Одноэтажное промышленное здание. Расчет фундамента под клоны связевого блока

Многие домовладельцы часто сталкиваются с проблемой сооружения пристройки к дому. Она становится необходимой, если вы хотите расширить свою жилую площадь, дополнив ее дополнительными комнатами. Возведение фундамента для пристройки к дому имеет свои особенности в отличие от технологии при новом строительстве. Здесь требуется найти способ его состыковать со старым основанием, так чтобы это было надежно.

Фундамент для пристройки к основному дому

Как связать фундамент пристройки?

Выбираем способ, которым будем соединять старое основание и новое.

Существует два основных способа сопряжения:

I. Первый — технология жёсткого, армированного соединения

. Его можно применять, если фундамент домостроения устоялся, и к моменту возведения пристройки, его осадка уже произошла.

Расчёт же нового основания показал, что его «зависание» на старом фундаменте, не вызовет дополнительную осадку дома выше критических значений. Вообще, жёсткая стыковка фундаментов надёжна в не пучинистых грунтах. В других случаях это не целесообразно.

Технология устройства такого соединения следующая:

• Определяем тип старого основания (ленточный или столбчатый)
  , глубину залегания и размеры. Вырыв яму по стене основания, определяем первые два параметра. Для определения его ширины, берём металлический прут с изогнутым под 90 градусов концом. Проталкиваем (забиваем, если необходимо) его под основание таким образом, что бы крюк находился в горизонтальной плоскости. Затем проворачиваем его в вертикальное положение, и подтягиваем так, что бы он упёрся в заднюю стенку фундамента, и делаем насечку на видимой части прута в том месте, где заканчивается наружная стена нашего основания. Выполняя действия в обратном порядке, извлекаем прут. Замеряем получившееся расстояние.
• Различные конструкции фундаментов по-разному реагируют на пучинистость грунтов
  . Поэтому, если основной фундамент, например, ленточный, то и новый надо выполнить ленточным, не взирая на то, что пеноблоки достаточно лёгкий стеновой материал.
• Глубина заложения нового фундамента не должна быть больше глубины заложения основного
  .
• В старом фундаменте сверлят дыры
  , диаметр которых будет чуть больше, чем диаметр арматуры.
• Глубина сверления равна диаметру загоняемой арматуры, умноженной на 35
  . Рабочая длина арматуры равна двойной глубине сверления.
• Если ширина фундамента недостаточна, то тогда арматуру забивают
  (на половину ширины основания), как анкер, предварительно выполнив на её торце продольную прорезь, и вставив расклинивающий вкладыш. Арматура надёжно закрепится внутри фундамента.
• Определяем необходимое количество прутьев арматуры
  . Для замкнутого контура (узел 3) нового фундамента: из расчёта пять стержней на четверть 1 м2 стены основания. При помощи наждачного станка или болгарки, нарезаем нужное количество прутьев арматуры. Для незамкнутого (узел 1 и узел 2) контура фундамента – в зависимости от ширины проектируемого основания.
• Забиваем прутья в просверлённые отверстия
  . На концы арматурин привариваем небольшие шайбы.
• Далее, при производстве бетонных работ
  , видимая часть арматуры замонолитится в теле нового основания.

II. Второй способ сопряжения фундаментов

– устройство деформационного шва. Этот вариант соединения более экономичен и проще в исполнении, чем первый.

Технология соединения двух построек следующая:

• Около основного строения, строится независимый фундамент
  . Пристройка к дому не требует усиленного основания, как под всем домостроением, но обратиться к специалисту за консультацией — надо. Расчёт фундамента на надёжность никто не отменял.
• Зазор между основаниями должен быть 5 см
  . Что бы его получить, перед заливкой фундамента, укладываем доски, обёрнутые полиэтиленовой плёнкой, либо рубероидом. Их потом можно не вынимать, там и оставить.
• При сильно пучинистых грунтах, пол пристройки делают чуть ниже пола дома
  — на величину ожидаемой деформации.
• Если деформационный шов связывает между собой здания не выше двух этажей
  , то расстояние между стенами можно делать в 2 см.
• Зазор между стенами и основаниями заполняется утеплителем
  . Когда-то использовалась пакля, сейчас есть много современных материалов. Это и пенополиэтилен, и минвата, и т.п. Затем, зазор герметизируется эластичными, атмосферостойкими герметиками. Место соединения закрывают декоративными накладками, которые крепятся к одной стене. Как правило – это стена капитального здания.

Фундамент пристройки к дому своими руками

Технологию возведения оснований мы рассмотрели выше. Что необходимо выполнить до начала этих работ?

Если мы хотим все работы реализовать своими руками, то начать необходимо с консультации со специалистом. Он поможет вам выбрать оптимальный тип фундамента и рассчитать его надёжность. Далее, необходимо распланировать участок. Как разметить фундамент пристройки?

• С помощью шнура, натянутого на колышки, определяем геометрию будущего основания. Высчитываем по формуле диагональ площадки: c=√(a²+b²), где а и b – стороны, а с – её диагональ.
• Отмеряем верёвку длиной, равной с, и с её помощью проверяем равенство площадки по диагоналям. При необходимости корректируем контур шнура.
• Если фундамент не свайный, то в таком же порядке, производим разметку внутренней стороны, отступив вглубь требуемую ширину.
• Если периметр фундамента имеет сложный контур, то он разбивается на прямоугольники, и разметка каждого из них, ведётся обычным порядком.
• Далее следуют земляные работы.

Как мы видим, главное в строительстве пристройки к дому – это правильно выбрать конструкцию фундамента и грамотно выполнить сопряжение оснований.

При одинаковых исходных данных, стоимость пристройки при жёсткой стыковке фундаментов, будет заметно выше, чем при соединении деформационным швом. Но в любом случае, этот процесс требует ответственного подхода. Тем выше, чем старше здание.

Интересное видео

• Как соединить два фундамента своими руками? Что важно знать?

1.2.2. Снеговая нагрузка

Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия qсн. следует определять по формуле:

Сосредоточенная нагрузка в узлы фермы: =3,54 т где S0 – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии с СНиП 2.01.07 – 85 для данного снегового района S0=0.07 ;

В – шаг рам, м;

gf – коэффициент надежности по нагрузке.

m=1 – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии со СНиП 2.01.07 – 85.

Как соединить два фундамента своими руками?

Вернуться к оглавлению

Что важно знать?

Перед владельцами загородных домов часто встает вопрос, связанный с расширением площадей жилища. Если первоначальный бюджет не позволял возвести большой дом, где было бы достаточного места, то можно осуществить возведение пристройки к дому.

Схема фундамента под пристрой.

В самом начале строительных работ следует соединить новое основание пристройки со старым.

Перед соединением двух фундаментов своими руками, необходимо иметь в виду, что новое основание, даже сделанное идентично старому, даст осадку. Чтобы не было образования трещин на стенах, следует оставить между стенами осадочный шов. Присоединение нового основания под дом возможно в форме буквы П. Если забить сваи в старом фундаменте. чтобы соединить его с новым, то последний все равно будет подвергаться осадке. Если процедура будет проведена неправильно, то фасад окажется порванным. В данном случае особую роль играет помощь проектировщика, который может справиться с данной задачей профессионально.

Строительство фундамента для пристройки к дому (схема соединения двух фундаментов).

Для правильного возведения фундамента своими руками следует знать тип и способ выполнения его под домом. При ленточном типе необходимо знать размер ширины основания. Если старый фундамент столбчатый, то строительство основано на знании габаритных размеров столбов и глубины заложения. По мнению специалистов, не следует устраивать соединение старого с другим типом нового основания дома, они должны быть одинаковыми. Не стоит экономить на возведении, выбирая более дешевый тип, чем старый, так как усадка разных фундаментов разная. Для замера ширины берут металлический прут и сгибают его под прямым углом, глубину замерить просто.

В процессе соединения оснований построек важно учесть, что в весеннее время происходит процесс снижения несущей способности грунта, что влечет за собой увеличение его влажности и дополнительную усадку. Вес старой и новой постройки отличается, поэтому для соединения фундаментов между ними предусматривают технологический разрыв. Он является промежутком размером от 20 до 40 см. В нем размещают отрезки выступающих арматурных стержней.

Необходимо разобраться в том, какой тип фундамента лучше заливать с целью возведения модуля пристройки к дому. В процессе соединения могут понадобиться следующие инструменты и материалы:

Соединение фундаментов при помощи деформационного шва (схема).

Для того чтобы осуществить расширение фундамента, используют раствор бетона или применяют железобетон. Если необходимо качественно соединить две части – старую и новую, чтобы образовалась монолитная конструкция, проводится усиление фундаментов.

Данный вид работ выполняют перед заливкой основания бетонным раствором. В процессе усиления сваривают арматуру частей, входящих в состав фундамента. либо в старое основание необходимо засверлить стержни арматуры.

Вернуться к оглавлению

Основные этапы проведения соединения фундаментов

Этапы, которые выполняются последовательно при соединении двух фундаментов, заключаются в следующем:

Варианты примыкания фундаментов пристройки по схеме незамкнутого (а, б, в, г) и замкнутого (д) контуров: 1 – существующий дом; 2 — пристройка.

1. Оборудование траншеи для нового фундамента на одинаковом уровне по сравнению с уровнем основания нового дома. Выкапывать ров следует частями, а не по всей длине, иначе грунт будет оголенным, что приведет к деформации действующих бетонных оснований.
2. Старая постройка может быть укреплена с помощью наклонных подпорок, а укрепить старый фундамент дома можно с использованием арматуры. Для этого необходимо пробурить несколько специальных отверстий, в которые закрепляют изделия из металла. Между устраиваемым и новым основанием закладывается толь или рубероид.
3. В случае необходимости изменения глубины фундамента. устраивают специальные уступы, высотой, не превышающей 50 см. Устройство первого уступа осуществляют, соблюдая расстояние около 1 м от того фундамента, который уже есть. Затем выполняются работы по оборудованию траншеи глубиной, равной основанию.
4. Далее следует сравнять новый ров и очистить его от камней, земли и иных примесей. Это делается для последующего соединения фундаментов на одинаковом уровне. После этого подготавливается опалубка, которую сбивают, используя деревянные доски размерами, соответствующими высоте и ширине будущего фундамента сооружения.
5. Установив опалубку, утрамбовывают подготовленную под существующий фундамент траншеи щебень и заливают бетоном основание. Возведение фундамента, включающего два слоя бетона, является более выгодным. Верхний из слоев бетона будет более жестким, а нижний – более пластичным. Бетонные слои заливают с максимальной плотностью так, чтобы зазоров на стыке двух фундаментов не оставалось. В данном случае просадка основания уменьшится.
6. После того как бетон основательно застыл, опалубку снимают. Перед началом возведения пристройки фундаменту необходимо дать выстояться.

Соединение двух фундаментов может осуществляться на основе принятия одного из двух решений:

Схема жесткого соединения основания дома и пристройки.

1. Отдельно возводить пристройку и делать связку нового фундамента со старым.
2. Жестко объединить новый фундамент с основанием жилой постройки.

Выбор того или иного решения связан с тяжестью пристраиваемого сооружения и состояния грунта на участке. При равномерной почве дом не даст усадку, иначе постройка отдельного основания, связанного с предыдущим, вступит в контакт со старым, преодолевая наличие деформационного шва.

Выполнение полноценного жесткого соединения оснований с целью создания единой конструкции – довольно трудоемкий процесс.

Если возможно прогнозирование осадки нового фундамента при наличии непучинистого или слабопучинистого грунта, то жесткое соединение наиболее приемлемо. Оно подходит и тогда, когда запланировано возведение пристройки дома с двумя и более этажами под одну крышу, чтобы в итоге получилась одна конструкция.

Вернуться к оглавлению

Примыкающий фундамент несущей конструкции был перенесен в нижнюю часть колонны

Уплотнение городской и промышленной застройки, строительство новых зданий около существующих, особенно в пределах территорий со слабыми грунтами, является сложной проблемой фундаментостроения, поскольку конструкции старых домов в результате строительной деятельности на соседних с ними участках всегда получают повреждения, имеющие иногда аварийные последствия. Только в Санкт-Петербурге (Ленинграде) за последние 20 лет не менее 70 зданий в рассматриваемой ситуации получили опасные повреждения.

Нанесение ущерба существующим домам недопустимо. Поэтому потребовались немалые усилия изыскателей, конструкторов, строителей-технологов, специалистов в области строительных машин, исследователей, чтобы существенно улучшить положение. Однако и в наши дни проблема еще далека от полного разрешения.

«Глубокими» (условно) называют котлованы, которые требуется откапывать глубже подошвы фундаментов соседних зданий.

Рис. 1. Результаты натурных наблюдений за развитием осадки четырех жилых зданий на Тверской ул. в Санкт-Петербурге: строящегося (№ 2) и соседних существующих (№ 1, 3. 4): а — план (пунктир — разобранное двухэтажное здание); б — эпюры осадки наружных стен зданий; в — перемещения деформационных марок, указанных на плане (двойная линия — окончание строительства)

Причины развития дополнительных осадок зданий при возведении возле них зданий и сооружений

При уплотнении городской и промышленной застройки существующие здания получают осадку, которую принято называть «дополнительной» (sad). Эта осадка (в отличие от «собственной» осадки) возникает в результате трех главных причин:

1) строительно-технологических воздействий на грунт основания существующего здании — дополнительная строительно-технологическая осадка (sajl);

2) изменения напряженного состояния основания существующего здания при загружении массива грунта новым зданием -дополнительная осадка уплотнения (sa(A);

3) воздействий технологического оборудования, размещенного в новом здании, на основания соседних зданий — дополнительная эксплуатационная осадка (sJ.

Дополнительная осадка от строительно-технологических воздействий (sm/i) особенно опасна, поскольку всегда неравномерна и может достигать недопустимых величин (рис. 2). Кроме того, технологические воздействия могут вызвать аварию зданий.

Наиболее существенными причинами развития sajl являются:

а) вибрации грунта, фундаментов и наземных конструкций в результате погружения свай и шпунта молотами или вибраторами;

б) откопка строительного котлована глубже подошвы существующих фундаментов;

в) промораживание и оттаивание грунта под фундаментами зданий при зимнем ведении работ в соседнем котловане;

г) плывунное разжижение грунта под фундаментами при открытой откачке воды, поступающей в котлован;

д) отклонение шпунтовых стен котлована, если возле него имеются старые дома.

Осадки sadl и потеря устойчивости грунта основания соседних домов особенно опасны, когда новые сооружения возводятся в глубоких котлованах. Учесть расчетом s от воздействия перечисленных причин невозможно, поэтому следует добиваться того, чтобы sadl не получали опасного развития. Это достигается подбором технологий и механизмов для устройства или погружения свай, откопки грунта и других видов работ в строительных котлованах. Такая задача несравненно сложнее аналогичной, осуществляемой на площадках, свободных от старых зданий и сооружений.

Дополнительная осадка от изменения напряженного состояния основания соседних зданий возникает, поскольку вокруг возводимого здания формируется «осадочная воронка», размеры которой в плане соизмеримы с мощностью сжимаемой зоны основания (до 20…30 м и более). Наибольшие осадки образуются в пределах ближайших 10 м от участка загружения основания новым зданием (рис. 3).

Если в пределах осадочной воронки оказывается здание, то оно получает дополнительную осадку. Из теории следует, что осадка sadi заведомо неравномерна. Чувствительность старого здания к развитию sads различна и зависит от многих причин, учесть которые достаточно сложно.

Современные численные методы расчета оснований по деформации, базирующиеся на теории упругости, позволяют производить расчет осадки основания проектируемого здания и дополнительной осадки примыкающих к нему зданий. Расчет дополнительной осадки уплотнения sads, в принципе, достаточно достоверен, поэтому является важным этапом разработки подобных проектов.

Дополнительные осадки от производственно-технологических воздействий при функционировании оборудования, размещаемого в новых зданиях (сооружениях), могут вызывать дополнительную осадку sade фундаментов соседних зданий, дорог и коммуникаций. Наиболее опасны вибрационные воздействия на грунт при работе массивных молотов, прессов, мощных компрессоров и других механизмов, генерирующих колебания низких частот, соизмеримых с частотами собственных колебаний строительных конструкций. В таких случаях требуется применять средства виброзащиты. Опасны также агрессивные стоки химических производств из-за влияния на грунт и фундаменты соседних зданий.

Проектирование фундаментов вблизи существующих зданий

Специфика проектов фундаментов, расположенных возле существующих зданий и сооружений, состоит в том, что они должны обеспечить нормальную работу конструкций нового здания и не приводить к развитию деформаций основания соседних. Разработка таких проектов, их реализация в производстве достаточно сложны и ответственны.

При разработке проектов фундаментов нового сооружения должна учитываться возможная осадка соседних зданий:

где s — дополнительная осадка, определяемая расчетом, например, методом угловых точек; saJsu— предельно допустимая величина дополнительной осадки.

К моменту возведения пристроев, здания старой постройки получили «собственную осадку», которая развивалась десятки лет. Средняя осадка домов Санкт-Петербурга, к примеру, достигает 20…30 см и больших величин, т. е. превышает допустимые, что приводит к развитию прогиба здания. Если такое здание получает дополнительную осадку уплотнения saJs, то это приводит к развитию выгиба, перекоса, конфигурация коробки существующего здания изменяется, а в кладке стен возникают трещины. Возможны сдвиги перекрытий, развитие других дефектов и даже обрушения конструкций. Вид деформации здания от дополнительной осадки существенно отличается от вида деформации, вызванной собственной осадкой. В этом случае использование при проектировании средней осадки, прогиба и др. — неправомерно. Изучение этого вопроса привело к необходимости введения критерия, характеризующего влияние suds, — допустимой дополнительной осадки, а именно:

— максимальной величины дополнительной осадки, которую, очевидно, получают участки стен старого здания, наиболее приближенные к новому;

— дополнительного перекоса нового здания на участке примыкания.

Допустимые величины перечисленных характеристик дополнительной осадки могут быть определены «совместным расчетом» старого здания с основанием, получающим дополнительную осадку (для этой цели можно использовать численные методы расчета). В относительно простых случаях рекомендуется использовать условия:

Значения предельно допустимых величин дополнительных осадок зданий различного типа, получивших разную степень износа до начала постройки соседнего (проектируемого) здания, могут быть определены по табл. 13.1, разработанной в СПбГАСУ на основе обобщения результатов натурных наблюдений за большим числом зданий, около которых были построены новые дома.

Обоснование проектного решения фундаментов нового здания, пристраиваемого к существующим, является важнейшим этапом разработки проекта. При этом особое значение имеет достоверность исходной информации (об инженерно-геологических условиях площадки, наземных конструкциях и габаритах здания, нагрузках по обрезу фундаментов и др.) и дополнительной — о местоположении соседних зданий и существующих коммуникаций, типах фундаментов этих зданий, сведениях о техническом состоянии фундаментов и других конструкций. Обычно на таких площадках предварительно выполняются обследования конструкций зданий, окружающих площадку, с фиксацией имеющихся старых дефектов.

Рис. 3. Схемы к определению перекоса и крена здания в результате развития дополнительной осадки уплотнения: а — перекос здания; б — крен узкого здания; в — наибольшая дополнительная осадка точки, наиболее приближенной к линии примыкания; г — форма осадочной воронки: I — существующее здание; 2 — возводимое здание; 3 — эпюра осадки здания 2; 4 — эпюра дополнительной осадки здания 2; 5 — изолинии осадки

Значения предельно допустимых величин дополнительных осадок сооружений и зданий различных типов и степени износа конструкций зданий

Таблица 1. Оценка технического состояния конструкций кирпичных, крупноблочных и крупнопанельных домов по результатам обследований с учетом развития повреждений и физического износа

При разработке проектов уплотнения застройки рекомендуется придерживаться определенной логический схемы. Рассматриваются варианты фундаментов, выбирается оптимальный, обеспечивающий выполнение условий. Производится проверка условия и в зависимости от того, выполняется оно или нет, анализируют ряд вариантов, обеспечивающих сохранность соседних домов и сооружений.

Вариант 1 — фундаменты на естественном основании под проектируемое здание. Производится расчет дополнительных осадок фундаментов соседнего здания в нескольких точках. Рекомендуется эти точки назначить на продольных примыкающих стенах на следующих расстояниях от линии примыкания: 0; 1; 2; 4; 8; 16; 24 м. По этим данным устанавливают определенные расчетом величины smlmax, (.и/, — sm/2) / L.

Если условие удовлетворено (что бывает редко, как правило, лишь тогда, когда проектируемое здание ниже, то есть легче соседнего), выполняют обычный проект фундаментов нового здания. Если условие не удовлетворено, ищут иное, более надежное, решение, используя под новое здание другие варианты фундаментов, применение которых может уменьшить влияние нового здания на существующее до приемлемых величин.

Вариант 2 — консольное примыкание;

Вариант 3 — разъединительные конструкции;

Вариант 4 — свайные фундаменты под новое здание;

Вариант 5 — усиление фундаментов соседних домов.

В итоге проектно-технологическое решение фундаментов здания определяется экономическими соображениями, технологическими возможностями подрядчика, допустимой продолжительностью строительства и другими факторами.

Меры по уменьшению влияния нового здания на соседние

Принципиально уменьшение влияния может быть осуществлено при помощи планировочных, архитектурных, конструктивных, технологических и организационных мероприятий. От конструктора не всегда зависят планировочное, архитектурное решение или организационно-строительные мероприятия, поэтому рассмотрим их лишь в сжатой форме.

Планировочные мероприятия направлены на то, чтобы новое здание было отнесено от существующих на безопасное расстояние — обычно на 10…20 м. Тогда новое здание может рассматриваться как «отдельно стоящее» и специфических проблем с фундаментами не возникает.

Архитектурное решение может упростить задачу, если новое здание в зоне примыкания тем или иным способом облегчено. Допустим, в зоне примыкания располагают блок, высота которого меньше соседнего, новое здание облегчено проездами и т. п.

Конструктивные мероприятия могут заключаться в следующем:

1) новое здание строится на фундаментах мелкого заложения, несмотря на то, что условие не удовлетворено;

2) новое здание возводится на свайных фундаментах;

3) под новым зданием предусмотрено строительство глубокого подземного объема (гараж, склад и т. п.).

Первое конструктивное мероприятие применяется вместе с технологическими решениями, оправдавшими себя на практике: консольное примыкание, разъединительный шпунтовый ряд, превентивное усиление фундаментов соседних домов с пересадкой их на сваи усиления, закрепление грунта несущего слоя. В целом эта группа мер может рассматриваться в качестве паллиативных (вынужденных), поскольку гарантированно обеспечить сохранность соседних домов в ходе любых пристроек — весьма проблематично.

Консольное примыкание. Основная идея этого мероприятия состоит в том, что в зоне примыкания фундаменты нового и старого зданий получают разрыв, размер которого подбирается по расчету так, чтобы условие было выполнено (рис. 4).
В этом случае стены, колонны, другие конструкции нового здания опираются на консоли, вылет которых определяется размером «разрыва», назначенного по расчету величины sud. По проектам, реализованным в Санкт-Петербурге, вылет консолей выполнялся в пределах от 2 до 5 м (для домов в 6… 12 этажей), что не создавало особых конструктивных трудностей. Данное мероприятие эффективно при выполнении двух условий:

1) между нижней гранью консоли и грунтом должен быть обеспечен воздушный зазор, размер которого назначается не менее двойной величины ожидаемой осадки нового здания;

2) между фундаментами и стенами нового и существующих зданий должен быть выполнен осадочный шов, работающий четко. Конструкции шва и его исполнению должно быть уделено особое внимание.

Рис. 4. Схемы реализованных в Санкт-Петербурге решений консольных примыканий новых зданий к соседним существующим: 1 — фундамент старого здания: 2 — балка с консолью; 3 — фундамент нового здания; 4 — колонна, опирающаяся на консоль балки; 5 — стена нового здания; 6 — зазор между балкой и грунтом; 7 — разъединительный шпунт; 8 — фундамент разобранного здания: 9 — зазор между старым зданием и консолью; 10 — свая вдавливания; 11 — буровая свая

Разъединительные конструкции в грунте. Назначение их — изменить напряженное состояние грунта так, чтобы напряжения в основании старого здания от влияния нового не получили опасного развития, а вызванная ими дополнительная осадка не имела опасных последствий или была нулевой.

Такие разъединительные конструкции могут быть образованы:

1) металлическим шпунтовым рядом;

2) стенкой из секущихся или соприкасающихся буронабивных свай;

3) прорезью в грунте, заполненной антифрикционным материалом.

Разъединительный шпунтовый ряд. Впервые он был предложен Далматовым Б.И. в проекте нескольких 12-этажных домов с одноэтажными пристройками (Далматов Б.И., Сотников С.Н., 1965). Шпунт погружается по линии примыкания до откопки котлована под новое здание, длина шпунта назначается в расчете на прорезку всей толщи слабых грунтов. Очевидно, шпунт должен быть неподвижным, а это достигается тем, что он нижним концом опирается в малосжимаемые грунты (рис. 5). В плане шпунт располагается по линии примыкания домов и должен выступать за их границы, образуя «шпоры», которые могут огибать старое или новое здания на участке длиной примерно 1/2… 1/4 от толщины сжимаемой зоны основания нового здания (см. рис. 4). Как показали исследования Сотникова С.Н. и Левкина А.Л. (1987; 1998), шпунт изменяет и напряженное состояние основания нового дома, обеспечивая более равномерное развитие его осадки.

Рис. 5. Применение разъединительного шпунта: а — схема к определению длины разъединительного шпунтового ряда (ht — размер зоны уплотнения грунтов: hг, -мощность толщи подстилающих грунтов, в которых развиваются силы трения, поддерживающие шпунт): б — расположение разъединительного шпунта при разной в плане форме примыкания нового и старого зданий; в — фундамент с консольной балкой, перекрывающей шпунт: 1 — существующий фундамент: 2 — проектируемый фундамент (новое здание); 3 — шпунтовый ряд: 4 — осадочный шов

Эффективность шпунта может быть повышена, если его поверхности обмазаны антифрикционными покрытиями. Наиболее эффективен по расходу материала и технологическому воздействию на существующие дома плоский шпунт, расход которого может быть сравнительно невелик.

Применение шпунта ограничено двумя факторами: опасностью вибрации при погружении, от чего фундаменты старых домов могут получить дополнительные осадки, и большой глубиной кровли плотных грунтов, поскольку погружение шпунта длиннее 20 м затруднительно. Шпунт применять опасно там, где залегают водонасыщенные пески и другие грунты, обладающие тиксотропными свойствами. Современные гидроприводные высокочастотные вибраторы практически безопасны, следовательно, разъединительный шпунт может найти широкое применение в будущем.

Разъединительный ряд из буровых свай. Он был предложен Далматовым Б.И. и Брониным В.Н. в 1993 г. и применен с положительным эффектом на нескольких объектах. Такая разъединительная конструкция имеет недостатки: она материалоемка, требует много времени для изготовления и может представлять опасность для старых фундаментов из-за вибрации, «выпуска» грунта в буровые скважины и других воздействий. Однако ее применение не требует расхода металла: сваи можно не армировать.

Прорезь, заполненная антифрикционным материалом. Прорезь является перспективной и, по-видимому, относительно дешевой конструкцией (Сотников С.Н., Азис Л., 1993). Ее основная идея в том, что узкая выемка в грунте, заполненная бентонитовой суспензией — материалом, обладающим минимальным внутренним трением, — препятствует развитию дополнительных осадок фундаментов от влияния загружения соседней площадки. Теоретические основы этого метода достаточно детально разработаны, однако на практике конструкция еще не применялась.

Свайные фундаменты для новых зданий

Их следует рассматривать как главную и наиболее эффективную меру, поскольку это решение дает вполне надежный (безосадочный) фундамент для нового здания и, как следствие, минимальные осадки существующих соседних. Главной проблемой при этом решении является технология выполнения свай. Применяются сваи нескольких типов:

а) сваи полной заводской готовности (железобетонные, металлические, деревянные). В зависимости от способа погружения они подразделяются на забивные, погружаемые вибраторами, вдавливанием, завинчиванием.

Сваи первых двух технологий погружения, как правило, неприменимы, поскольку вибрационные воздействия на грунт и конструкции старых домов и коммуникаций могут приводить к аварийным последствиям.

Сваи вдавливания во многом лишены указанных недостатков. Однако они имеют ограниченную несущую способность, определяемую величиной силы вдавливания, которую развивают механизмы (обычно она не превышает 600…800 кН). Материал такой сваи не всегда работает эффективно, сваи не удается погрузить в достаточно плотный грунт, поэтому и новое здание, и примыкающие к нему получают осадку, хотя и существенно меньшую, чем при фундаментах мелкого заложения. Главный недостаток этой технологии состоит в том, что сваи, вдавленные в грунт вплотную к существующим фундаментам, вызывают их дополнительную осадку в процессе вдавливания и после его завершения. Имеющийся опыт еще недостаточен, чтобы надежно назначить размер безопасного удаления вдавливаемой сваи от старого фундамента или назвать те виды грунтов, при которых эти сваи безопасны. Возможно, дополнительная осадка существующего здания обусловлена изменением напряженного состояния грунта при вдавливании свай и перемятием его (нарушением природного сложения).

Винтовые сваи изготавливают обычно в металле, для их погружения применяют механизмы, которые имеют только специализированные фирмы. Достаточного опыта применения этих свай в рассматриваемых ситуациях еще нет;

б) сваи, выполняемые в буровых скважинах. Эти сваи имеют многочисленные модификации в зависимости от способа бурения скважин, крепления ствола, геометрических размеров, состава применяемого бетона и др. Главные различия касаются метода бурения скважин и извлечения грунта, включая способы с промывкой водой, глинистым раствором, обсадкой скважин трубами.

Бурение скважин с промывкой производится буровым инструментом, который опускается в скважину на трубе. В трубе и в скважине циркулирует вода или глинистый раствор (водная суспензия бентонита), который удаляет из скважины разрушенную породу (шлам). По достижении проектной отметки в скважину опускается бетонолитная труба. По ней подают пластичную бетонную смесь, которая вытесняет суспензию, а затем в бетон опускают арматурный каркас. Применение этой технологии иногда опасно, так как скважина не закреплена, возможны вывалы грунта (особенно при использовании глины низкого качества), в том числе из-под фундаментов старых домов, что чревато опасными последствиями.

Изготовление свай бурением скважин с обсадкой — наиболее распространенный способ. Существующие машины могут выполнять сваи диаметром до 2 м. При строительстве домов в стесненных условиях наиболее употребимы сваи диаметром 350, 400, 600 мм, длиной до 30 м, несущая способность которых может достигать 3000 кН и больше. Вместе с тем нельзя считать, что все технологические вопросы устройства буровых свай разрешены, поскольку отмечены случаи развития повреждений соседних домов в период производства работ. Необходим строгий технологический регламент, обеспечивающий безопасное ведение работ в стесненных условиях. Завершающим этапом работ этого типа являются заполнение скважин бетонной смесью (способом вертикально перемещающейся бетонолитной трубы) и постановка арматурного каркаса.

Изготовление свай способом «проходного» шнека, по-видимому, — самая безопасная для соседних старых фундаментов технология. Суть ее в том, что лопасть шнека, приваренная к трубе достаточно большого диаметра, завинчивается на проектную глубину непрерывно без выемки грунта.

Затем в трубу, снабженную теряемым наконечником, подается бетонная смесь бетононасосом и шнек с грунтом постепенно извлекается на поверхность. При этом грунт замещается бетоном. Данная технология, по-видимому, обеспечивает безопасное ведение работ около старых фундаментов;

в) сваи, выполняемые в полости, образуемой вытрамбовыванием — выдавливанием грунта. Этот метод весьма эффективен в условиях слабых грунтов, поскольку грунт ниже острия свай не извлекается, а уплотняется. Такие полости можно образовать с помощью различных технологий и машин, например ATLAS и FUNDEX (0 400…600 мм, L — до 30 м).

ЛИТЕРАТУРА

• Далматов Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. J1.: Стройиз-дат, 1988.
• Далматов Б.И и др. Механика грунтов. Основы геотехники. Ч. 1. М.; СПб., 2000.
• Иванов П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений. Механика грунтов. М., 1991.
• Ухов С.Б. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Изд-во АСВ, 1994.
• Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс). М.: Высшая школа, 1973.
• Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: Учеб. пособие / Под ред. Б.И. Далматова. М.: АСВ; СПб.: СПбГАСУ, 1999, 2001.
• Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83*). М.: Стройиздаг, 1986.
• Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проектировщика / Под ред. Е.А. Сорочана. М.: Стройиздат, 1985.
• Улицкий В М, Шашкин А Г Геотехническое сопровождение реконструкции городов М Изд-во АСВ, 1999

4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Производственные здания, как правило, строят по каркасной схеме. В качестве основных схем каркасов производственных зданий приняты стоечно-балочные системы, выполняемые из унифицированных изде лий. Для одноэтажных однопролетных зданий получили распространение также рамные и арочные (распорные) каркасы.

Стоимость материалов и конструкций, их транспортирование часто превышает 60% от общей стоимости строительства зданий. Поэтом одна из актуальных задач повышения технического прогресса в строп тельстве — снижение материалоемкости и массы конструктивных элементов зданий.

В производственном строительстве возможны три варианта выпол нения несущего каркаса зданий: железобетонный, стальной и смешан ный (колонны железобетонные, фермы или балки покрытия — сталь ные или деревянные).

В отдельных случаях при соответствующем обосновании может быть применен неполный каркас с несущими каменными стенами. Вариант каркаса выбирают с учетом параметров пролетов, вида и грузоподъемности внутрицехового подъемно-транспортного оборудования, степени агрессивности среды производства, противопожарных требований, технико-экономических показателей и других факторов.

При выборе материалов и вида конструкций зданий учитывают также специфику местной строительной промышленности, геологические и климатические условия района строительства и архитектурно-худо-жественные требования.

Каркас одноэтажного производственного здания обычно состоит из поперечных рам, образованных колоннами и несущими конструкциями покрытия (балки, фермы, арки и др.), и продольных элементов: фундаментных, подкрановых, обвязочных балок, подстропильных конструкций, плит покрытия и связей. Когда несущие конструкции покрытий выполняют в виде пространственных систем — сводов, куполов, оболочек и т. п., они одновременно являются продольными и поперечными элементами каркаса. Каркасы многоэтажных производственных зданий из унифицированных железобетонных элементов некого изготовления бывают с балочными или безбалочными перекрытиями.

Каркасы с балочными перекрытиями состоят обычно из поперечных рам, на ригели которых укладывают плиты перекрытий. Рамы каркас и собирают из вертикальных элементов колонн и горизонтальных эле-м’нтов ригелей, которые соединяют между собой в узлах. Поперечные рамы каркаса обеспечивают жесткость здания в поперечном направлении, а плиты перекрытий, подкрановые балки и стальные вертикаль-нме связи между колоннами — в продольном.

При значительных горизонтальных нагрузках в продольном направлении здания устанавливают ригели, жестко соединенные с колоннами, которые образуют продольные рамы каркаса. Железобетонный каркас с безбалочными перекрытиями состоит из вертикальных элементов ко-1опн с капителями и плит, опертых на эти капители, образующих междуэтажные перекрытия.

Несущие конструкции производственных зданий образуют несущий истов, предназначенный для восприятия и передачи действующих на-грузок на основание здания. Поперечные рамы могут иметь либо жесткие, либо шарнирные сопряжения элементов. В одноэтажных зданиях, как правило, применяют конструктивную систему с шарнирным сопряжением ригеля рамы с колонной и жесткой заделкой колонны в фундаментах, например, двухшарнирную систему. Могут применяться п другие системы (трех- и безшарнирная). Пространственная жесткость здания в продольном направлении обеспечивается фундаментными балками, дисками покрытия и перекрытия, а также связями. В распорных каркасах сопряжение рам и арок с фундаментами также может быть выполнено по шарнирной схеме.

В многоэтажных зданиях применяют различные системы несущего истова: рамную, связевую и рамно-связевую. Железобетонный каркас многоэтажных зданий рекомендуется проектировать главным образом но рамной системе, т. е. в виде рамного каркаса в обоих направлениях.

Хотя рамная система требует большого расхода материалов, однако она обеспечивает большую свободу и вариантность планировочного решения этажей. Она нашла применение в сейсмических районах, на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах. Связевая и рамно-связевая системы упрощают решение сопряжения узлов ригелей и колонн. Можно применять и смешанное конструктивное решение.

4.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

4.2.1. Классификация фундаментов

Размеры, тип и глубина заложения фундаментов зависят от вида каркаса, свойств основания, расчетной нагрузки, наличия грунтовых иод и уровня промерзания грунтов.

Глубина заложения фундаментов измеряется от поверхности плапн ровки до подошвы фундамента. При наличии бетонной подготовки ш>ц фундаментом глубина заложения принимается до ее низа. При выбош глубины заложения фундаментов решающее значение имеет глубин» промерзания грунтов и исключение возможности промерзания пучппи стых грунтов под подошвой фундамента.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимаете равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерз* ния грунтов и может быть принята по схематической карте (рис. 57) где даны изолинии нормативных глубин промерзания суглинистых и глинистых грунтов. При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину сезонного промерзания следует определять им основе теплотехнических расчетов.

Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нор мативное значение допускается определять по формуле

где М, — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолют ных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых согласно СНиП по строительной клима тологии и геофизике; с10 — величина, принимаемая равной, м, для:

• суглинков и глин — 0,23;

• супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28;

Рис. 57. Карта нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов

• песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30;

• крупнообломочных грунтов — 0,34.

Значение для грунтов неоднородного сложения определяется как гсдневзвешенное в пределах глубины промерзания. Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле

• для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по табл. 7;

• для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых соору-иений — кк = 1,1.

Во всех случаях устройства фундаментов должен быть обеспечен птвод поверхностных и атмосферных вод, чтобы защитить основание иг увлажнения.

Фундаменты под опоры стоечно-балочного каркаса

Наиболее распространенным типом фундаментов для стоечно-балоч-иой конструктивной схемы являются фундаменты из отдельных блоков стаканного типа (рис. 58, 59, 60).

В зависимости от воспринимаемой нагрузки, сечения колонн и глубины заложения подошвы фундаментов предусмотрено несколько типоразмеров фундаментов. Блоки имеют высоту 1,5 и от 1,8 до 4,2 м с градацией через 0,6 м, размеры их подошв в плане — от 1,5×1,5 до (1,6×7,2 м с модулем 0,3 м. Размеры подколенников в плане — от

Таблица 7

Коэффициент теплового режима кк

0,9×0,9 до 1,2×2,7 м с модулем 0,3 м. Высота ступеней принята 0,3 и 0,45 м, а глубина стакана 800, 900, 950 и 1200 мм.

Сборные фундаменты могут состоять из одного блока-подколенннкп со стаканом или из подколенника и опорной плиты (рис. 58 б). Подк

Похожее:

Какие методы соединения фундаментов лучше использовать?

Вернуться к оглавлению

Соединение методом «лента-лента»

Чтобы соединить между собой ленточные фундаменты своими руками, используют метод «лента-лента». Соединение выполняют в следующем порядке:

Схема соединения фундаментов методом “лента-лента”.

1. Откапывают фундамент до глубины основания строения. При этом длина траншеи должна быть 1,5-2 м. Откапывают не всю сторону полностью, а лишь ее часть, обустроив подушку из песка.
2. В основании строения пробуриваются отверстия, имеющие диаметр, одинаковый с диаметром арматуры. Отверстия для средней части ленты должны быть пробурены на глубину, составляющую ¾ от ширины фундамента ленточного типа. При этом придерживаются шахматного порядка, а для угловых частей предусматривают расстояние 0,5 м.
3. В отверстия для средней части ленты вбивают арматуру, имеющую продольную прорезь, необходимую для расклинивающегося вкладыша. Он может состоять из древесины. Арматурные прутья с периодическим профилем диаметром 14 мм вбивают в отверстия.
4. Формируют каркас будущего основания с использованием выпусков вбитой арматуры. С целью стыковки последующих частей основания предусматривают выпуски длиной 30-40 см. Впоследствии их сваривают.
5. Принятие решения о жестком соединении в случае незамкнутого контура связано с выполнением работ аналогично предыдущему описанию. Но использование арматуры на единицу площади основания для соединения, то есть в местах контакта больше.

Подземные конструкции зданий и сооружений подразделяются на группы по разным признакам. Они бывают ленточными и столбчатыми, плитными и свайными, монолитными и сборными, бетонными, деревянными, каменными и металлическими. Но в строительной практике нередко в качестве основания дома используется комбинированный фундамент, представляющий собой сочетание разных видов конструкций, материалов и форм. Подобные схемы применяются в различных ситуациях, к примеру, с целью экономии или по причине усиления несущей способности фундамента.

Ленточные монолитные фундаменты под колонны

а — отдельные ленты; б — перекрестные ленты

Обычно ленточные фундаменты имеют постоянное тавровое сечение с полкой понизу.

Выступы полки тавра работают как консоли, защемленные в ребре. Полку назначают толщиной не менее половины вылета консоли.

Фундаментная лента рассчитывается и конструируется так же, как мо­нолитная неразрезная балка, в которой опорами служат колонны, а нагруз­кой — давление грунта на подошву.

Варианты комбинирования

В процессе проектирования, возведения или эксплуатации дома возникают обстоятельства, требующие устройства разных типов фундамента в одном строении. Комбинирование в этом случае производят по одной из схем:

• сваи обвязывают не ростверком, а высокой бетонной лентой;
• между монолитными столбами укладывают кирпич или бетонные блоки;
• плиту опирают не на песчаную подушку, а на сваи;
• дом возводят на ленточном основании, а пристройку – на кирпичных столбах;
• на монолитные подушки устанавливают сборные блоки.

Вариантов комбинированных фундаментов можно перечислить довольно много. Одним из наиболее распространенных вариантов является устройство монолитного железобетонного пояса по всему периметру фундаментных стен, выполненных из штучных материалов. Такое сочетание повышает надежность подземной конструкции, предоставляя возможность объединения разных участков в общую систему.

В данном случае ленточная обвязка является тем же ростверком, но с увеличенными размерами по высоте. С другой стороны, заглубленные столбы для ленточного фундамента являются дополнительной опорой в случае возведения его на слабонесущем основании или на пучинистых грунтах. Ленточно-столбчатые конструкции имеют ряд преимуществ, а именно:

• допустимость возведения массивных строений в сложных геологических условиях, даже на горизонтально-подвижных грунтах;
• возможность повышения прочности и устойчивости столбов;
• вероятность более равномерного распределения нагрузок;
• осуществимость строительства домов на участках со сложным рельефом, в том числе на склонах.

Следует отметить, что комбинированный фундамент ленточно-столбчатого типа обладает положительными свойствами обоих видов конструкций – ленточных и столбчатых. При его возведении уменьшается объем земляных работ и расход материалов, так как выполнять заливку бетонной ленты на большую глубину не требуется. Но комбинированный вариант фундамента вызывает проблемы с устройством подвалов, либо цокольных этажей.

Железобетонные столбы размещают в углах здания, местах сопряжения несущих стен и равномерно по периметру дома. Арматура, помещенная в скважины или ямы, проходит по всей высоте ленты и соединяется с ее каркасом. Таким образом фундамент становится единой конструкцией.

Работы по устройству комбинированных фундаментов проводятся в несколько этапов.

Вначале выкапывается траншея согласно проектной документации, и намечаются места установки столбов. Как правило, ширина выемки составляет 300-400мм, а глубина – 600мм. Под столбы копают ямы или выбуривают скважины ниже глубины промерзания грунта. По дну устраивают тщательно утрамбованную песчаную подушку толщиной 150-200мм, монтируют опалубку чуть выше верхней отметки ленты или цоколя и укладывают арматурные каркасы согласно чертежам. Нередко возводимую конструкцию усиливают металлическими профильными балками.

Заливку комбинированного фундамента бетоном производят в определенной последовательности. Сначала заполняют скважины или ямы, предназначенные для столбов, а затем – опалубку ленты, но без значительных перерывов в работе. Иначе необходимой прочности конструкции добиться не удастся.

Пример ленточного фундамента под связевой панелью

Эпюру давления грунта рекомендуется определять, принимая основа­ние как линейно деформируемое полупространство.

Расчет производится смешанным способом. Для этого непрерывную связь балки с основанием представляют в виде системы абсолютно жестких стержней, усилия в которых принимают равными равнодействующей дав­ления грунта, равномерно распределенного по площади подошвы, соответ-

ствующей каждому стержню (рис. ниже). Обычно расстояния между стерж­нями с принимают одинаковыми, а число стержней (участков разбивки) равным 9-11.