Лекция № 11
Фундаменты
11.1. Типы фундаментов
11.2. Монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью
11.3. Фундаменты из сборных железобетонных элементов
11.4. Определение размеров подошвы фундамента
11.5. Расчет фундамента на продавливание
11.6. Расчет арматуры стаканной части фундамента
11.1. Типы фундаментов
Фундаменты неглубокого заложения – фундаменты, возводимые в открытых траншеях и котлованах. Они передают нагрузку на основание только по подошве и подразделяются на сплошные, ленточные и отдельные.
Отдельные фундаменты устраивают под колонны при больших расстояниях между ними. Ленточные применяют для стен, а также при слабых или неоднородных грунтах и больших нагрузках от колонн. Сплошные фундаменты применяют для сооружений башенного типа и высотных зданий.
11.2. Монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью
Монолитные отдельные фундаменты применяют под монолитные или сборные колонны. Типовые столбовые монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части. Ступенчатые фундаменты имеют одну ступень при высоте hf ≤ 450 мм, две ступени – при hf = 500 ÷ 900 мм и три ступени – при hf > 900 мм. Высоту ступени принимают кратной 50 мм.
Фунтаменты возводят из тяжелого бетона класса не ниже В 12,5.
Фундаменты запроектированы в 6 вариантах по высоте (1,5 м и от 1,8 до 4,2 м с интервалами 0,6 м). Обрез фундамента располагается на отметке -0,15 м (рис 11.1 – 11.4).
При вскрытии основания целиковый грунт, непосредственно воспринимающий нагрузку, выравнивается и накрывается бетонной подготовкой толщиной 100 мм из бетона класса В40, В45, на которую в дальнейшем укладывают подошву фундамента.
Высота ступеней плитной части 0,3 и 0,45 м. Все размеры сечений в плане кратны 0,3 м в связи с применяемой инвентарной щитовой опалубкой.
Зазор между гранями колонн и стенами стакана принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана – 50 мм. Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм обеспечивает ее прочность. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном не ниже В15 на мелком гравии (рис. 11.1). Этим обеспечивается монолитность стыка колонны с фундаментом.
Рис. 11.1. Общий вид монолитного фундамента
Рис. 11.2. Монолитный фундамент под наружные стены
Рис. 11.3. Монолитные железобетонные фундаменты под спаренные колонны, устанавливаемые в поперечных деформационных швах
Рис. 11.4. Монолитные железобетонные фундаменты под спаренные колонны, устанавливаемые в продольных деформационных швах
Рис. 11.5. Монолитный фундамент под сборную колонну при отсутствии подколонника
1 – колонна; 2 – фундамент; 3 – подошва фундамента; 4 – стакан
Фундаменты армируют типовыми сварными или вязаными арматурными сетками (горизонтальный элемент) из стали классов А-III (А400), А-II (А300) и плоскими каркасами (вертикальный элемент). Диаметр стержней сеток принимают не менее 10 мм. Если длина сеток превышает 3 м, то минимальный диаметр стержней – 12 мм. Шаг рабочих стержней составляет от 100 до 200 мм. Защитный слой бетона составляет 35 мм при наличии бетонной подготовки и 70 мм без нее. Продольные стержни монолитных колонн соединяют с арматурными выпусками фундамента дуговой сваркой или внахлестку при шаге хомутов в зоне стыка, равном 100 мм. (рис. 11.6).
Рис. 11.6. Схема армирования монолитного фундамента
На высоте защитного слоя укладывают 2 ряда сеток плитной части, располагаемых в перекрестном направлении. Ширина сеток 1000, 1400, 1600 мм задана с учетом размещения их целого числа при любой предусмотренной стандартом конфигурации подошвы фундамента. Длина сеток от 1450 до 7150 мм на 50 мм короче ширины или высоты сечения подошвы фундамента.
В центре фундамента на сетке плитной части устанавливается объемный каркас подколонника, свариваемый из 4 плоских каркасов. Распределительная арматура плоских каркасов не доходит до верха примерно на глубину стакана, с тем, чтобы можно было образовать его обойму, нанизывая на рабочие стержни каркаса ряд сеток подколонника.
Толщина стенки стакана t поверху должна быть не менее 200 мм. Глубину заделки колонн dc принимают с учетом анкеровки их продольной арматуры. Кроме того для глубины заделки колонн dc и толщины стенки t соблюдают конструктивные требования:
dс ≥ hс и t ≥ hс/5 при е0(=M/N) ≤ 2· hс
dс ≥ 1,4·hс и t ≥ hс/3 при е0 ≥ 2· hс
где hс – высота поперечного сечения колонны.
При необходимости углубления фундамента устраивают подколонник (рис. 11.7, а,б). Его конструируют по правилам, предъявляемым для колонн с повышенной толщиной защитного слоя арматуры. Для снижения расхода бетона рекомендуют обычный стык колонны с подколонником (рис. 11.7, б). Однако в этом случае требуется для фундамента бетон повышенной прочности.
Рис. 11.7. Монолитный фундамент под сборную колонну при наличии подколонника
1 – колонна; 2 –подколонник; 3 – фундамент; 4 – стакан; 5 – стык