Здания и сооружения

Прежде чем  выбирать основание для строительства  здания, следует самым тщательным образом исследовать грунт, выяснить схему расположения его пластов, их мощность (толщину слоя, физические и механические свойства), расположение и влияние на грунт грунтовых вод.  

Методы укрепления грунтов  

Для повышения  несущей способности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов:

цементацию и  битумизацию 

химический 

термический

электрический

электрохимический

механический  и др. 

Цементация —  это процесс нагнетания в грунт  жидкого цементного раствора или цементного молока по ранее забитым полым сваям. Когда процесс нагнетания заканчивается, сваи вынимают. Цементация подходит только для уплотнения крупных и средних песков. 

Химическим способом (силикатизацией) закрепляют песчаные и лёссовые грунты, нагнетая в них химические растворы. 

Термическое закрепление  заключается в обжиге лёссовых грунтов  раскаленными газами, которые подаются в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в  пробуренных скважинах. 

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ заключается в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5-1 В/см и плотностью 1-5 А/кв.м. При этом глина осушается, уплотняется и теряет способностью к пучению. 

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим  током через трубу, являющуюся катодом, в грунт вводят растворы химических добавок (хлористый кальций и  др.). Благодаря этому интенсивность  процесса закрепления грунта возрастает. 

Механический  способ укрепления грунтов имеет  следующие разновидности: устройство грунтовых подушек и грунтовых  свай, вытрамбовывание котлованов и  др. 

Устройство грунтовых  подушек заключается в замене слабого грунта основания другим, более прочным, для чего слабый грунт удаляют, а на его место насыпают прочный грунт и послойно утрамбовывают. 

При устройстве грунтовых свай в слабый грунт  забивают сваю-лидер. В полученную после  извлечения этой сваи скважину засыпают грунт и послойно уплотняют. 

Вытрамбовывание котлованов осуществляют с помощью  тяжелых трамбовок, подвешенных  на стреле крана. Этот способ менее  сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания. 

Уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами. 

Силикатизация производится тем же способом, что  и цементация грунта. Для того, чтобы  закрепить песок, по трубам нагнетают  раствор жидкого стекла и хлористого кальция. При закреплении пылеватых песков используют раствор жидкого стекла, смешанный с раствором фосфорной кислоты, а при закреплении лёссовых грунтов применяют только раствор жидкого стекла. После завершения нагнетания таких растворов грунты каменеют. 

Если же уплотнить  грунт по каким-то причинам не представляется возможным, слой слабого грунта заменяют на более прочный. Замененный грунт  называют подушкой. Если строится многоэтажное здание, обычно используют подушку  из песка средней крупности или крупного. 

При устройстве песчаной подушки слабый грунт вынимают на некоторую глубину и заменяют песком, уплотняемым вибрацией с  увлажнением. Толщина подушки из песка должна быть рассчитана так, чтобы  давление от здания, переходящее на слабый грунт, не превышало его несущей способности. 

При строительстве  зданий на слабых грунтах искусственные  основания уплотняют, упрочняют  или же заменяют слабый грунт на более прочный. Уплотнять слабый грунт можно с поверхности  на определенную глубину специальными пневматическими трамбовочными машинами. Иногда при этом в грунт добавляют гравий или щебень. Процесс трамбовки также может проходить при помощи трамбовочных плит весом от 2 до 4 тонн. Такие плиты выполняют из чугуна или стали. Если площадь уплотнения слишком велика, используют катки весом 10—15 тонн. 

Для трамбовки  песчаных и пылеватых грунтов  используют поверхностные вибраторы. Такой метод гораздо более  эффективен, так как уплотнение грунта идет быстрее. Вибрирование не очень  эффективно для глинистых грунтов. Для глубинного уплотнения слабых грунтов используют песчаные или грунтовые сваи. Их уплотняют также цементацией и силикатизацией. 
 

Технология. Требования к фундаментам  

Скрытая под  землей конструкция, одна из составляющих строительного объекта, являет собой комплексное образование типа «грунт – фундаментная основа». Ее тип полностью зависит от характеристик видимой части возводимого здания: от передаваемой на фундамент нагрузки, материалов, физических особенностей строения и т.п.

Фундаментные  конструкции размещают для перенаправления нагрузочных составляющих от надземных частей здания и размещаемых в помещениях производственных элементов на грунтовую основу. Нижняя часть фундамента под действием нагрузки начинает постепенно деформироваться, что приводит к возникновению нежелательных сдвигов в надземной части здания. Ошибки, допускаемые в процессе разработки проекта, поверхностное проведение подготовительных работ по закладке фундамента и халатность в его дальнейшей заливке очень часто приводят к плачевному результату: построенное по проекту здание полностью или частично не соответствует строительным нормам и стандартам. Как показывает строительная практика, около 90% несчастий, связанных с обрушением возведенных строений, случается по вине строителей, нарушивших технологию закладки фундамента.  

  

Явным признаком  того, что подготовительные работы по установке оснований и заливке  фундаментной конструкции были проведены  с отступлениями от строительных норм и нарушением технологического процесса, можно назвать появление видимых трещин и сколов за сравнительно небольшой эксплуатационный период здания, называемый проверочным отрезком времени. Грунтовые основания в течение этого временного интервала деформируются, итоги деформационных сдвигов видны на поверхности надземной части сооружения. На практике довольно часто можно встретить новые дома, которые уже требуют проведения реставрационных работ вследствие появления на стенах трещин и сколов, которые образовываются из-за чрезмерной нагрузки на грунтовые основания. 

Неточности в  расчетах, невнимательность, недостаток знаний, «жадная» экономия на материалах приводят незапланированным, но вынужденным  расходам уже после введения в  эксплуатацию строения. Иногда величина дополнительных затрат на восстановительные  работы превышает в несколько раз стоимость заливки изначально правильного фундамента. 

Как правило, на фундамент уходит по средним подсчетам  около 12% от всего строительного  бюджета, в некоторых случаях  эта величина может составлять более 20%. Если поверхностно подойти к выбору типа фундамента без учета климатических и инженерно-геологических условий местности, конструктивных особенностей возводимого строения, то затраты на установку фундамента и грунтовых оснований будут неоправданно высокими. 

Процесс подготовительных работ по установке грунтовых оснований и непосредственной заливки фундамента и технология строительства подземных помещений совершенно различаются между собой. Вид возводимого здания диктует условия, необходимые для качественного проведения строительных работ. На выбор технологии влияет все: климатические и географические факторы, инженерно-геологические и временные параметры. 

С учетом вышесказанного представляется возможным обобщить требования, которые необходимо соблюдать  при строительстве любых типов фундаментов и грунтовых оснований: 

1. Следование  проектной документации при возведении  здания с соблюдением конструктивных  особенностей строений, а также  слежение за погрешностями величин  деформационных сдвигов. 

2. Принятие во  внимание различных характеристик грунтовых оснований: его прочность и допустимое значение деформации, и учет особенностей фундаментных материалов. 

3. Обеспечение  экономичности проекта по всем  направлениям. 

  

Данные требования будут выполняться с учетом следующих  положений: 

1. Одновременный  учет всех условий, влияющих  на выбор вида фундамента и  грунтовых оснований. 

2. Реакция конструкции  на возможные деформации с  учетом всех ее особенностей. 

3. Рациональный  выбор способа проведения мероприятий  по установке грунтовых оснований, заливке фундаментной основы и подземной составляющей здания. 

4. Проведение  расчетных и проектных работ,  касающихся установки грунтовых  оснований и заливки фундамента  при учете комплексного функционирования  системы «грунт-фундамент-надземная  часть». 

Разработка проектов грунтовых оснований и фундаментных конструкций проводится с учетом конкретного определения вида грунтового основания, технических особенностей и габаритных размеров фундаментной основы, материалов.

Что такое ленточный  фундамент 

Что такое фундамент дома, наверное, знает каждый человек. Фундамент в понятии строительства - это подземная часть здания (сооружения), воспринимающая нагрузки и передающая их на основание. Основание- это пласты плотного грунта. 

Верхняя плоскость  фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием - подошвой фундамента. 

Ленточный фундамент  – это железобетонная полоса, идущая по периметру всего здания. Ленту закладывают под все внутренние и наружные стены застройки, сохраняя одинаковую форму поперечного сечения по всему периметру фундамента. 

Технология строительства  ленточного фундамента достаточно проста по сравнению с плитным или свайным фундаментом. Но ей свойственна повышенная трудоёмкость и большой расход материала в сравнении со столбчатым видом фундаментов (больший объем бетона, большее количество опалубки, обязательное применение крана). 

Ленточные фундаменты применимы:

для домов с  бетонными, каменными, кирпичными стенами (плотность которых больше 1000-1300кг/куб.м);

для домов с  тяжёлыми перекрытиями (монолитные или  сборные железобетонные, металлические);

в случае, если существует угроза неравномерных осадок фундаментов, из-за неоднородности грунтов на участке (к примеру, участок сложен в одной  части песками, а в другой пучинистыми  суглинками). Ленточный армированный фундамент сработает как одно целое, перераспределит усилия и стены дома не дадут трещин и деформаций;

если в доме планируется подвал или цокольный  этаж, при этом стены ленточного фундамента образуют стену подвального  помещения. 

Планируя строительство  дома очень важно ответственно и  грамотно подойти к выбору типа фундамента будущего строения, так как это один из важнейших конструктивных элементов постройки. Ошибка, заложенная в начале строительства, неверно спроектированный фундамент, экономия строительного материала, как правило, ведет к серьезным негативным последствиям при эксплуатации дома. Возникают такие проблемы как перекосы фундамента, перерасход материалов, вертикальные и горизонтальные деформации, неравномерные осадки, трещины в несущих конструкциях. От надежности фундамента в огромной степени, зависят многие качества постройки, а также ее капитальность и долговечность. 

Помните, нулевой  цикл возведения здания (подготовка основания, сооружение фундаментов) - это дорогой  процесс и составляет, как правило, треть стоимости всей постройки. Лучше закажите проект опытным проектировщикам, да и спросить потом в случае чего можно с них, правильно составив договор. В проекте организация - подрядчик грамотно и обоснованно выберет Вам тип и материал фундамента. 

Срок службы фундаментов. 

Срок службы ленточных фундаментов в зависимости от используемого материала может составлять:

монолитные бетонные и бутовые на цементном растворе до 150 лет;

кирпичные ленты  – 30–50 лет;

сборные бетонные – 50-75 лет.