Види фундаментів

 

Міністерство освіти і  науки України

Національний університет  „Львівська політехніка”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

 

“Види фундаментів”

 

 

 

 

                                                                                                

 

 

 

 

 

 Виконав:

                                                                                                         Ст. гр. ТБК-41

                                                                                                       Хомич І.В.

                                                                                                                    Прийняв:

Лисюк І.А.  

 

 

 

                                                   

 

                                                               Львів 2012                                                                                                          

 

Зміст

 

1. Вступ

2. Історія зведення фундаментів 

3. Види фундаментів 

4. Класифікація фундаментів 

     • по конструктивній схемі

     • за характером статичної роботи

     • за матеріалом

     • по заглиблених в грунт

     • за формою

     • за способом  зведення

 5.Технічне обслуговування та ремонт фундаменту

6.Висновки 

 7.Спісок літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Вступ.

Будинки і споруди грають важливу  роль в житті сучас ¬ ного суспільства. Можна стверджувати, що рівень цивилиза ¬ ції, розвиток науки, культури і  виробництва значною мірою визначаються кількістю і якістю побудованих  будівель ¬ ний і споруд.

Життя і побут людей обумовлюються  наявністю необхідних будівель і  споруд, їх відповідністю своєму призначенню, технічним станом.

Будівництво в нашій країні ведеться в дуже великих мас ¬ штабах. Тільки житлових будинків зводиться  більше, ніж у всіх країнах Західної Європи разом узятих. Щорічно у  нас здається в експлуатацію 2,1 млн. квартир і більше 10 млн. громадян покращують свої житлові умови. Саме тому будівництво в нашій країні є третьою за масштабами після  промисловості та сільського хо ¬  дарства галуззю народного господарства.

Кожна будівля або споруда являє  собою слож ¬ ний і дорогий  об'єкт, що складається з багатьох конструк ¬ тивних елементів, систем інженерного обладнання ¬ ня, що виконують цілком певні функції  і володію ¬ щих встановленими  експлуатаційними якостями.

    Основним напрямком економічного  і соціального розвитку міста  передбачається значне збільшення  обсягів капітального будівництва,  так як зведення житлових будівель  супроводжується спорудою громадських  будівель, шкіл, підприємств громадського  харчування. Необхідна надійність  основ і фундаментів, зменшення  вартості будівельних робіт, в  умовах сучасного містобудування, залежить від правильної оцінки  фізико-механічних властивостей  грунтів, що складають підстави, обліку його спільної роботи  з фундаментами та іншими надземними  будівельними конструкціями.

 

 

 

 

 

 

 

2.Історія зведення фундаментів.

Фундаменти почали зводити ще в  глибокій старовині, одночасно з  розвитком будівництва. Велике місце  серед фундаментів займали пальові  будівлі, які влаштовувалися в гирлах річок і призначалися для захисту  від звірів і ворогів. Надалі призначення  паль змінилося, проте вони широко застосовувалися. Споруди, збудовані на хороших підставах, відрізняються великою довговічністю, деякі з них збереглися до наших  днів. В якості прикладу можна навести  піраміду Хеопса, вагу її близько 6 млн. тонн, навантаження на підставу в середньому - 12 кг/см2. Вже в глибокій старовині  були праці по фундаментобудуванню. Так, римський інженер Вітрувій (1 століття до н.е.) дав вказівку в своїх працях по практичному зведенню фундаментів. У стародавніх літописах нашої  країни також знайдені вказівки по зведенню фундаментів. Однак всі  дані були засновані тільки на підставі досвіду зведення фундаментів, і  не було жодних теоретичних основ  розрахунку фундаменту і підстав. У XVIII столітті сильно зробила крок вперед наука у всіх областях, з'явилися  перші теоретичні розробки науки  фундаментобудування.

У 1773 році французький вчений Кулон  дав теорію розрахунку опору грунтів  зрушенню, а так само формулу для  розрахунку тиску грунту на підпірну стінку.

 У 1841 році французький вчений  Тріжо запропонував спосіб зведення  кесонних фундаментів. У XIX столітті  був відкритий залізобетон, він  став провідним у зведенні  фундаментів.

У 1809 році було відкрито явище електроосмосу, яке полягає в тому, що частинки води рухаються в напрямку негативного  заряду. Надалі це явище знайшло  велике практичне застосування в  підставах для розробки котлованів у водонасичених грунтах.

 У 1899 році київський вчений  А.Е. Страус запропонував набивні  палі, які влаштовуються в пробурених  свердловинах. Пізніше запропонував  опускати в свердловини арматуру, і потім заливати їх бетоном.  Перший наукова праця «Підстави  і фундаменти» був написаний  в 1869 році Карловічевим, в якому  були приведені всі відомі  положення. Багато зроблено в  розвитку науки про підстави  і фундаментах після Жовтневої  революції: у 1929 році був утворений  сектор підстав і фундаментів,  який був перетворений в інститут  підстав і фундаментів.

 

 

3.вид фундаментів.

• Стрічкові фундаменти

 Стрічкові фундаменти звичайно  зводять при будівництві будинків  з важкими стінами та перекриттями, а також у випадках, коли під  будинком влаштовують підвал  або тепле підпілля, доцільно  також пристрій стрічкових фундаментів  при дрібному закладення (до 0,5-0,7 м). в сухих грунтах, навіть  якщо будівля будують без підвалу  і підпілля. Оскільки у них  однакова товщина по всьому  периметру будинку, то це дозволяє  порівняно легко утворити тепле  підпілля. Виправдане застосування  стрічкових фундаментів і в  будівлях з важкими стінами  та перекриттями, а також при  влаштуванні підвалу.

• Стовпчасті фундаменти підводять  під дерев'яні будинки з легкими  стінами і без підвалів - рубані, каркасні, щитові. Стовпи ставляться по кутах будинку, в місцях перетину стін, під несучими стінами і важкими  перегородками. Такі фундаменти не підходять  для глинистого грунту, болотистих місць і грунту, де поруч проходять  грунтові води. Разом з тим у  стовпчастих фундаментів є й  особливості, що заважають у ряді випадків їх застосування. Так, в горизонтально-рухливих грунтах недостатня їх стійкість  до перекидання, а тому необхідна  жорстка верхня обв'язка, яка перешкоджає  бічному зсуву. Обмежено їх застосування на слабонесущем грунтах при будівництві  будинків із стінами з важких конструкцій. Крім того, виникають складнощі і  при влаштуванні цоколя. Якщо в  стрічкових фундаментах утворити цоколь, є їх продовженням, досить просто, то при стовпчастих опорах заповнення простору між ними, стіною і землею (Забірко) досить трудомістко.

• Плитні фундаменти споруджують  на важких пучиністих і просадних  грунтах. Вони мають жорстку конструкцію - одну плиту, виконану під всією  площиною будівлі. Такі фундаменти добре  вирівнюють всі вертикальні і  горизонтальні переміщення грунтаВозведеніе плитних фундаментів практикується  в основному в малоповерховому  будівництві при невеликій і  простій формі плану будівлі. Плитні фундаменти досить дороги через  великий обсяг

бетону і витрати металу на арматуру

  Плитні фундаменти є різновидом  мілкозаглублених стрічкових фундаментів,  але на відміну від них мають  жорстке просторове армування  по всій несучій площині, що  дозволяє без внутрішньої деформації  сприймати знакозмінні навантаження, що виникають при нерівномірному  переміщенні грунту.

 

.

 

 

 

• Пальовий фундамент

 

 

  Палі - це стовпи із загостреним  нижнім кінцем. Їх забивають або  вворачивают в землю. Зі зрозумілих  причин гвинтові палі більше  стійкі. Вони подібні гігантським  шурупам, але вкручуються за  допомогою малогабаритного обладнання. Подібна технологія сприяє збереженню  первозданного ландшафту і надає  мінімальну техногенний вплив  на будівельному майданчику і  навколо неї.

 

Пальові фундаменти використовують там, де верхній шар грунту не може витримати  більшу вагу, а знімати його до більш  щільних шарів і ставити фундамент  на них виявляється занадто дорогою  витівкою - з тієї причини, що вони починаються  надто глибоко. Проходячи крізь  слабкі шари грунту, паля впираються в  більш тверді і передає їм навантаження від будинку. Несуча здатність однієї палі зазвичай знаходиться в межах  від 2 до 5 тонн, тобто це підходящий варіант для великогабаритного  будівництва. Але іноді палі не забивають  і не укручують, а виготовляють безпосередньо  в грунті. У цьому випадку бурять шпару, вставляють арматурний каркас або  порожні труби, після чого свердловину  заливають бетоном. Потім бетон  обов'язково ущільнюється утрамбовуванням  або вібрацією. Чим такі палі відрізняються  від стовпів, що утворять фундаменти стовпчастого типу? Принципово нічим, тільки розміром і несучою здатністю. В даному випадку паля - це великий  стовп

Їх також використовують при  високому рівні стояння грунтових  вод і на пливунах. Пальові фундаменти характерні, для Венеції й Санкт-Петербурга.

 

 

4.Классіфікація фундаментів.

• по конструктивному рішенню

Підрозділяються на стрічкові (у вигляді  безперервних підземних стін) рис. 6.3, а)) або залізобетонних перехресних  балок (ріс.6.3, б)); стовпчасті, що влаштовуються  під стіни (ріс.6.3, в) і колони (ріс.6.3, г); суцільні - безбалочні (ріс.6.3, д) і  ребристі (рис 6.3, е); пальові (ріс.6.4).

• за характером статичної роботи

Під дією навантаження фундаменти розрізняють: тверді, що працюють тільки на стиск (див. ріс.6.3, а, в), і гнучкі, які працюють переважно на вигин (див. ріс.6.3, б, г, д, е). До першого виду відносять всі  фундаменти, крім залізобетонних. Гнучкі залізобетонні фундаменти здатні сприймати  розтягуючі зусилля.

• за матеріалом

Фундаменти виконують з природних  матеріалів (дерево - у тимчасових спорудах, бутовий камінь), і з штучних  матеріалів (бутобетон, бетон збірний  або монолітний, залізобетон.

В даний час перевагу віддають бетонних і залізобетонних фундаментів

• За заглибленням у грунт

Розрізняють фундаменти мілкого закладення (менше 5 м) та глибокого (більше 5 м). Мінімальну глибину закладення фундаментів  для опалювальних будівель приймають  під зовнішні стіни не менше глибини  промерзання плюс 100-200 мм і не менше 0,7 м; під внутрішні стіни не менше 0, 5 м.

• За формою

Оптимальною формою поперечного перерізу жорстких фундаментів є трапеція, де зазвичай кут розподілу тиску  приймають: для буту і бутобетону - 27-33, бетону - 45. Практично ці фундаменти з урахуванням потреб розрахункової  ширини підошви можуть бути прямокутними і ступінчастими. Блоки-подушки виконують прямокутної і трапецевидне форми.

• За способом зведення

Фундаменти бувають збірними і  монолітними

 

5. Технічне обслуговування та  ремонт фундаменту.

Для ефективного змісту фундаментів  фахівцям потрібно знати нормативні експлуатаційні вимоги до них, зазначені  в СНиП, і можливі конструктивні  їх ре ¬ ності (за підручниками), а  також характеристику фундаментів  будівлі згідно з його проектом. Всі ці відомості можна звести у декілька груп:

• про реальні впливи на фундаменти - про величину і характер навантажень, про структуру, міцності і вологості  ос ¬ нований, про атмосферні опади  і грунтових водах, їх гли ¬  біне залягання і агресивності, про  небезпеку здимання грунтів, а також  про вимоги до глибини закладення фундаментів;

• про особливості конкретних варіантів  рішень фундамен ¬ тів-стрічкових, стовпчастих, суцільних, пальових та ін примі ¬  ково до даними гідрогеологічним і  кліматичних ус ¬ ловіям;

• про експлуатаційні вимоги до фундаментів - їх міцності, стійкості, глибині закладення з урахуванням наван ¬ зок, несучої здатності грунтів, рівні  грунтових вод і гли ¬ біне промерзання, а також про заходи захисту фундаментів від атмосферних  опадів та грунтових вод, особливо якщо вони аг ¬ рессівни, від морозного  здимання;

• про елементи фундаментів, задовольняють  пропонованим ¬ мим до них експлуатаційним  вимогам, - про несучому еле ¬ менти, який має бути заглибленим з урахуванням  міцності грунтів, величини навантажень, наявності грунтових вод і  глибини промерзання, а також  про наявність гідроізоляції, вимощення  та ін

Необхідно вміти в результаті побудувати структурну схему фундаменту в загальному вигляді (див. рис. 1) з позначенням  на ній всіх впливають факторів і  поєднанням конструктивних елементів.

 

. Рис. 1. Структурна схема фунда ¬ менту

Впливу на фундаменти: 1 - грунту та грунтових вод; 2 - про ¬ мерзанія і пученія; 3 - атмосферних опадів; 4 - навантажень

Конструктивні елементи фундаментів: / - горизонтальна гідроізоляція; / / - несучі елементи; III - вертикальна гідроізоляція  та її захист; IV - горизонтальна гідроізо-ляція  в підлозі та фундаменті; V - дренаж; VI - підстава (природне або спокуса  ¬ ження)

Потрібно також вивчити характеристику грунтів та конструк ¬ тивне рішення  фундаменту експлуатованого будівлі  з ураху ¬ том гідрогеологічних, кліматичних та інших особливостей. Користуючись перерахованими відомостями  про фундаментах, від ¬ відповідальний за експлуатацію будівлі виробляє кваліфікова  ¬ рованную експертизу та дає технічну оцінку «своєму» фун ¬ даментом. Він повинен виявити, наскільки  останній відповідає своєму призначенню, якою мірою в проекті і при  будівельник ¬ стве, правильно  і всебічно враховані пред'явлені до фунда ¬ ментів експлуатаційні вимоги і як вони реалізовані, наскільки  раціонально вибраний тип фундаменту, його матеріал, розміри, заглиблення, а  так само на скільки ефективно  вирішена за ¬ щита його від атмосферних  опадів та грунтових вод.

Якщо підсумки такого аналізу є  позитивними - значить, фунда ¬ мент спроектований і побудований  з урахуванням всіх пред'явлених  до нього вимог і місцевих умов і знаходиться в справному  ¬ ном стані. Якщо ж будуть виявлені недоліки і помилки, допущені в проекті  або при будівництві будівлі, то їх треба ретельно вивчити, щоб  своєчасно усунути або запобігти  їх розвиток.

У ході експлуатації потрібно здійснювати  постійний догляд за фундаментами: не допускати зрізання або підсипання грунту навколо будинку; зберігати  в справному стані отмостку; іс ¬ лягає скупчення води біля будівлі, а тим більше підтоплення фундаменту; проводити інші заходи, передбачені  ін ¬ струкції з експлуатації. Особливо небезпечний рясний полив зелених  насаджень поблизу будівель (без  організованого від ¬ вода води), бо нерідко це призводить до підвищення рівня грунтових вод і зміни  умов роботи підстави, а слідом

за ним і фундаменту.

Повинна бути забезпечена схоронність  фундаментів, якщо поруч з ними ведуться земляні роботи, при будівлі поруч  нової будівлі або пристрої котлованів для інших цілей.

При розкритті споруди у зв'язку з ремонтними робо ¬ тами, якщо під  фундаментами залягають пучіністие грунти, потрібно запобігти їх промерзання  і пучение, тимчасово утепливши  фундаменти. Досвід показує, що порушення  усло ¬ вий збереження фундаментів  призводить до руйнування будівель після  багатьох років нормальної їх служби.

При необхідності треба провести поточний ремонт для захисту фундаментів  від руйнування або поставити  будівлю на капітальний ремонт для  їх посилення.

Нерідко причиною деформацій фундаментів  і вишележа ¬ щих частин будівлі  є сили морозного обдимання, які  можуть виникнути при певних умовах як у період будівництва, так і  через багато років після здачі  будинків в екс ¬ тацію. Ці умови  можна і потрібно виключити: зрізання грунту навколо будівель, заміну його легкопромерзающім, на ¬ приклад  кам'яним матеріалом, бетоном, зволоження грунтів навколо будівель і під  фундаментами.

Отже, під морозного здимання грунту понима ¬ ється їх властивість (при  певному поєднанні гідрогеологи ¬ ческих умов у межах шару сезонного  промерзання) уве ¬ лічівает в  об'ємі під дією сил кристалізації  льоду при фазових перетвореннях  міститься в грунті і доповни  ¬ тельно підсмоктують води до кристалів  льоду . Виявляється це властивість  в нерівномірному піднятті грунту і  фундаментів через утворення  льодових включень. Випинання фунда  ¬ ментів будівель в період їх експлуатації пояснюється слідую ¬ ські факторами:

• змістом в грунті, в зоні сезонного  промерзання, більше 30% (по масі) пилуватих  частинок діаметром від 0,5 до 0,005 мм;

• промерзанням грунтів у зоні підстави фундаментів; наявністю вологи в грунті;

• перевищенням сил обдимання над  тиском вищерозміщених частин будівлі;

• неправильною конструкцією фундаменту - невиконанням в ході будівництва  протипучинною заходів (Беза-Керн конструкція  фундаменту, відсутність обмазки, исклю-чающіхся змерзання грунту із стінками фундаменту, та ін.)

Важливим протипучинною заходом  є захист підстав і навколишнього  фундамент грунту від надлишкового зволоження і промерзання: не можна  допускати підвищення вологості  грунту в зоні 5 м навколо будівлі, а також ство ¬ вати умови (наприклад, зрізати грунт навколо будівлі), спо ¬ собств промерзання підстави. Працівникам експлуа ¬ ційної служби необхідно, особливо в осінній  і зимовий пе ¬ періоди, стежити  за справністю водовідвідних пристроїв, не допускати застою води поблизу  фундаментів і течі її з ін ¬  нерних систем, особливо перед замерзанням  грунтів і т. п. точаться поблизу  будівель ремонтні роботи, не повинні  перешкоджати стоку атмосферних  і талих вод і впливати на глибину  промерзання грунтів. Повинні бути завжди справні вимощення, теплоізоляційні  шлакові подушки, що захищають грунт  навколо будівлі від промерзання. Пошкодження фундаментів може бути викликано рядом при ¬ чин:

• деформацією підстави і нерівномірними опадами фун-даментом;

• перевантаженням фундаменту;

• помилками в конструюванні  фундаменту і при виборі для нього  матеріалів;

• впливом агресивного середовища на матеріал фундаменту.

Підсилення фундаментів може бути здійснено шляхом зміцнення їх кладки, збільшенням розмірів - ширини і  глибини закладання, а також передачею  навантаження на ніжележа ¬ щие шари грунту (рис. 2). Приклади поврежде ¬  ний і відновлення цоколів, відмосток  і вхідних площадок наведено на рис. 3.

Згадані способи посилення фундаментів  нерівноцінні і кожен з них  може бути застосований в певних умо  ¬ віях. Слід мати на увазі, що ра ¬  боти з підсилення фундаментів не тільки складні і трудо ¬ емкі, але і вельми відповідальні. Їх повинні  виконувати спе-зованих бригади  дуже обережно, захватками (звичайно не більше 2 м), щоб не пошкодити суміжні  ділянки і вищерозміщені частини  будівлі. Для виконання таких  робіт складаються проекти, розробляються  технологічні карти

 

 

 

Рис. 2. Способи підсилення фундаментів

а - облицюванням при пошкодженні  фундаменту агресивними водами, б - нагнітанням розчину в розрив при морозному обдиманні; в - пу ¬  тем підведення паль; г, д, е, ж, з, і - уширення підошви з по-міццю залізобетонних припливів і сталевих тяжів ; до, л, м - під-

1 торкрет-бетон; 2 - ізоляція; 3 і 4.-Захисна  стінка; 5 - раз-рив фундаменту 6 - ін'єктор; 7 - ущільнений грунт; 8 і 9-балки; 10 - палі; 11 - залізобетонні припливи; 12-сталевий тяж, 13 - поперечна балка; 14 і 15 - поздовжні балки; 16 - палі; 17-додатковий фундамент; 18 - підстава під балки

 

У деяких випадках, зокрема при  наявності тріщин у стінах, в результаті технічного обстеження і техніко-еконо  ¬ мічного обгрунтування може виявитися доцільним більш просте посилення не підстави або фундаменту, а стін, шляхом установки на рівні  перекриттів з зовнішньої сторони  будівлі металевих тяжів з  попередніми напряже ¬ ням, кільцевими захватками по внутрішнім капітальних  стін. При цьому завдяки попередньому напруженню тяжів, встановлених по довжині  і висоті будинку, всієї його ко ¬  боязкі надається висока жорсткість, що виключає місцеві деформації підстав  або фундаментів.

Рис. 3. Приклади пошкодження та відновлення  цоколя (а,

   б, в), вимощення (г, д)  і вхідний майданчики (е, ж,  з)с

 

6. Висновок.

Закінчуючи обговорення основних типів фундаментів, згадаємо про  те, що розрахунковий термін служби монолітних фундаментів - як стрічкових, так і плитних - досягає 150 років. Чималий термін, чи не так? Звичайно, щоб фундамент витримав півтора  століття, потрібно дотримати всі  необхідні технологічні норми при  його зведенні. А от термін служби стовпчастих  фундаментів набагато менше - з природного каменю близько п'ятдесяти років, а  з цегли і того менше - не більше тридцяти. Тому до вибору фундаменту потрібно підійти дуже відповідально. Все  закономірно: чим більше коштів ви витрачаєте при будівництві, тим довше простоїть  ваш будинок. І все ж зовсім не обов'язково будувати на століття, не обов'язково мислити настільки масштабно. До речі, це зовсім не суперечить тому, що життя прекрасне.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Спісок літератури.

1. Архітектура, будівництво, дизайн. Під загальною редакцією А.Г.  Лазарева.-Вид. 2.-Ростов н / Дону: Фенікс

2. Технологія будівельних процесів: Підручник для вузів по спец. «Промислове цивільне будівництво» / А.А.Афанасьев, Н.Н.Данілов, В.Д.Копилов.  Вища. шк., 1997.

3. Основи архітектури будівель  і споруд Е.Н.Белоконев. Ізд.2-е-Ростов  н / Дону: Фенікс, 2005.