготавливаются с приваркой по краям уголков с отверстиями для болтовых соединений.

Для экономии материалов, можно устанавливать опалубку только над уровнем земли. В таких случаях ширина траншеи уменьшается с укладкой на основание и боковые стенки геотекстиля и, при утеплении мелкозаглублённого ленточного фундамента, полистирольных плит. Можно так же применить несъёмные виды опалубок из полистирольных блоков, обеспечивающих утепление конструктива.

Установка опалубочной конструкции осуществляется строго вертикально (контроль строительным уровнем). Фиксация поперечных размеров поверху выполняется прибитыми к дереву поперечными планками или отрезками стального профиля, с приваренными к нему фиксаторами; посередине скрутками из проволоки или стягиванием арматурными стержнями с резьбой на концах, на которые ставятся широкие шайбы, с последующим закручиванием гаек, а понизу установкой планок в распор между опалубкой и траншеей с подкладкой под них небольших дощечек в местах опирания на грунт. От боковых смещений предохраняются установкой раскосов. В опалубку, для прохождения коммуникаций, закладываются заполненные песком, для исключения деформаций, пластиковые трубы. В местах будущих вентиляционных продухов устанавливаются обёрнутые в полиэтиленовую плёнку деревянные пробки.

6. Армирование мелкозаглублённого ленточного фундамента. Фундаментная лента работает на изгиб, сжатие и боковые сдвиги. Основные нагрузки приходятся на низ конструкции, в этой зоне укладывается рабочая арматура; главная роль арматуры, расположенной в верхней части, — равномерное распределение нагрузок по площади ленты, поэтому её называют распределительной.

Диаметр и шаг расположения арматурных стержней определяются расчётами. Но для небольших зданий на МЗФ допустимо располагать стержни конструктивно с соблюдением основных нормативных требований. В ленту 30-ти см шириной будет достаточно уложить два продольных стержня АII или АIII 12…16 мм диаметрами внизу, и столько же вверху, но меньших диаметров (10…12 мм). Вертикальные стержни из прутков 8 мм АI с шагом 30 см, поперечные нижние и верхние стержни из 8 мм АI. Можно использовать объёмные хомуты по всему контуру сечения. Для этого используется простейшее гибочное устройство, состоящее из следующих узлов:

• стол с закреплённой на нём стальной пластиной;
• к пластине приваривается небольшая металлическая трубка и с зазором 2 см от неё ещё одна;
• гладкий металлический стержень диаметром около 16…20 мм длиной примерно 50 см, согнутый с одного конца в виде вертикальной рукояти, и приваренной к противоположному концу отрезку трубы диаметром, позволяющим её надевание на трубку, закреплённую на станине.

Арматура помещается между трубками на станине и поворотом стержня с рукоятью сгибается под прямым углом.

Сборка каркаса производится связыванием арматуры в узлах пересечения тонкой вязальной проволокой, которая для смягчения предварительно отжигается. Для плотного скрепления используются арматурные кусачки или специальные крючки. Применение сварных соединений, ослабляющих сечения стержней в узлах пересечений, не рекомендуется Для защиты арматуры от внешних воздействий перед бетонированием обязательно должен обеспечиваться защитный слой от 3-х до 5-ти см. Это достигается уменьшением размеров сечения каркаса со всех сторон по сравнению с сечением бетонного тела ленты. Обеспечение необходимого слоя защиты выполняется закреплением к арматуре каркаса сухариков, небольших бетонных параллелепипедов с заложенными в них кусочками вязальной проволоки.

Состыковка стержней по длине осуществляется нахлёстом продольных стержней ≥ 30 их диаметров. Особое внимание нужно уделять обустройству армирования углов. Для стыковки используются Г-образные стержни одинакового сечения с продольными стержнями, согнутые под прямым углом и сторонами ≥ 50 см. Шаг хомутов в углах уменьшается в 2 раза.

В качестве альтернативы стальной арматуре может использоваться композитная арматура, неподверженная ржавлению.

7. Бетонирование МЗФ. Рекомендуется заказывать бетонную смесь на специализированных заводах, что гарантирует её качество и соответствие нормативным показателям. Используется бетон класса В20…22,5. Доставку на объект лучше осуществить автомиксером. Смесь укладывается с тщательным послойным вибрированием глубинными вибраторами. Для подачи бетона в нужные места используются специальные желоба. Желательно обеспечить бетонирование без перерывов. При невозможности выполнить такое условие, в конце забетонированного участка закладывается “щетина” из отрезков арматуры для соединения с последующим бетоном.

8. Опалубка разбирается после набора бетоном 70% нужной прочности. В зависимости от погодных условий примерно через 20-ть дней. Всё это время необходим уход за уложенным бетоном. Свежеуложенная смесь укрывается обычной плёнкой. Периодически бетон поливается водой. Заложенные пластиковые трубы очищаются от песка, деревянные пробки выбиваются.

9. После полного затвердения бетона выполняется окрасочная или оклеечная гидроизоляция мелкозаглубленного ленточного фундамента по боковым поверхностям.

10. Засыпка пазух вокруг готового МЗФ выполняются дренирующими грунтами. При неоднородном составе местных грунтов используются крупнозернистые пески. Грунты укладываются послойно с обязательным уплотнением, при этом необходимо избежать повреждения гидроизоляции.

Усиление мелкозаглубленных ленточных фундаментов

Со временем в результате внешних воздействий фундамент может начать разрушаться, в его конструкции появляются трещины. При этом надфундаментная часть здания сохраняет хорошее состояние. Укрепить конструктив своими силами можно следующими способами:

• стягивание фундамента обоймой из металлических профилей с натяжкой болтовыми соединениями и дополнительным устройством железобетонной рубашки. Для надёжного сцепления нового бетона, на существующей поверхности делается глубокая насечка, в бетон забивается анкерная арматура, на которой закрепляется армирующая сетка. После установки опалубки рубашка бетонируется;
• расширение бетонного основания. Для чего фундаментная лента отрывается ниже подошвы участками не более 1,5 м, вместо удалённого грунта укладывается армированный бетон.

Эффективно применение буроинъекционных свай, но для этого придётся привлечь специализированную организацию.

Фундаменты мелкого заложения: виды, конструкция и устройство

Основной проблемой выбора типа фундамента при строительстве объектов различного назначения являются показатели грунта, а точнее его способность к набуханию. К таким почвам относятся: мелкие и илистые пески, суглинки, супеси и глинистые почвы.

Они увеличиваются в объеме при промерзании, что вызывает подъем слоев земли на глубину промерзания почвы. Если выталкивающие нагрузки не уравновешиваются нагрузкой на здания или конструктивным способом, то точка деформации приведет к разрушению здания.

Эту проблему чаще всего решает несущая конструкция подземной части на глубине промерзания грунта или ниже. Однако для легких построек такой вариант не подходит, так как боковые поверхности утопленных оснований способствуют росту влияния тангенциальных сил морозного пучения. Даже если вы выберете самый дорогой вариант фундамента, это не гарантирует качества, поэтому сейчас все чаще строятся дома на малой глубине.

Характеристики

Использование фундаментов мелкого заложения включает размещение на глубине от 40 до 90 см.Это экономит строительство и труд. Такие основания не предусматривают большого количества бетона и толстого слоя щебня. Стоимость строительства фундамента такого типа снижается в 3 раза.

Конструкция фундаментов фундаментов мелкого заложения состоит из:

Первый узел — это верхняя часть, принимающая нагрузку. Низ — подошва, она передает нагрузку. Вертикальные части основания — это стороны, образующие фундамент стены.

Рекомендуется

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве — процесс очень трудоемкий, его использует большинство садоводов.Посадка семян в открытый грунт — простой и удобный метод, но он эффективен только в определенных климатических зонах. I …

Светоотражающая краска. Сфера применения

Когда машины начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска. Благодаря этой краске как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска — лакокрасочный материал, …

Применяются такие конструкции:

• При строительстве деревянных домов;
• Для небольших кирпичных домов;
• При строительстве домов из легких материалов в малоэтажном строительстве;
• С низким проходом подземных вод;
• При возведении здания с небольшим подвалом.

Основные разновидности фундамента малой глубины

Рассматривая типы фундаментов неглубокого заложения, необходимо обратить внимание на наиболее распространенный из них, а именно — ленточный. Он популярен среди индивидуальных разработчиков, которые приступят к работе самостоятельно. Используется ленточная основа для деревянных и более тяжелых каменных конструкций.

Эта конструкция представляет собой непрерывную бетонную полосу, которая равномерно нагружает стены. Сегодня существует несколько разновидностей ленточных фундаментов малой глубины. Это может быть:

• Железобетон;
• Блок с нижним или верхним расположением клапанов;
• Solid;
• Команды;
• Монолитный с двумя армирующими поясами.

Иногда блоки фундаментов из железобетонных лент мелкого заложения являются армирующими поясами не только снизу, но и сверху. При возведении сборно-монолитной конструкции оборудуют арматурой. Среди видов мелкого фундамента следует выделить столбчатое основание, которое может быть использовано при строительстве следующих домов:

• кирпичный;
• Древесина;
• Дерево;
• Камень.

Эта конструкция состоит из столбов, которые устанавливаются под каждым углом дома, а также в тех местах, где они соединяются с внешней и внутренней стенами.Расстояние между опорами не должно быть более 2 м.

Для устройства фундамента столбчатого неглубокого типа подготовьте котлован глубиной примерно 1 м. в нем уложены кольца из бетона, который утрамбован песком и закрыт бетонными плитами. Устанавливают плот фундамент.

Описание монолитная плита и фундамент

Плотный фундамент представляет собой конструкцию из железобетона, толщина которой в пределах от 20 до 30 см возводится поверх здания.Эта конструкция похожа на ленту. Основное отличие — жесткое усиление всей поверхности, таким образом плита поглощает любую нагрузку при движении почвы.

Фундамент неглубокий может быть монолитным. Он самый надежный и может использоваться на всех типах почв. Исключение составляют участки с уклонами. Недостатком этого фундамента являются высокие трудозатраты и ресурсы, а также длительность подготовительного процесса.

Поселки

Расчет фундамента неглубокого заложения необходим для определения геометрических размеров и выбора множества причин.При этом необходимо знать, какое давление создается на почву, чтобы определить прочность каркасной конструкции и рассчитать силу давления почвы при морозном пучке. Построение нагрузки — это совокупность всех нагрузок. В упрощенном расчете — это масса здания, распределенная на квадратный метр нижней плоскости.

Для расчета массы здания используйте эскиз, в котором указаны размеры здания и его характеристики. Он определяется с учетом зимней снеговой нагрузки.Для этого рассчитайте массу конструктивных частей здания, сложите их и поделите на площадь основания фундамента.

Рекомендации по населенным пунктам

Для определенного типа грунта определить удельное расчетное сопротивление R ₀ , а затем связать его с определенной нагрузкой N. Если первое значение меньше второго, то размер и форма фундамента следует пересмотреть. Его делают с более широкой подошвой или расширяют снизу, увеличивая ширину.

После устройства мелкого фундамента под кирпичный одноэтажный дом размером 10 х 8 м получим: N = 23 т / м ² . В этом случае при возведении стен используется полнотелый красный кирпич, ширина которого составляет 0,4 м.

Плиточный пол бетонный, потолок и потолок деревянные. Конструкция крыши двускатная, имеет покрытие в виде профнастила. Строительство ведется на тяжелосуглинистом грунте в Подмосковье.

Порядок проектирования

Проект на первом этапе — это прокладка грунта.Важно определить глубину и концентрацию почвенной воды. На деформацию грунта могут повлиять следующие геологические изменения:

• Затопление;
• оползни;
• Землетрясение.

При смене сезонов почва может подвергаться трансформации. На первом этапе изучения характеристик участка необходимо знать химический состав почвы. Далее изучаем дизайн постройки. Конструкция фундамента в зависимости от формы и типа конструкции.Вы должны узнать планировку, размер здания и количество этажей, в том числе и под землей.

Выбор типа фундамента малой глубины повлияет на работу и устойчивость конструкции. Проектирование фундаментов мелкого заложения предполагает расчет нагрузок. При этом учитывается соотношение и уровень нагрузки, на основании которых рассчитываются отдельно для каждого элемента конструкции. Эти данные сведены в общий индекс.

Важно определиться с примерными размерами фундамента.Рассчитаны и промежуточные размеры, а также технические условия. Данные для этого берут, имея в виду геологию почвы, цель постройки и способ строительства.

Следующим шагом будет оптимизация размера фундамента под усадку. На этом этапе необходимо провести расчеты параметров и габаритов построек с учетом реальной нагрузки. Теперь вы можете узнать степень осаждения неглубокого фундамента. Полученные данные сравниваются с нормами возможной деформации конструкции.

При необходимости меняют размер и форму здания. Эти данные можно исправить. Как один из последних этапов — тесты. Это определяет прочность и устойчивость построек. В конструкцию могут быть внесены изменения с учетом вероятности деформаций. После выполнения окончательных расчетов по проекту разработайте схемы и чертежи с указанием необходимых данных.

Основные разновидности ленточного фундамента малой глубины

Если на территории имеется материковый грунт, который образован естественным вскрытием, на таком грунте лучше всего строить ленточный фундамент.Подходит для следующих зданий:

• Мелкие бетонные блоки;
• Adobe;
• Кирпич.

Как главное преимущество — простота конструкции. Ленточные фундаменты Фундаменты мелкого заложения можно классифицировать по материалу. Строительство может производиться:

• кирпича;
• Щебень бетонный;
• Бетон
• Будка.

Для возведения последнего типа фундамента используются бутовые камни, уложенные на цементном растворе.Такие грунты наиболее трудоемки и имеют наибольшую массу. Традиционная высота бутового основания колеблется от 55 до 65 см.

Область использования — бытовки и дачи. Для бутового бетонного ленточного фундамента применяются растворы из извести и цемента или только цемент. Массу выливают на основу из бутового камня, кирпича, гравия или щебня.

Устройство ленточного фундамента

Ленточный фундамент неглубокий строится на подготовленном участке. Он ровный и очищенный от растительности.Территория обозначена. Следует обратить внимание на внутренние и внешние углы. Судя по разметке, идет рыть канаву. Низ будущего фундамента выравнивается. Глубина постройки может варьироваться от 30 до 120 см.

При необходимости установите крепления на боковые стенки. Этими элементами являются:

• Ипотечные ссуды;
• Groovy;
• Подушка.

Использование приспособлений

Укладка крепления осуществляется вертикальными распорками, которые используются для крепления стенового фундамента.Стеллажи можно сделать из деревянных досок или бруса. Ипотека используется при строительстве траншей с наклонными стенами. Из пучков листов изготавливается одноименное крепление, которое может быть металлическим, деревянным или железобетонным.

Крепление языка и паза нашло свое распространение в тех местах, где земля находится выше дна ямы. На следующем этапе работ дно котлована засыпается песчаной подушкой. Если грунт песчаный, то на него заливается слой бетона толщиной до 150 мм.Материал уплотняется оборудованием.

Опалубка

Теперь можно переходить к установке деревянной опалубки. Для улучшения твердения бетона можно укладывать пленку или проводить гидроизоляцию смолой. Фундаменты ленточного типа неглубокие армируются стержнями сечением 1 см. Элементы укладываются друг на друга от угла до угла. Стыки соединяются хомутами.

При дополнительном армировании уголков используются стержни, что позволяет увеличить прочность фундамента.Если фундамент кирпичный или бутовый, то следует дополнительно положить слой шпатлевки.

Отливка

Следующим шагом будет заполнение опалубки. Для этого используют бетон марки М200. Заливку следует проводить в несколько подходов, формируя слои до 20 см для лучшего застывания. Перед тем, как заливка фундамента неглубокая, внутреннюю поверхность опалубки необходимо смочить водой, чтобы влага из бетона не впитывалась в доску.

Особенности устройства плитного фундамента малой глубины

Перед тем, как приступить к устройству плитного фундамента, необходимо подготовить грунт.Его уровень на месте проведения разметки. Далее снимаем верхний слой почвы и сооружаем дренаж, если почва влажная. Для этого вырывают траншеи и устанавливают пластиковые трубы, которые сверху покрывают геотекстилем.

Изоляция и затенение

Фундамент рекомендуется утеплять. Использовать можно пенопласт, который укладывают со всех сторон конструкции. На следующем этапе укладывается подсыпка из песка или гравия. Его хорошо утрамбовывают и поливают для лучшего набивания. Толщина подушки может достигать 20 см. Сверху она подходит для пенополистирола.Если печь планируется встраивать на место, то устанавливают опалубку. Обычно используют брус, ширина которого равна ширине опалубки. Его элементы закрепляются, закрываются водонепроницаемой лентой, а затем внутреннее пространство заливается бетоном.

Лекционные заметки — Основное проектирование — Учитель: доктор Гурмель С. Гхатаора, доктор Дэвид Чапман

Основное инженерное дело — Учитель: доктор Гурмель С. Гхатаора, доктор Дэвид Чепмен

Комментарии

• Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии.

Предварительный текст

ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА Факультет гражданского строительства Конспект лекций по модулю фундаментальной инженерии CE5FOEa Программы магистратуры в области геотехнической инженерии и геотехнической инженерии и менеджмента Главный преподаватель доктор Гурмель С. Гатаора Обратите внимание, что следующие примечания к лекциям основаны на материалах, изначально подготовленных доктором Дж. Билам. Конспекты лекций по испытаниям свай, устройству свай, на сваях и сваях с боковой нагрузкой прилагаются к концу этих заметок. Отдельно будут поставляться конспекты лекций по технике в зонах землетрясений.СОДЕРЖАНИЕ Цели курса Часть 1 Введение Фундаменты неглубокого заложения Несущая способность Расчетная Часть 2 Фундаменты свай Одиночные сваи Несущая способность Расчетная нагрузка Группы свай Несущая способность Расчетная прочность Разломы свай Испытания свай Расчет свай на боковую нагрузку Приложение A Соотношение Приложение B Описание модуля ТОМ 2 Землетрясение ТОМ 3 Конструкция свай для боковой нагрузки и опускания. ЦЕЛИ КУРСА Цель этого курса — дать студенту базовое представление о несущей способности и осадке как неглубоких, так и глубоких (свайных) фундаментов, включая группы свай.Он также познакомит студентов с концепциями проектирования фундаментов и других инженерно-геологических конструкций, подверженных нагрузкам землетрясения. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ (1) Иметь достаточно знаний, чтобы уверенно проектировать как мелкие, так и глубокие фундаменты. (2) Иметь представление о процедурах, связанных с проектированием конструкций в зонах землетрясений. 2 ЧАСТЬ 1 НЕБОЛЬШИЕ ФУНДАМЕНТЫ 1.0 КРИТЕРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Целью фундамента является передача структурной нагрузки на землю. Для достижения этой цели должны быть удовлетворены четыре критерия проектирования: 1) Несущая способность. Должен быть достаточный запас прочности против разрушения грунта при сдвиге.2) Осадка и отклонение Осадка (вертикальное движение) или отклонение (горизонтальное движение) не должны вызывать повреждения конструкции, влиять на ее предполагаемое использование или ухудшать ее внешний вид. 3) Строительство. Должна быть возможность возвести фундамент доступными методами строительства. 4) Стоимость Стоимость должна быть минимальной, необходимой для удовлетворения критериев 1, 2 и 3. P Рис. 1.1 Неглубокий фундамент, поддерживающий вертикальную центральную силу Уровень земли D q Уровень фундамента B Неглубокий фундамент (или опора): основание с 2.Ширина B и длина L. Размеры прямоугольного фундамента в плане: B — всегда меньший размер. Уровень фундамента (FL): уровень нижней стороны фундамента. Общее несущее давление: q общий вес основания и вес колонны засыпки над площадью плана основания A основания Давление перекрывающих пластов: общее давление покрывающих пород Эффективное давление покрывающих пород D u Где — объемный удельный вес грунта, а u — давление поровой воды на FL Net подшипниковой давления Q qgross давление вскрышных пород. Это увеличение вертикального напряжения на грунт на FL, и его следует использовать во всех расчетах конструкции фундамента.Для твердых фундаментов q — достаточно точная оценка, где P — приложенная вертикальная сила на уровне земли, а A — площадь фундамента в плане. В других случаях, таких как пустотелые фундаменты, подвалы и заглубленные резервуары, q следует рассчитывать на основе qgross и давления покрывающей породы. Конечная несущая способность QULT является чистым опорным давлением, что приведет к сдвигу провала земли. Безопасное давление в подшипнике qsafe, где F — коэффициент безопасности. 4 Допустимое давление в подшипнике qall — это расчетное значение q, при котором выполняются критерии несущей способности и осадки.2.0 ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВАЙ Предельная нагрузка Qult — это сила, действующая на головку сваи, при которой окружающий грунт разрушается при сдвиге. Рабочая нагрузка Pw — это рекомендуемая нагрузка на головку сваи, при которой F является удовлетворительным, а прогнозируемая осадка находится в пределах допуска конструкции. Безопасная нагрузка Qsafe, где F — коэффициент безопасности. Обратите внимание, что в некоторых случаях поведение группы свай преобладает над индивидуальным поведением: например, осадка группы свай со средней нагрузкой Q всегда больше, чем осадка отдельной сваи при той же нагрузке Q.Вероятность 3.0 НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ И ФАКТОР БЕЗОПАСНОСТИ Использование коэффициента безопасности снижает вероятность отказа до приемлемого уровня: он не предотвращает отказ. Предполагая, что в анализе нет ошибок, есть три причины неопределенности: 1. Знание свойств грунта 2. Знание применяемой нагрузки 3. Недостатки имеющихся методов анализа В пункте 3 содержится наименьшая неопределенность: аналитические методы далеки от совершенства и они нуждаются в улучшении, но при правильном выборе и применении неточность относительно мала.Наибольшая неопределенность находится в пункте 1. На рисунке 1 показано значение условного коэффициента запаса прочности. И потребность D (т. Е. Нагрузка), и грузоподъемность C (т. Е. Сила) являются переменными величинами. При проектировании мы присваиваем им фиксированные значения и, а при расчете несущей способности F, но все же существует риск того, что (или в области пересечения крайних хвостов распределений. Рис. 2.1 При расчетах несущей способности F обычно выбирается равным примерно от 2,5 до 3 при получении qsafe, но для управления расчетом может потребоваться qall qsafe, поэтому реальное F может быть намного больше.Обычно это касается фундаментов из песка и гравия. 5 СОТОВЫЙ ФУНДАМЕНТ Используется для плавающих фундаментов на очень слабых грунтах. Рис. 3.4 Фундаменты на плотах. Плоты используются для больших конструкций, чтобы уменьшить неравномерную осадку или поддержать решетку колонн. Они также используются для зданий на грунтах с переменной сжимаемостью (например, насыпь) и в зонах проседания горных выработок. 3.5 НЕДОСТАТКИ 7 По отношению к грунту под ним поведение плота может варьироваться от до, что влияет на распределение контактного напряжения на земле.Жесткий плот уменьшает дифференциальное отклонение, но гибкий плот при нагрузке может им стать. Гибкий плот дешевле, чем жесткий, потому что он может быть тоньше и иметь меньшее усиление, а дифференциальная осадка может быть уменьшена, подпирая его сваями (рис. 3.5). Гибкий плот Гибкий плот с сваями Рисунок 3.5 Фундаменты для нефтяных резервуаров. Большинство резервуаров с нефтью расположены в устьях рек на мягких аллювиальных почвах. Возникают очень большие осадки (до метра в центре большого резервуара), но обычно они могут быть размещены на основании резервуара.На рис. 3.6 показан типичный фундамент масляного резервуара. Рисунок 3.6 Типичное основание масляного бака Вертикальное напряжение на верхней части гравия является равномерным, поскольку основание масляного бака имеет небольшую жесткость на изгиб. Если бы бак был заполнен маслом сразу после строительства, почти наверняка произошел бы сбой несущей способности. Обычно новый масляный резервуар постепенно наполняется водой, чтобы позволить грунту укрепиться и повысить прочность на сдвиг. При рассмотрении несущей способности фундамента масляного резервуара критическое значение имеет разрушение на краю: фактически периметр фундамента ведет себя как ленточный фундамент.Неверно думать о фундаменте маслобака как о плоту. 8 5.0 НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ НЕДОСТАТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ВВЕДЕНИЕ Помните, что чистое напряжение используется во всех расчетах несущей способности: в большинстве случаев фундамент очень точно уравновешивает давление покрывающих пород. Метод эффективного напряжения и метод полного напряжения используются для прогнозирования предельной несущей способности фундаментов мелкого заложения. В методе эффективного напряжения прочность грунта на сдвиг рассчитывается на основе эффективного напряженного состояния (т.е.е. с учетом порового давления воды). Метод эффективного напряжения может использоваться для любого типа почвы, и он важен для таких почв, как песок и гравий. Чтобы использовать этот метод, нам необходимо знать эффективный угол сопротивления почвы сдвигу. Это может быть измерено в лабораторных испытаниях или оценено косвенно из полевых испытаний. Метод полного напряжения следует использовать только для таких почв, как глины. Почва рассматривается как пластичный материал, который деформируется при постоянном объеме (т.е. дренаж не происходит).Давление поровой воды не учитывается. Нам необходимо знать недренированную когезию cu для грунта, и это можно измерить с помощью быстрых недренированных трехосных испытаний или лопастных испытаний, или ее можно оценить косвенно из полевых испытаний. 5.1 НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ НЕСКОЛЬКИХ ФУНДАМЕНТОВ НА ГЛИНАХ Здесь глины относятся к почвам, в технических характеристиках которых преобладает глинистая фракция (например, илистые глины, песчаные глины, большинство валунных глин. Природные чистые глины встречаются редко). Важной характеристикой является то, что отвод (дренаж) избыточного давления поровой воды происходит очень медленно.Предельная несущая способность (1) qult cu Nc sc dc, где cu — недренированное сцепление, коэффициент несущей способности Nc 2), коэффициент формы фундамента sc 1 0,2 и коэффициент глубины фундамента dc 1 0,23 Ширина фундамента равна B, его длина — L, а глубина от уровня земли до уровня фундамента — D. Коэффициент глубины применяется, если он меньше или равен 4, в противном случае фундамент определяется как глубокий и используется другой метод расчета. Типичные значения Nc для неглубоких ленточных и подушечных фундаментов приведены в таблице 5.1. Таблица 5.1 Значения величин передаточных чисел Ленточный фундамент Квадратный или круглый фундамент с подкладкой 0 5,14 6,17 0,2 5,67 6,80 0,4 5,89 7,07 0,6 6,06 7,27 0,8 6,20 7,44 1,0 6,32 7,59 1,5 6,59 7,91 2,0 6,81 8,18 3,0 7,19 8,63 4,0 7,50 9,00 10 5,2 МОЩНОСТЬ ПОДШИПНИКА : МЕТОД ЭФФЕКТИВНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Этот метод применим к любой почве и важен для прогнозирования несущей способности фундамента на таких почвах, как песок и гравий. Общая форма уравнения несущей способности: qult (0,5 B u) sc, (2) где — эффективное напряжение покрывающих пород на уровне фундамента, — объемный удельный вес грунта, B — ширина фундамента, u — давление поровой воды. на глубине ниже уровня фундамента sc — коэффициент формы фундамента.Коэффициенты несущей способности Nq и зависят от критического состояния эффективного угла сопротивления сдвигу для грунта. Было предложено много формул для определения несущей способности, точные решения не могут быть получены. В таблице 5.2 приведены консервативные значения Терзаги. Таблица 5.2 Коэффициенты несущей способности 20 25 30 35 40 Nq 5,0 10 20 42100 7,4 13 23 41 81 См. Рисунок 5.1 Коэффициенты несущей способности растут очень быстро, поэтому, поскольку на практике невозможно очень точно измерить несущую способность, можно лишь приблизительно спрогнозировать .Для песков и гравия обычно составляет от 35 до 40 градусов, поэтому максимальная несущая способность велика. Допустимый прогиб (или оседание), вероятно, ограничит допустимое давление в подшипнике в таких случаях, поэтому отсутствие точности при прогнозировании предельной несущей способности обычно не имеет значения. Коэффициенты формы для использования в формуле. 2 приведены в таблице 5.3. Таблица 5.3 Коэффициенты формы фундамента Форма в плане фундамента sc Полоса 1,0 Круглая 0,6 11 Квадратная 0,8 6,0 НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ НИЗКИХ ФУНДАМЕНТОВ С НАКЛОННЫМИ НАГРУЗКАМИ: РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Приближенное решение возможно для случая наклонной нагрузки с использованием пересмотренных значений Nq.N T площадь основания A Вертикальное напряжение на основании равно q, а напряжение сдвига — t Угол наклона силы, действующей на основание, равен d по отношению к вертикальной оси. Предельное вертикальное напряжение qult Nq. Выбранные значения коэффициента несущей способности Nq приведены в таблице 6.1: 0,0 (градусы) 26 28 30 32 34 36 38 11,85 14,72 18,40 23,18 29,44 37,75 48,93 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 10,11 12,32 15,09 18,59 23,07 28,85 36,39 8,34 9,94 11,89 14,29 17,26 20,97 6,59 7,65 8,90 10,39 12,15 14,97 16,83 4,84 5,45 6,12 6.88 7,75 8,93 9,85 2,48 2,61 2,75 2,88 3,01 3,15 3,28 Подробное описание наклонных нагрузок дано Powrie, W. (1997) Soil Mechanics: Concepts and Applications, London, Spon. 13 7.0 ФУНДАМЕНТЫ ПРИ ЭЛЕКТРОННОЙ НАГРУЗКЕ Фундамент подвергается эксцентрической нагрузке, если линия приложенной вертикальной силы не проходит через центр тяжести основания. При расчете опорного давления на местах, важный принцип заключается в том, что мы должны обеспечить вертикальную силу и момент равновесия. Используются три метода расчета: 1).Линейный метод. Это наиболее распространенный метод, используемый на практике. Предполагается, что напряжение опоры изменяется линейно от максимума на одной стороне основания до минимума на другой. 2). Метод предельных состояний Этот метод был предложен Мейерхофом в начале 1950-х годов. Он учитывает условия в точке отказа (когда может быть достигнуто прямоугольное распределение нагрузки на опору. С точки зрения конечного результата выбор между двумя методами невелик. Линейный метод довольно прост в использовании для небольшие эксцентриситета, но для больших становится крайне громоздко.Метод предельных состояний проще, чем линейный метод, когда эксцентриситет находится в одном ортогональном направлении, но для двухэксцентричной нагрузки он может быть сложным, если не вводится упрощение. Эксцентрическая нагрузка возникает, когда основание должно нести вертикальную нагрузку и горизонтальную силу или опрокидывать сечение, показанное на рис. 7.1, а план показан на рис. 7.2. Примером может служить случай фундамента подпорной стенки, где и вес стенки и боковое давление грунта должны быть сопротивление.Некоторые конструкции, например пешеходные мосты на автомагистралях, могут иметь большой эксцентриситет при горизонтальной ветровой нагрузке, но относительно небольшом весе. H e h P P Рисунок 7.1 Эксцентрично нагруженные фундаменты мелкого заложения eL P eB B L Рисунок 7.2 План основания с эксцентричной вертикальной нагрузкой P 14 Рисунок 7.4. Эффективная ширина (по Мейерхофу, 1953 г.) 16 8.0 УКАЗАТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ФУНДАМЕНТАМ Примечание: все эти примеры относятся к мелким фундаментам. Ширина основания — B, длина — L, а чистая вертикальная нагрузка — P.Используйте линейный метод проектирования. 1. B 2m, L 3m, и нагрузка P (600 кН) действует с эксцентриситетом 0,3 м в направлении L. Рассчитайте максимальное и минимальное давление в подшипниках. 2. Как в Примере 1, но с эксцентриситетом 0,6 м в 0 кПа 3. Основание имеет размер 4,8 x 3,0 м в плане и несет вертикальную нагрузку P, которая может быть приложена в любом месте по периметру круга, описанного вокруг центра. базы. Рассчитайте максимальный радиус окружности, чтобы эксцентриситет оставался в пределах средней трети сердечника основания, а также максимальное и минимальное давление в подшипниках.4. Две вертикальные нагрузки, 600 кН и 300 кН, расположены на расстоянии 3 м друг от друга. Они должны поддерживаться на длинной оси основания шириной 1,5 м. Допустимое давление на грунт — 120 кПа. Конструируйте основание так, чтобы не было эксцентриситета. Основание должно быть длиной 5 м. Нагрузка 600 кН должна находиться на расстоянии 1,5 м от одного конца, а нагрузка 300 кН должна быть на расстоянии 0,5 м от другого 5. Имеется четыре бункера для хранения, каждый квадрат 2 м x 2 м в плане, и они переносятся на четырехугольном основании. Собственный вес нетто всей конструкции составляет 900 кН, и, кроме того, каждый бункер может выдерживать до 450 кН динамической нагрузки.Предположим, что центры бункеров лежат в углах квадрата 2 х 2 м. Рассчитайте максимальное давление в подшипнике. Худший случай возникает, когда три корзины заполнены. Давление в опоре тогда равно 17 9.1 Методы прогнозирования осадки В целом, увеличение оседающего напряжения x сжимаемость x толщина грунта Другой формулировкой является оседание (напряжение x фактор влияния x характеристика Здесь обычно ширина фундамента. Увеличение напряжения и сжимаемость или жесткость грунта варьируются глубиной ниже уровня фундамента.Обычно грунт делится на слои, и каждому присваивается среднее напряжение и сжимаемость. Затем приращения осадки суммируются для получения окончательного результата. К стандартным методам прогнозирования относятся следующие: (a) Пески и гравий (i) Эмпирические методы, например, SPT (Burland Burbidge, Static cone (Schmertmann, 1978) (ii) метод, использующий для получения (wj wc) (b) почвы) (i) твердые и жесткие глины: метод, использующий Eu для получения wi mv, метод для получения wc (ii ) Глины NC: прямое использование коэффициента пустотности для получения осадки wc, как правило, незначительной) Очень жесткие глины, мягкие породы: метод, как в (a) ii Рисунок 9.1 показывает, что расчеты на основе становятся доминирующими по мере увеличения жесткости грунта. wi пренебрежимо мало wi может быть найден отдельный расчет с использованием Eu Eu wc Коэффициент пустот wt, если он значительный, используйте эмпирический метод Тип почвы Очень мягкая и мягкая глина NC mv Твердые и жесткие глины LOC и OC Жесткие и очень жесткие пески OC мягкие породы Рис. 9.1 Краткое описание основных методов расчета 19 9.2.9.2 (b) показывает кривую, полученную в результате одометрического испытания. Предположим, что напряжение увеличивается от до. Коэффициент пустотности изменяется от eo до e1. Исходя из определения коэффициента пустотности, вертикальная деформация в слое почвы равна (eo eo), а осадка уплотнения также может быть выражена с помощью индекса сжатия Cc, который представляет собой средний наклон кривой от eo до e1: Cc c 1 o) 1 eo Это основы прямого использования коэффициента пустотности для прогнозирования осадки. Применение этих методов будет рассмотрено позже: в некоторых случаях может потребоваться внесение эмпирических поправок в кривую.20

Фундамент — Анализ устойчивости

Максимальная нагрузка, которую могут выдержать мелкие элементы фундамента из-за несущей способности, является функцией сцепления и угла трения несущих грунтов, а также ширины B и формы фундамента. Несущая способность длинного фундамента на единицу площади q _x выражается как:

, где
(альфа) _f = 1,0 для ленточных фундаментов и 1,3 для круглых и квадратных фундаментов
c _u = недренированная прочность грунта на сдвиг
_{(сигма) vo} = эффективное вертикальное напряжение сдвига в грунте на уровне подошвы

(бета) _f = 0.5 для ленточных фундаментов, 0,4 для квадратных фундаментов и 0,6 для круглых фундаментов
гамма = удельный вес грунта

B = ширина опоры для квадратных и прямоугольных опор и радиус опоры для круглых опор
N _c , N _q , N = коэффициенты несущей способности, функции угла внутреннего трения (phi)

Для недренированного (быстрого) нагружения связных грунтов phi = 0
, таким образом уравнение сокращается до
q _u = N ‘ _c c _u
, где
N’ _c = (альфа) _f № _с

Объявления

Сделанные допущения
1) Уравнение основано на бесконечно длинном ленточном фундаменте.
2) Почвы должны быть однородными по всей напряженной зоне.

Значения поправочных коэффициентов указаны в таблице ниже

Эксцентриковая нагрузка
На несущую способность конструкции фундамента влияет Эксцентриковая нагрузка. Мы предполагаем, что опора жесткая, а давление в опоре изменяется линейно.

Очки вдуматься
Для случая, когда только часть фундамента является подшипник, максимальное давление может быть аппроксимирована методом проб и ошибок.

Объявления

Для всех случаев продолжительной эксцентрической нагрузки максимальное (краевое) давление не должно превышать прочности грунта на сдвиг, а также коэффициент безопасности должен быть не менее 1,5 (предпочтительно 2,0) против опрокидывания.

.