Материалы, применяемые для возведения фундаментов

Основными несущими элементами любого здания являются фундамент, стены, перекрытия и покрытия. Фундаменты предназначены для передачи нагрузки от вышележащих конструкций здания на грунт основания. В зависимости от условий образования грунты подразделяются на прочные (скальные, крупнообломочные) и рыхлые (песчаные, глинистые). Основание должно быть неподвижным и иметь достаточную несущую способность. Поэтому при наличии непрочных грунтов их уплотняют механическим способом или закрепляют путем нагнетания под давлением растворов на основе цемента, жидкого стекла или битума.

Материалы, из которых выполняют фундаменты, должны быть прочными, а в случае наличия грунтовых минерализованных вод – водо- и коррозионностойкими. В зависимости от степени агрессивности, определяемой химическим составом и концентрацией растворенных соединений, для обеспечения заданной нормативной долговечности фундамента используют первичную или вторичную защиту. Методы первичной защиты направлены на повышение стойкости самого материала за счет увеличения его плотности, введения специальных добавок и использования специальных коррозионностойких компонентов. Вторичную защиту, как наиболее дорогостоящую и трудоемкую, применяют только при неэффективности первичной. Для ее выполнения используют антикоррозийные лакокрасочные, мастичные, рулонные и другие материалы (глава 11).

В зависимости от вида опирающихся вышерасположенных конструкций и свойств грунтов фундаменты могут быть массивными, сплошными, ленточными, отдельно стоящими – столбчатыми и свайными.

Сплошные фундаменты в виде монолитной железобетонной плиты устраивают под всей площадью здания. При выполнении массивных фундаментов могут быть также использованы бутовый и пиленый камень, полнотелый кирпич.

Ленточные фундаменты, располагаемые по периметру под несущими стенами, выполняют из сборного и монолитного железобетона, полнотелого кирпича, бутового или пиленого природного камня из плотных горных пород.

Отдельно стоящие фундаменты в многоэтажных зданиях располагают под колоннами, столбами. Они могут быть выполнены из монолитного и сборного железобетона, кирпича и плотного природного камня.

Свайные фундаменты представляют собой отдельно стоящие сваи. В зависимости от используемого материала применяют бетонные, железобетонные, деревянные, металлические и комбинированные сваи. По технологии изготовления – сборные и монолитные, получаемые на строительной площадке. По форме они могут быть цилиндрическими, коническими, пирамидальными и призматическими с круглым, квадратным, кольцевым, многоугольным и профильным сечением. Готовые сборные сваи погружают в скважину вертикально или наклонно способом забивки, завинчивания или вибрирования.

При изготовлении свай на площадке бетон, инъекционные растворы, грунтоцемент, представляющий смесь цемента, воды и грунта, укладывают в заранее пробуренные, штампованные или пробитые вертикальные (наклонные) скважины.

Существуют следующие разновидности свай: свая-колонна, у которой наземная часть служит колонной здания, а забиваемая в грунт – сваей; свая-оболочка – железобетонная полая круглая свая, полость которой заполняют бетоном или грунтом; свая-столб – железобетонная сплошная свая, погруженная в предварительно пробуренные скважины с последующим заполнением зазора цементно-песчаным раствором.

С целью повышения трещиностойкости и прочности бетона к ударным нагрузкам при изготовлении забивных свай используют сложное комбинированное армирование, сочетающее введение в бетонную смесь тонковолокнистых дисперсных металлических фибр и стержневой арматуры.

Для получения железобетонных фундаментов используют тяжелый бетон на плотных заполнителях. В качестве вяжущего применяют смешанные гидравлические или разновидности портландцементов. Выбор вяжущего определяется условиями эксплуатации конструкции и требуемым классом бетона.