Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.
ЛОГИЧНОЕ решение для учета тепла на объектах с нагрузкой менее 0,2 Гкал/ч
Консорциум ЛОГИКА-ТЕПЛОЭНЕРГОМОНТАЖ выпускает на рынок новый теплосчетчик на базе тепловычислителя СПТ940 от АО НПФ ЛОГИКА и расходомера ПРЭМ от холдинга «Теплоком».
В июле прошлого года Президент РФ утвердил поправки к 13-й статье Закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении», согласно которым все многоквартирные дома (МКД), объем потребления тепла которых составляет менее 0,2 Гкал/ч, должны быть оснащены приборами учета тепловой энергии в срок до 1 января 2019 года.
Однако, если приборы учета сами по себе и недорогие, то затраты на проектирование, согласование проектов в РСО, строительно-монтажные работы и сдачу в эксплуатацию узла учета в совокупности могут достигать 300–400 тыс. рублей. Как правило, это относится к МКД и административным зданиям первых серий массовой застройки 50-х годов ХХ века, подключенная нагрузка которых и составляет примерно 0,2 Гкал/ч. С учетом того, что у таких объектов немного собственников, для некоторых из них указанная сумма будет весьма существенной, а возможно, и непосильной.
Вызов принят
В связи со сложностью текущей ситуации и необходимостью реализовать программу в кратчайшие сроки перед российскими производителями приборов учета встал вопрос, как оперативно разработать и запустить в производство соответствующий современному запросу продукт. Главные критерии разработки: качество, простота исполнения и приемлемая стоимость прибора. Кроме того, сложившаяся на рынке тенденция, которая представляет собой процесс устойчивого формирования взаимовыгодных отношений между производителями, поможет ускорить решение актуального для отрасли вопроса.
Именно поэтому тепловычислитель нового поколения СПТ940 от АО НПФ ЛОГИКА был дополнен электромагнитным расходомером ПРЭМ, выпускаемым холдингом «Теплоком». В результате рынок получил оптимальный для эксплуатации при нагрузках до 0,2 Гкал/ч теплосчетчик, получивший название СПТ940-ПРЭМ, который имеет несомненные достоинства в виде надежности, высоких стабильных метрологических параметров и доступной цены.
Что умеет новый теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ?
Теплосчетчик рассчитан на обслуживание одного теплового ввода и оснащен памятью для архивирования значений тепловой энергии, массы, объема, средних значений температуры, разности температур и давления. Считанные параметры хранятся в часовом, суточном и месячном архивах (емкость которых 2000, 400 и 100 записей соответственно). Тепловычислитель СПТ940 осуществляет архивирование сообщений о нештатных ситуациях и об изменениях настроечных параметров в количестве 2000 записей для каждой категории сообщений. Для обеспечения автономности тепловычислитель имеет встроенную батарею со значительным ресурсом работы. В целом теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ – это, несомненно, удачный и крайне актуальный на сегодняшний день прибор. Надежность ПРЭМа и экономичность СПТ940 – залог безусловного успеха данного решения на рынке приборов учета.
Поддержка от производителей
Новый теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ уже доступен к заказу как у АО НПФ ЛОГИКА, так и у холдинга «Теплоком». Что касается сервисного обслуживания приборов, то гарантийный срок на тепловычислитель СПТ940 составляет 7 лет. Также всех покупателей теплосчетчика ждет приятный бонус: купив прибор у одного производителя, можно смело рассчитывать на всестороннюю сервисную поддержку второго. Удобство данной опции неоспоримо и, по словам представителей обеих компаний, продиктовано искренним желанием производителей позаботиться о комфорте своих клиентов.
Бег на месте. Рынок отечественного металлопроката в 2018 году не показал существенного роста
Рынок отечественного металлопроката в 2018 году не показал существенного роста. Сдерживало его развитие снижение объемов строительства в стране.
По данным Росстата, по итогам десяти месяцев года объемы металлопроизводства в стране выросли на 2%, в сравнении с аналогичным периодом прошлого года. Потребление продукции, наоборот, снизилось. По оценке ассоциации «Русская сталь», объединяющей крупнейших производителей черных металлов и труб в России, по итогам года рост потребления составит 1%, что ниже июньского прогноза, который составлял 2,6%.
Промышленный эксперт Леонид Хазанов отмечает, что емкость отечественного рынка металлопроката составит по итогам года 43–44 млн т. Это выше прошлогодних показателей приблизительно на 2% и соответствует текущим данным Росстата. Стоимость продукции в этом году медленно росла вверх. В частности, горячекатаный плоский прокат подорожал на 5%, до 45 тыс. рублей за 1 т. При этом летом был скачок цены до 47 тыс. рублей. Холоднокатаный прокат и арматура выросли в цене на 7%, до 49,5 тыс. и 40 тыс. рублей соответственно. Их подорожание было обусловлено не столько расширением потребления, сколько стремлением металлургических компаний и трейдеров сохранить рентабельность.
О почти незаметном росте рынка металлопроката говорят и его отдельные игроки. По словам старшего менеджера компании «Металлоптима» Сергея Рыжова, если в начале текущего года наблюдалась небольшая активность в отрасли, то во втором полугодии она сошла на нет. «Существенно снизился спрос металлопродукции у строительных компаний на арматуру, швеллеры. В настоящее время переориентироваться на других покупателей сложно, так как строители забирали половину всей продукции. Если крупные производители и трейдеры работают сейчас на экспорт, то остальные, в том числе крупные регионалы, уходят с рынка», – отметил он.
Беспокоятся о ситуации в строительной отрасли и в компании «Северсталь». Несмотря на рост отдельных видов продукции, необходимой для нужд строителей, востребованность металла со стороны последних осталась почти нулевой. «Этот год стал первым, когда мы видим просадку. Для «Северстали» это и вызов, и большие опасения по следующему году, поскольку принятые изменения, например, по долевому строительству, уже негативно сказываются на темпах потребления. И здесь мы очень рассчитываем на программы, которые могут стимулировать спрос (к примеру, такие как реновация Москвы)», – подчеркивают в компании.
Также представители «Северстали» сообщили, что в этом году экспортные рынки стали эффективнее внутреннего по продажам – и для российских металлургов, и для потребителей, закупающих сырье в России и продающих готовую продукцию на экспорт. Здесь сыграли роль два фактора. Во-первых, девальвация рубля. Во-вторых, усиление протекционистских мер в Америке и ряде других стран, которые привели к тому, что уровень цен в России оказался ниже, чем за рубежом. Более того, ряд зарубежных предприятий, учитывая привлекательные цены на прокат в РФ, сейчас переносит свои заготовительные производства в Россию. Особенно активно это наблюдается в сегменте машиностроения. Например, этим системно занимаются международные ОЕМ (original equipment manufacturers – оригинальные производители оборудования).
По мнению Леонида Хазанова, в 2019 году не стоит ожидать сколь-либо существенного роста спроса на металлопрокат, поскольку экономическая ситуация в нашей стране явно ухудшается. Емкость рынка по итогам следующего года может снизиться на 2–4%, до 41–43 млн т. «К сожалению, трудности в строительном комплексе сохранятся: не будет реализовываться масштабных инфраструктурных проектов такого класса, как Керченский мост или «Сила Сибири», велика вероятность новых банкротств среди девелоперов. В условиях проседания рынка отечественные производители будут стремиться увеличивать продажи металлопроката за границу, несмотря на установленные против них торговые барьеры и жесткую конкуренцию с европейскими и китайскими игроками. И вот тут-то подспорьем им может стать новый виток девальвации российского рубля – он явно не за горами. К концу 2019 года, если никаких экономических катаклизмов не случится, внутренний рынок России будет себя чувствовать получше, закладывая тем самым основу для нового подъема», – считает эксперт.