Південно-Уральський державний університет
Архітектурний факультет
Кафедра Архітектури
РЕФЕРАТ
на тему:
Фундаменти
Виконала: Чесалова А.С.
Група А-244
Перевірила: Шляпникова В.С.
Челябінськ-2009
Види фундаментів
Стрічкові фундаменти зводять під будівлі з важкими стінами і неглибоким заставлянням або в будинках мають підвал. Глибина закладення фундаменту становить від 0,8-1,0 м. Перевищення середньої глибини закладення фундаментів в більшості випадків обумовлене рельєфом місцевості.
Серйозними вадами стрічкових фундаментів сільських житлових будинків є велика трудомісткість зведення і залежність будівництва від сезонних умов.
Ширина стрічкових фундаментів під зовнішні стіни залежить від якості грунтів. Її слід передбачати не менше товщини стіни і не менше 40 - 50 см, якщо фундамент виготовляють з буту, цегли чи шлаку. Оптимальною є ширина на 5 см більше стіни зі штукатуркою.
Якщо глибина залягання не перевищує 80 см, фундамент слід влаштовувати з прийнятого матеріалу на всю глибину. При великих глибинах закладення з метою економії бутового каменю або цегли в сухих грунтах доцільно замінити частину фундаменту піщаною подушкою. Її укладають з крупного піску шарами по 15 см, поливають водою і ретельно ущільнюють важкими трамбівками.
Висота подушки не повинна перевищувати половину від необхідної висоти фундаменту.
Під внутрішні стіни фундаменти досить закладати на 0,5 м від рівня землі.
Бутові фундаменти рекомендується застосовувати для кам'яних будинків зі стінами з цегли, керамічних каменів і інших дрібноштучних матеріалів, для яких на всьому протязі потрібна безперервна опора. Важливою передумовою для цього вважається наявність бутового каменю як місцевого матеріалу.
Ширина бутових фундаментів залежить від товщини стін будинку і переданої на фундаменти навантаження. Як правило, вона приймається рівною товщині стіни або на 10 см більше її. Товщина бутової кладки приймається не менше 50 см. При необхідності заглиблення підошви фундаменту більш ніж на 70 см в нижній частині рекомендується влаштовувати подушку з крупного піску, гравію або щебеню.
Піщані подушки не рекомендується застосовувати в макропористий грунтах.
У вологих грунтах піщані подушки слід влаштовувати нижче глибини промерзання грунту.
Бутобетоні фундаменти застосовують у тих випадках, коли потрібна вища несуча здатність конструкції. Бутобетонная кладка складається з бетону з додаванням 15-20% бутового каменю (ізюму). Вона менш матеріаломістких, не вимагає підвищеної витрати цементу. Товщина бутобетонної стінки повинна бути не менше 40 см.
Поперечний перетин фундаменту, як правило, має прямокутну форму. Якщо навантаження на фундамент від верхніх конструкцій значні, а грунт в основі не володіє достатньою несучою здатністю, підошву фундаменту розширюють уступами. Для бутових і бутобетонних фундаментів висота уступу не більше 50 см, а його ширина не більше 25 см.
Кладку фундаментів в сухих грунтах можна виробляти на вапняних або глиняних розчинах складу 1:5 (глина або вапно і пісок), у вологих грунтах - на цементно-глиняних або цементно-вапняних розчинах складу 1:1:9 (цемент, глина або вапно і пісок).
При кладці першого ряду фундаменту з цегли або каменю слід укласти шар розчину товщиною 3-5 см, а на нього - цегла або камінь і ретельно прітрамбовать, щоб не залишилося порожнеч під ними.
При зведенні фундаментів на дно траншеї або на піщану подушку укладають найбільш великі постелисті бутові камені. Проміжки між ними заповнюють каменем або щебенем.
Після укладання каменів совковою лопатою подають розчин і покривають шаром 15-20 мм. З цього шару укладають другий ряд каменів так, щоб вони перекривали шви нижчого ряду.
Камені слід укладати щільно, домагаючись їх сталого становища.
Не допускається підкладати під камені щебінку, так як вона при експлуатації руйнується, що може спричинити за собою руйнування фундаменту. Після щільної укладки каменів проміжки між ними слід заповнити щебенем і розчином, а потім почати укладання наступного ряду.
При кладці фундаментів з цегельного бою, дрібного кругляка, щебеню, гравію, шлаку дно траншеї ущільнюють, укладаючи шар цементного розчину товщиною 4-5 см. Потім підготовлений матеріал рівномірно насипають шарами в траншеї товщиною по 15-20 см, заливають кожен шар рідким розчином необхідної марки і ретельно ущільнюють важкими трамбівками. Рідкий розчин готують з звичайного розчину, додаючи в нього воду, і подають відром до місця заливки.
Під невеликі одноповерхові будинки можна влаштовувати піщані фундаменти. Для цього необхідно вирити траншею на необхідну глибину, але обов'язково до щільного підстави. Траншею засипають грубозернистим піском шарами по 15 см. При цьому кожен шар поливають водою і ущільнюють.
Фундаменти слід виконувати до позначки 30 см нижче рівня землі, після чого необхідно укласти щебінь шарами по 15-20 см, полити його цементно-вапняним або цементно-глиняним розчином і утрамбувати.
Фундаменти садибних будинків допускається виконувати з грунтоцементи у вигляді моноліту або блоків, укладаючи їх на піщану подушку.
Грунтоцементи можна готувати з суглинків, супісків, лесовидних суглинків і лесів. Виняток становлять підзолисті, торф'яні та грунтові грунти, які не придатні для цього.
В якості в'яжучого складу використовують портландцемент марки не нижче 300 або шлакопортландцемент. Витрата цементу на 1 м3 суміші складає від 100 по 160 кг у залежності від марки цементу і виду грунту.
Можна рекомендувати наступний склад (у масових частках) грунтоцементних суміші: подрібнений грунт - 75-77%, цемент марки 300 - 7-10%, вода - 14-16%. Суміш в котлован слід укладати, не допускаючи розривів у часі між укладанням кожного шару більше 30 хв. При більш тривалих перервах на покладеному шарі роблять насічку, продовжуючи потім укладати суміш.
Стовпчасті фундаменти можуть бути дерев'яними, кам'яними, цегельними, бетонними, бутобетону або залізобетонними.
Застосування силікатної цегли для стовпів неприпустимо.
Стовпи ставлять на відстані 1,5-2,5 м один від одного. Обов'язкове встановлення стовпів в місцях перетину стін, в кутах будинку, вздовж важких простінків і в інших місцях зосередженого навантаження.
Стовпчасті бутові фундаменти рекомендується застосовувати в тих випадках, коли навантаження від верхніх конструкцій малі і не дозволяють повністю використовувати несучу здатність основи при застосуванні стрічкового фундаменту. Найбільш ефективні в тих випадках, коли інженерно-геологічні умови майданчика будівництва вимагають значної глибини закладення підошви - від 1,5 до 3,0 м.
Для будівництва бутових фундаментів застосовують постелисті, плітняковий, бутовий, колотий і пилений камінь з осадових, метаморфічних і вивержених гірських порід.
Мінімальні розміри стовпів по конструктивним вимогам 60x60 см.
Нижня частина фундаментів може виконуватися у вигляді піщаної подушки.
Стовпчасті бутобетоні фундаменти рекомендується застосовувати в тих же випадках, що і бутові, коли потрібна вища несуча здатність конструкції.
Мінімальні розміри бутобетонного фундаменту приймаються 50х50 см. Його нижня частина може виконуватися у вигляді укладається пошарово піщаної, щебеневої або гравійної подушки.
Розміри стовпів залежать від навантажень і приймаються за проектом або розрахунком. Стовпи можуть бути квадратними або прямокутними. При цегляній кладці вони виконуються в 2-2,5 цегли.
При використанні цегли або буту для кладки необхідно перев'язати шви.
Стовпи краще армувати сіткою з 6 мм дроту по висоті через кожні 25-30 см.
Під одноповерхові легкі каркасні будівлі допускається ставити кутові цегляні стовпи в 1,5 цегли. Бетонні фундаменти допускається виконувати з дрібних блоків або монолітними.
При влаштуванні кам'яних фундаментів і кам'яних стін останні укладають по фундаментних балок (ростверком), виконуваних у вигляді залізобетонних балок прольотом до 3 м.
Кладку кам'яних перемичок виконується на розчині марки 25 і розташовують на 35-50 см нижче поверхні землі. Висота їх повинна бути не менше чотирьох рядів цегляної кладки. Нижній ряд кладки рекомендується армувати сталевий дротом діаметром 6 - 10 мм, яку укладають в шарі цементного розчину товщиною 3 см. При цьому слід передбачати зазор 5 см під перемичкою з метою запобігання її від пошкодження Пуча грунтами.
Фундаменти зазвичай зводять на 10-15 см вище рівня землі, але можна закінчити кладку і нижче його на 5 - 10 см.
По фундаменту укладають цоколь.
У разі осідання фундаментів ремонт їх полягає в наступному. Під просівших ділянкою стрічкових фундаментів вибирають грунт і ущільнюють його, а потім під фундамент заливають бетонну суміш з подальшим її ущільненням.
Деякий сповзання житлового будинку на похилому рельєфі можна запобігти ретельним ущільненням грунту на похилій ділянці перед житловим будинком або забиванням паль.
При зведенні та ремонті фундаментів на просідаючих грунтах основу під них готують шляхом ущільнення його важкими трамбівками, пристроєм грунтових подушок, забивних та буронабивних паль, прорубування просідаючих грунтів.
Для запобігання стін від вогкості по верху стрічкових фундаментів влаштовують горизонтальну гідроізоляцію. З двох шарів руберойду по шару (2 - 3 см) цементного розчину, що складається з однієї частини цементу і двох піску. Потім по руберойду укладають новий шар розчину перед пристроєм цегляної кладки.
Бутові фундаменти - при їх будівництві використовують бутові камені, які щільно стикуються один з одним. Характерними особливостями бутового фундаменту є міцність, надійність, довговічність. Цей фундамент вимагає великих витрат, так як камені доведеться точно підбирати і підганяти.
Стовпчасті фундаменти зводять під будівлі з легкими стінами: дерев'яними, каркасними. При зведенні стовпчастих фундаментів необхідно дотримуватися наступні правила:
- Стовпи ставляться підлогу всі кути зовнішніх стін будівлі, під перетинами внутрішніх стін із зовнішніми і між собою.
- Залежно від навантаження на фундамент стовпи встановлюються по всьому периметру будови з певним кроком (від 1.2 до 2.5 метрів)
- Між стовпами необхідно викласти цоколь, який повинен спиратися на перемичку між стовпами.
Перемичка необхідна з одного боку для стяжки стовпів між собою, з іншого - служить підставою для цоколя. Цокольна кладка є ізоляцією подпола від прямого впливу навколишнього середовища (вітру, снігу, вогкості). Наявність цокольної кладки впливає на температуру і вологість безпосередньо в приміщеннях будинку.
Вартість надійних фундаментів в залежності від ступеня їх складності коливається в межах 70% від вартості самого будинку.
Бутові фундаменти влаштовують по піщаному підставі, після ретельного його ущільнення. Для бутових фундаментів підбирають невеликі (10 -15 см) камені, булижники, цегельний бій, укладають їх шарами і проливають рідким розчином до повного заповнення всіх порожнеч. В якості розчину можуть застосовуватися глиняні, цементні або цементно-вапняні суміші марки не нижче М -10 - 25. Такі фундаменти зазвичай влаштовують під одноповерхові будинки або будинку з мансардою. Бутові фундаменти з заповнювачем на цементній основі часто називають бутобетоні. При великих розмірах бутового каменю фундамент споруджують методом бутової кладки.
Найбільш часто зустрічаються дефекти фундаментів і деякі способи їх усунення
Втрата міцності фундаменту може відбутися з різних причин (старість, неякісні або неправильно підібрані за характеристиками міцності матеріали, незадовільна якість будівельних робіт тощо).
Найбільш поширеним дефектом фундаментів різних конструкцій є нерівномірний його просідання. Зовні це може виражатися або у вигляді тріщин різної форми і напрями, як на самому фундаменті, так і на стінах будинків або різними перекосами будинку. Залежно від конструкції будинку і типу фундаменту причинами цього явища можуть бути:
1. Неправильно обрана глибина закладення фундаменту (менше глибини промерзання). Виправити це дуже важко, а іноді просто неможливо. Проте якщо помилка незначна, то в даній ситуації можна порадити зробити підсипку грунту по всьому периметру фундаменту, тим самим штучно збільшивши його глибину закладення.
2. Може статися підйом грунтових вод. Це дуже неприємна річ, і її складно заздалегідь передбачити. Однак і тут існує вихід. Можна організувати дренажні системи або посадити спеціальні сорти рослин, здатні ефективно відбирати вологу з грунту. До речі, про будівництво дренажних систем добрий господар піклується завчасно - найкраще дренаж закладати одночасно з фундаментом.
3. Нерівномірне навантаження на фундамент з боку будови. Наприклад, коли веранда набагато легше основного будинку або суттєва різниця у вазі прибудови та основного будинку. Якщо будинок вже побудований, то, щоб припинити подальшу деформацію, треба розділити фундаменти прибудови і вдома, проклавши між ними дошки, обгорнуті толем або краще просочені бітумом.
4. Збільшення навантаження на фундамент за рахунок надбудови верхніх поверхів. Дефект відбувається, по-перше, через неправильної оцінки можливостей вже існуючого фундаменту. Такий промах може обійтися господареві будинку в досить кругленьку суму, і це ще за умови, що склалися обставини дозволять провести посилення старого фундаменту шляхом збільшення несучої площі фундаменту. По-друге, проблеми можуть виникнути у випадку, коли неправильно оцінена несуча здатність грунту. Збільшити її можна, наприклад, за рахунок проливки грунту під фундаментом "цементним молоком". Однак цей процес є дуже трудомістким і дорогим.
5. Недостатня міцність матеріалів фундаменту або втрата міцності з часом. Наприклад, для бутових та цегляних фундаментів, складених на вапняному розчині, з часом характерне порушення зчеплення розчину і каменю. Цей процес неминучий, тому що умови, в яких працює фундамент, вельми агресивні (попадання всередину фундаменту вологи, періодичне промерзання і відтавання плюс постійно діюча навантаження на фундамент з боку будівлі).
У ряді випадків необхідний капітальний ремонт (наприклад, перекладка фундаменту) або повна його заміна на новий. Для цього, перш за все, необхідно розвантажити старий фундамент шляхом перенесення ваги будинку на тимчасові опори (будівельники говорять: "вивісити дім"). В якості таких можуть виступати дерев'яні бруси, які розташовують поряд зі старим фундаментом. На них за допомогою сталевих розподільних балок і переносять навантаження, створювану будинком. Після цієї операції можна спокійно займатися роботами, пов'язаними з розбиранням і ремонтом старого фундаменту або зведенням нового.
Бутові фундаменти кладуть з крупного бутового каменю, підібраного за формою та розмірами, при цьому бажано вибирати "постелисті" камені з плоскими гранями. Кладку ведуть на цементному розчині, щільно укладаючи камені між собою, для чого самі "незручні" з них іноді доводиться розколювати. Товщину кладки бутового фундаменту приймають з конструктивних міркувань незалежно від розрахунку, в межах 50-70 см. Це самі масивні і трудомісткі з усіх видів фундаментів. Тому їхнє застосування в будівництві житлових будинків і тим більше садових будиночків не виправдано. Як виняток ці фундаменти можна рекомендувати лише в тих місцевостях, де бутовий камінь є в достатній кількості, що називається "під ногами", тобто є місцевим матеріалом. Позитивні якості бутового фундаменту - максимально можлива довговічність і міцність; крім того, він стійкий до промерзання і дії агресивних грунтових вод.