Конструкции фундаментов
Типы фундаментов
Основными типами фундаментов являются: отдельные, ленточные под колонны, ленточные под стены, сплошные и массивные.
Рис. 8.64. Основные типы фундаментов
a – отдельный (столбчатый); б – ленточный под колонны; в – ленточный под стены; г – перекрестные ленты; д – массивный; е – щелевой; 1 – стена; 2 – перекрытие; 3 – бетонные стенки.
Отдельные (столбчатые) фундаменты устраивают под колонны и стены в комбинации с фундаментными балками.
Ленточные фундаменты под колонны устраивают для уменьшения неравномерностей осадки ряда колонн, а также в тех случаях, когда столбчатые колонны не вписываются в заданную сетку колонн. Иногда под сетку колонн делают ленточные фундаменты в двух направлениях. В таком случае фундамент будет состоять из перекрестных лент.
Ленточные фундаменты под стены устраивают, чаще всего сборными, состоящими из блоков-подушек и стеновых блоков. Блоки-подушки изготовляются высотой 30…50 см, шириной 60…320 см и длиной 118…238 см; стеновые блоки – шириной 30…60 см, высотой 58 см и длиной 78, 118 и 238 см. Блоки-подушки укладывают не сплошной лентой, а с разрывом. У таких фундаментов происходит выравнивание реактивных давлений под подошвой фундаментного блока.
Сплошные фундаменты делают под всем сооружением или под его частью в виде железобетонных плит под сетку колонн и стены. Такие фундаменты рекомендуется применять:
при значительных нагрузках и слабых грунтах основания, когда применение параллельных и перекрестных фундаментов становится нецелесообразным;
при необходимости снижения неравномерности осадок зданий и сооружений.
Такие плиты перераспределяют усилие на основания и работают на изгиб в двух направлениях.
Массивные фундаменты применяют под тяжело нагруженные опоры сооружений (мостовые опоры, мачты, дымовые трубы и т.д.).
Щелевые фундаменты состоят из нескольких параллельных рядов заглубленных в землю вертикальных пластин, на которые опираются наземные конструкции. Пластины могут выполняться из монолитного бетона или из сборных плит. Смысл такой конструкции состоит в том, что нагрузки на грунты передаются не только через подошву, но и через боковые поверхности пластин. В работу включается также грунт, находящийся между пластинами. В ряде случаев таки фундаменты могут быть эффективными, но расчет их полностью не разработан. Неизвестно, какую долю нагрузки воспринимают боковые поверхности пластин, как они будут взаимодействовать с грунтом, находящимся между пластинами и как определить условные размеры площади подошвы фундамента. Поэтому перед применением щелевых фундаментов должны быть проведены полевые испытания. Работа над созданием методики расчета таких фундаментов продолжается и получены некоторые результаты (см., например, статью Е.А. Сорочан, Р.Г. Ревазишвили. Исследование работы щелевых фундаментов. "Основания и фундаменты", М., 1983.).
Материалы для устройства фундаментов
Фундаменты испытывают кроме действия внешних нагрузок влияние подземных и поверхностных вод, а также замерзания и оттаивания влаги в порах кладки. В связи с этим материалы для устройства фундаментов должны обладать прочностью, морозостойкостью и не размокать. Применяют следующие материалы: железобетон, бетон, бутовый камень. Для временных сооружений применяется также дерево, а для сборно-разборных сооружений, когда фундаменты должны иметь минимальный вес, также и металл.
Фундаменты из бутовой кладки трудоемки в изготовлении, поэтому в настоящее время ее применяют редко.
Наиболее широко применяется универсальный материал – железобетон.