Глава 8. Конструкции нулевого цикла

Конструкции нулевого цикла - это подземная часть здания, расположенная ниже нулевой отметки, за которую принимают перекрытие первого этажа. К этим конструкциям относятся фундаменты и цокольные стены.

К ним предъявляют требования по обеспечению прочности, устойчивости и долговечности (морозостойкости, сопротивлению воздействия грунтовых и агрессивных вод и др.).

Бетон и железобетон являются основными материалами для возведения фундаментов. В массовом жилищном строительстве в основном применяют изделия в виде сборных железобетонных элементов.

Для малоэтажного строительства возможно использование бута, бутобетона и хорошо обожженного кирпича.

Глубину заложения фундаментов при проектировании определяют на основе исходных требований, оговоренных в задании на выполнение проекта (район строительства, тип и состояние грунтов основания, этажность, конструкции и технология возведения здания), и принимают в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 (Основания зда­ний и сооружений).

В случаях когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозерни­стых песков, супесей, суглинков и глин), глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерза­ния грунтов.

'При определении расчётной глубины промерзания грунтов под зданием учитывают влияние режима его эксплуатации и конструктивное решение полов первого этажа. В отапливаемых помещениях грунт под полом прогревается по-разному в зависимости от конструкции пола. Поэтому нормативная глубина промерзания снижается за счёт теплового режима здания.

Фундаменты под внутренние несущие конструкции отапливаемых зданий заглубляются без учёта глубины промерзания, так как под ними грунт практически не промерза­ет и она может быть принята минимальной - 0,5 м от уровня проектной отметки поверх­ности земли.

В курсовом проектировании для определения глубины заложения фундаментных конструкций допускается пользоваться схематической картой изотерм нормативных значений глубины промерзания (рис.8.1) суглинистых и глинистых грунтов.

В зависимости от передаваемой нагрузки на грунт и конструктивной схемы здания фундамент под него может быть устроен ленточный (сплошной и прерывистый), столбчатый - стаканный (под отдельные столбы и колонны), свайный и сплошной в виде пло­ской или ребристой плиты под всем зданием.

Ленточные фундаменты проектируются сборными или монолитными. Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. В панельных зданиях сборные ленточные фундаменты устраивают из железобетонных плит - подушек и бетонных цокольных (наружных и внут­ренних) панелей (рис.8.2).

Рис.8.1. Изотермы нормативных значений глубины промерзания грунтов

Рис.8.2. Сборные ленточные фундаменты панельных зданий с поперечными внутренними несущими сте­нами: А - фундамент плана при несущих продольных наружных стенах; Б - то же, при ненесущих; В - вари­анты конструкции наружных цокольных панелей; а - легкобетонных; б - трехслойных; в - ребристых железо­бетонных; 1 - железобетонная фундаментная подушка; 2 - наружная цокольная панель; 3 • цокольная внутрен­няя панель; 4 - цокольное перекрытие

В зависимости от проектируемого температурного режима подвала (подполья) на­ружные цокольные панели могут быть утеплёнными (одно- или трёхслойными) или неутеплёнными. В цокольных панелях под внутренние стены предусматриваются про­ёмы для сквозного прохода по подполью (подвалу) и пропуску инженерных коммуника­ций.

В кирпичных и крупноблочных зданиях сборные ленточные фундаменты выполня­ют из железобетонных плит - подушек и бетонных стеновых блоков (рис. 8.3 и 8.4).

В малоэтажном строительстве на прочных сухих грунтах устраивают прерывистые ленточные фундаменты, в которых плиты-подушки укладывают с разрывами с после­дующей засыпкой сухим песком.

Глубину заложения фундаментов при переходах от подвальной к бесподвальной ча­стям здания или в примыканиях фундаментов внутренних стен к фундаментам наруж­ных стен изменяют ступенчато. Длина ступени должна быть в 2 раза больше разницы в отметках подошв фундаментов, при этом высота ступени не более 600 мм (рис.8.4).

Фундаментные подушки имеют следующие габариты:

-длина 1200, 2400 мм;

-ширина 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 2000; 2400 и 2800 мм;

Рис.8.3. Сборные ленточные фундаменты из бетонных блоков: а - монтажная схема с маркировкой се­чений; б- детали сечений фундаментов под стены зданий с подвалами и техническими подпольями; в - дета­ли сечений фундаментов под стены зданий без подвалов и технических подполий; 1 -фундаментная плита; 2 - цементно-песчаный раствор; 3 - бетонные стеновые блоки; 4 - окраска горячим битумом за два раза; 5 -отмостка; 6 - два слоя толя или гидроизола на битумной мастике; 7 - конструкция пола; 8 - цокольное пере­крытие

- высота 300 и 400 мм (для подушек шириной более 2000 мм).
Стеновые блоки выпускаются следующих модульных размеров:

- длина 1200 и 2400 мм (доборный 400 мм);

- ширина 400; 500; 600 и 800 мм;

- высота 600 мм.

Для малоэтажных зданий и при отсутствии индустриальной базы применяются монолитные ленточные конструкции фундаментов, выполняемые из бетона, бутобетона, или бутовой кладки, когда бут является местным материалом (рис.8.5).

Столбчатые фундаменты применяют в каркасных зданиях различной этажности, либо в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных). При небольших нагрузках в малоэтажном строительстве применяют столбчатые фундаменты, устанавливаемые под всеми углами здания в местах пересечения и примыкания стен, а также на глухих участках стен на расстояниях, определяемых конструкцией вышележащих элементов, в ча­стности фундаментных балок.

Столбы могут выполняться ступенчатой формы и возводиться из бута, бутобетона, бетона, железобетона. Фундаментные балки выполняют из железобетона, а иногда из рядовой каменной или армокаменной кладки. Недостатком последнего решения является ограничение перекрываемого пролёта.

Индустриальная конструкция столбчатого фундамента каркасно-панельных зданий состоит из железобетонных подушек или фундаментных блоков стаканного типа под колонны, железобетонных подушек и. внутренних цокольных панелей под стены - диа-

Рис.8.4. Детали конструкций сборных ленточных фундаментов: А - примыкание фундамента внутрен­ней стены к наружной; Б - деталь прерывистого ленточного фундамента; В - устройство подпольных каналов; а - непроходного под полом по бетонной подготовке; б - то же, под деревянным полом по лагам; в - полупро­ходного канала под деревянным полом по лагам; 1- фундаментная плита; 2 - цементно-песчаный раствор; 3 -бетонные блоки стен подвала; 4 - бетон; 5 - арматурная сетка; 6 - утрамбованный грунт; 7 - кирпичная стен­ка; 8 - съёмная железобетонная плита; 9 - съёмный дощатый щит; 10 - окраска горячим битумом

Примечание. При небольших нагрузках и плотных однородных грунтах основания разрывы в прерывистых ленточных фундаментах заполняют местным грунтом

Рис.8.5. Монолитные ленточные фундаменты: а - схема плана фундамента с маркировкой сечений; б -детали сечений фундаментов под стены зданий с подвалами и техническими подпольями; в - то же под стены зданий без подвалов и технических подполий; 1- окраска горячим битумом за два раза; 2 - отмостка; 3 - два слоя толя или гидроизола на битумной мастике; 4 - цокольное перекрытие; 5 - конструкция пола по грунту

фрагм жёсткости и стены лестничных клеток, цокольных наружных панелей, опёртых через специальные железобетонные фундаментные балки на фундаменты под колонны (рис.8.6).

Рис.8.6. Фундаменты каркасно-панельного здания: А - схема плана; Б - схема разреза при фундамент­ных подушках; В - то же, при фундаментах стаканного типа; 1 - наружная цокольная панель; 2 • цокольное пе­рекрытие; 3 - пирамидальное основание колонны; 4 - фундаментная подушка; 5 - фундаментная балка; 6 - фун­даментный стакан; 7 - фундаментный блок

Свайные фундаменты устраивают при строительстве на слабых сильно сжимаемых водонасыщенных грунтах, а также при передаче на основание больших нагрузок от колонн и стен многоэтажных зданий. Применение забивных свайных фундаментов так­же экономически оправдано при массовом строительстве зданий средней и повышенной этажности.

В зависимости от величины передаваемых на грунт основания нагрузок и механических свойств грунта сваи под стены располагают в один ряд, в два ряда или шахматном порядке. Под колонны устраивают "кусты" свай. Расстояние между смежными сваями назначают не менее трёх сечений (диаметров) свай (рис.8.7). При передаче небольших нагрузок расстояние между сваями назначают 1,5-1,75 м. Сваи располагают обязатель­но под всеми углами здания и в точках пересечения осей стен. Глубину забивки свай на­значают в зависимости от несущей способности сваи и грунта основания.

Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам последних укладывают монолитные или сборные железобетонные ростверки, а на кусты свай - оголовки. При сборных ростверках оголовки устанавливают и на одиночные сваи. В зданиях без подвалов и технических подполий подошва ростверка должна быть на 0,1-0,15 м ниже планировочных отметок поверхности земли у здания. При наличии подвала или технического подполья под всем зданием отметки пола подвала совмеща­ют с верхом ростверка под наружные и внутренние стены. 128

Рис.8.7. Свайные фундаменты: А - схема плана фундамента под здание с продольными несущими сте­нами; Б - то же, с поперечными; а - план свайного поля; б - план ростверка; В - расположение свай в плане; а - однорядное; б - шахматное; в - двухрядное; г - куст свай под колонну; Г - сопряжение сборного оголовка со сваей; 1- свая; 2 - монолитный ростверк; 3 - бетонная или щебёночная подготовка; 4 - сборный ростверк под колонну; 5 - сборный оголовок; 6 - сборный ростверк; 7 - колонна

Прочность соединения конструкции ростверка со сваей обеспечивают заделкой торца сваи в бетон ростверка. Если ростверк устраивают из сборного железобетона и со­единяют со сваей через оголовок, то оголовок устанавливают на сваю, закладные дета­ли ростверка и оголовка сваривают стальными накладками, затем зазоры замоноличивают бетоном.

В панельных зданиях, с перекрытиями из панелей размером на конструктивную ячейку, применяют наиболее экономичный вариант конструкции свайного фундамента -безростверковый фундамент, при котором плиты перекрытий опирают на точно уста-

новленные (с отклонением верхней плоскости не более 10 мм) сборные оголовки свай (рис.8.8). Гидроизоляция фундаментов, устройство приямков и люков в стенах подвалов показаны на рис.8.9.

Плитные фундаменты применяются в следующих случаях:

- при слабых грунтах на строительной площадке или при значительных нагрузках от здания;

Рис.8.8. Свайные фундаменты панельных зданий: а - схема плана безростверкового фундамента со сборными оголовками; б - то же, со сборным ростверком; в - то же, с монолитным ростверком; 1,2- сборные оголовки; 3 - свая; 4 - сборный ростверк; 5 - монолитный ростверк; 6 - панель перекрытия; 7 - внутренняя цо­кольная панель; 8 - то же, наружная

- при разрушенных, размытых или насыпных грунтах основания;

- при неравномерной сжимаемости грунтов;

- при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод.

Плитные фундаменты конструируют в виде плоских и ребристых плит или в виде перекрёстных лент. Для зданий с большими нагрузками, а также при использовании его подземного пространства применяются коробчатые фундаменты (рис.8.10).

Плитные фундаменты проектируют под здания в основном каркасной конструктивной системы. Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных на­правлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите.

Фундаментная плита с рёбрами вниз менее трудоёмка, так как уменьшается объём земляных работ. Толщина плиты и её армирование определяются расчётом в зависимости от её конструкции, приходящихся нагрузок и несущей способности основания.

В учебных целях толщину ребристой плиты следует назначать от 1/8 до 1/10 пролета, а сплошной плиты от 1/6 до 1/8 соответственно. 130

На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при стеновой - рёбра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.

Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя таким образом замкнутые различной конфигурации сечения.

Примерами таких решений могут служить выстроенные в г. Москве жилые дома Чертаново-Северное с использованием подземного пространства под гаражи или административное здание гидроопроекта.

Рис.8.9. Гидроизоляция фундаментов, устройство приямков и люков в стенах подвалов: А • гидро­изоляция фундаментов и подвалов; а - при уровне грунтовых вод до 200 мм; б - то же, боле 200-1000 мм; в -то же, более 1000 мм; Б - световой приямок; В - загрузочный люк; 1 - фундаментная плита; 2 - бетонные бло­ки стен подвала; 3 - выравнивающая затирка цементным раствором; 4 • окраска горячим битумом за два раза до отмостки; 5 - стенка из полнотелого красного кирпича на цементном растворе толщиной 120 мм на всю высоту оклеенной гидроизоляции; 6 - пол подвала; 7 - защитная стяжка из цементного раствора 30 мм; 8 - же­лезобетонная плита (пригрузочная); 9 - оклеенная гидроизоляция; 10 - выравнивающая стяжка из цементного раствора 20 мм; 11 - бетонная подготовка - 100 мм; 12 - стеклоткань; 13 - жирная глина 200 -300 мм; 14 - за­полнение битумом деформационного шва; 15 - монолитная бетонная или бутобетонная фундаментная подуш­ка; 16 - бетонная или бутобетонная монолитная стена подвала; 17 - железобетонная плита; 18 - цементная стяжка с железнением; 19 - крупный щебень или галька; 20 - затирка цементным раствором; 21 - металличе­ская решетка; 22 - крышка люка; 23 - цементная штукатурка; 24 - бетон с затиркой поверхности цементным раствором

Рис.8.10. Плитные фундаменты: а, б - с рёбрами вверх (а) и вниз (б); в - коробчатый; г- перекрёстные ленты; 1 - колонна; 2 - фундаментная плита; 3 - коробчатый фундамент; 4 - перекрёстные фундаментные ленты

Дата добавления: 2015-08-20