Основания и Фундаменты зданий

Гидроизоляция подземной части здания. Фундаменты подвергаются увлажнению грунтовой влагой и просачивающейся в грунт атмосферной влагой. Увлажнение фундаментоз может снизить их долговечность, вызвать отсыревание стен подвала и повысить влажность стен , наземной части здания вследствие капиллярного подсоса влаги. Для и с- : ключения капиллярного подсоса наземную часть стен (наружных и внутренних) изолируют от фундаментов горизонтальной гидроизоляцией в уровне низа цокольного перекрытия. В зданиях с подвалами предусматривается еще один ряд горизонтальной гидроизоляции в уровне пола подвала. Горизонтальная гидроизоляция устраивается обычно из двух слоев рубероида на битумной мастике. Если проектом предусмотрена совместная статическая работа наземной и подземной частей здания на горизонтальные нагрузки, гидроизоляция осуществляется из цементного раствора состава 1:2. По всей внешней поверхности фундаментов устраивается вертикальная обмазочная гидроизоляция горячим битумом за два раза. Возможность увлажнения фундамента дождевыми и талыми водами должна исключаться планировкой территории застройки и устраиваемой по внешнему периметру здания отмосткой из плотных водонепроницаемых материалов - асфальта, асфальтобетона. Отмостка имеет уклон от здания 3%.

Фундаменты не только передают силовые воздействия от здания основанию, но и сами подвергаются ряду статических и динамических силовых и несиловых воздействий (рис. 3.). К статическим силовым относятся воздействия собственного веса конструкций здания с приходящимися на них вертикальными нагрузками, бокового давления грунта, его упругого отпора и неравномерных деформаций основания; к динамическим — ветровые, сейсмические, вибрационные воздействия. При высоком уровне стояния грунтовых вод фундамент подвергается также гидростатическому давлению по боковой поверхности и подошве; при основании, сложенном пучинистыми грунтами, — воздействию сил пучения. К несиловым относят воздействие грунтовых вод и растворенных в них химически агрессивных примесей, а также переменных температур по высоте фундамента и его толщине (при наличии теплого подвала или подполья).

Рис. 3. Основные воздействия на конструкции фундамента и стен подвала 1 — вертикальные нагрузки; 2 — горизонтальные силовые воздействия; 3 - отпор грунта; 4- боковое давление грунта; 5 - силы пучения грунта; 6 - вибрации; 7 - миграция грунтовой влаги; 8 - тепловой поток; 9 - диффузия водяного пара.

Анализ перечисленных воздействий в процессе проектирования позволяет найти конструктивные или строительные меры для исключения или уменьшения некоторых из них. Например, воздействие сил пучения устраняют соответствующим выбором глубины заложения фундаментов; миграция грунтовой влаги через конструкцию может быть исключена или прервана введением гидроизоляционных слоев; воздействие неравномерных осадок заторфованного грунта оснований — их заменой, горизонтальных подвижек основания и вибраций — отсыпкой вертикальных пазух по внешнему обводу фундаментов амортизирующими материалами (например, шлаком) и т. п. Конструктивно неустранимые внешние силовые воздействия на фундамент определяют его работу на сжатие и изгиб. Он также подвержен воздействиям грунтовой влаги и теплового потока, если фундамент служит ограждением теплого подвала или подполья. Соответственно конструкции фундаментов должны удовлетворять требованиям прочности, устойчивости и долговечности, а также общим требованиям экономичности и индустриальности. Согласно этим требованиям, выбирают материал фундамента, глубину заложения, конструктивный тип, форму и размеры сечений.

Материалом фундаментов служит естественный или искусственный камень (бетон). Наибольшее распространение получили бетонные и железобетонные (сборные и монолитные) конструкции фундаментов.

Глубина заложения фундаментов назначается в зависимости oт объемно-планировочного решения здания (наличие подвала, подземных, коммуникаций), величины и характера нагрузок на основание, геологического строения и характера напластований отдельных видов грунтов (глубина заложения может быть несколько увеличена с прорезкой слабого слоя грунта для установки подошвы фундамента на более прочный подстилающий слой), гидрогеологических и климатических условий, определяющих глубину сезонного промерзания и оттаивания грунтов.

В случаях когда объемно-планировочные и другие факторы не влияют на глубину заложения фундаментов, ее величина принимается минимальной. На нескальных и непучинистых грунтах она составляет 0,5 м для наружных стен и колонн, для внутренних стен — 0,2 м при сборной конструкции фундаментов и 0,5 м при монолитной.

В пучинистых глинистых грунтах, мелкозернистых и пылеватых влажных песчаных и илистых грунтах глубина заложения фундаментов зависит от глубины сезонного промерзания и температурного режима здания, его подвала или подполья. Глубина заложения фундаментов наружных стен и колонн отапливаемых зданий при таких грунтовых условиях принимается не менее расчетной глубины промерзания Н, внутренних опор при холодных подвалах и подпольях — 0,5 Н, при теплых — вне зависимости от этой величины. Для неотапливаемых зданий глубина заложения фундаментов наружных и внутренних опор принимается не менее H.

Конструкции фундаментов бывают различных типов: ленточные, столбчатые, плитные (сплошные) и свайные. Выбор типа фундаментов зависит от конструктивной системы зданий, величины передаваемых нагрузок, а также от несущей способности и деформативности грунтов.

Для бескаркасных зданий с несущими стенами чаще всего применяют ленточные или свайные фундаменты, для каркасных — столбчатые или "свайные, для многоэтажных и высотных зданий различных конструктивных систем — плитные или свайные фундаменты. Окончательный выбор варианта конструкции фундамента осуществляется по результатам технико-экономического анализа вариантов.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную подземную стену (рис. 4.), передающую нагрузку от наземных стен или колонн грунту через уширенную нижнюю часть — подушку и песчаную либо щебеночную подсыпку толщиной 50—100 мм. Уширение подушки необходимо для приведения в соответствие величины дополнительного давления под подошвой фундамента несущей способности грунта, так как величина расчетных давлений на грунт существенно меньше расчетных сопротивлений каменных или бетонных стен. Ленточный фундамент без подушек устраивается только под малонагруженными стенами. Ленточные фундаменты проектируют монолитными или сборными. Монолитные ленточные фундаменты выполняют из бетона или бутобетона. Переход к уширенной подошве в бутобетонных фундаментах осуществляется уступами высотой не менее 30 см при отношении высоты уступа к его ширине в пределах 1,25—1,75. Снижение трудоемкости возведения монолитных фундаментов обеспечивается применением многократно оборачивающейся инвентарной опалубки.

Рис. 4. Ленточные фундаменты

а – фрагмент плана сборного фундамента из бетонных блоков: сечения фундаментов: б – из монолитного бетона; в — из пустотелых бетонных блоков; г — панельного; д — сборно-монолитного; е – армирование горизонтальных швов в местах пересечения сборных стен фундамента: 1 - железобетонная подушка; 2 — бетонный блок: 3 — цокольная панель; 4 - монолитный бетон (бутобетон): 5 — песчаная подушка; 6 — обмазочная гидроизоляция; 7 — армированный шов: 8 – железобетонный монолитный пояс; 9 - арматурная сетка; 10 – забетонка или заполнение кирпичом по месту; 11 – горизонтальная гидроизоляция стен