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.
На самоклеящейся основе. Новый материал завоевывает рынок
В массовом и индивидуальном строительстве все активнее используется самоклеящаяся рулонная гидроизоляция. Благодаря своим характеристикам она помогает ускорить монтажные работы и повысить сроки эксплуатации конструкций зданий.
На российском рынке стройматериалов несколько лет назад появилась самоклеящаяся рулонная гидроизоляция. Относится она к семейству битумно-полимерных продуктов и имеет снизу самоклеящийся слой (самоклеящийся битум), до момента использования закрытый антиадгезионной пленкой. Также на некоторых видах гидроизоляции есть двухсторонние самоклеящиеся монтажные полосы. За счет этих своих особенностей «самоклейка», так ее называют в обиходе, плотно скрепляется с конструкциями. В отличие от наплавляемой гидроизоляции она монтируется без применения открытого пламени и каких-либо растворителей, что повышает скорость работ и их безопасность.
Отмерил, отрезал, приклеил
В настоящее время самоклеящуюся рулонную гидроизоляцию выпускает ограниченное число производителей. Стоимость продукта несколько выше в сравнении с другими рулонными материалами, но и характеристики монтажа и эксплуатации продукта улучшены. Применяют ее как в массовом, так и в индивидуальном строительстве. Возможно даже – во втором случае чаще, так как монтаж «самоклейки» достаточно прост. Очень часто она используется в деревянном домостроении.
Руководитель направления «Материалы для малоэтажного строительства» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Евгений Авдеев отмечает, что, несмотря на то, что самоклеящаяся гидроизоляция появилась не так давно, она уже востребована у покупателей. Высокий спрос объясняется сочетанием отличных эксплуатационных характеристик и технологичностью монтажа. ТЕХНОНИКОЛЬ производит «самоклейку» из высококачественного модифицированного битума на современных линиях заводов в Рязани, Воскресенске и Новоульяновске. В линейку продуктов входят различные решения – для гидроизоляции кровель, фундаментов, полов и перекрытий.
«Материал может решить несколько насущных задач частного мастера. С помощью «самоклейки» строители экономят бюджет, и дело не только в доступной цене. Для монтажа материалов не нужно привлекать высокооплачиваемых профессионалов или брать в аренду оборудование. Процесс укладки состоит из нескольких действий – отмерить, отрезать и приклеить. Риск ошибки или влияние пресловутого человеческого фактора практически сведены к нулю», – подчеркивает эксперт.
Учесть нюансы
Менеджер объектов сервиса капитального ремонта «Сделано» Антон Коновалов также отмечает легкость монтажа самоклеящейся гидроизоляции. Тем не менее, добавляет он, важно соблюдать все правила и нюансы ее укладки. «К примеру, при гидроизоляции пола рулоны должны выдержаться в помещении не менее суток. Их монтаж осуществляется на предварительно выровненную безусадочную поверхность бетонного основания или цементно-стружечных плит (ЦСП), которую необходимо тщательно очистить и обработать специальным грунтом. При этом уровень влажности основания не должен превышать 4%. Отрезки от рулона необходимо подготовить с учетом захода «самоклейки» на стены, не менее 200 мм. В начале укладки материал освобождается от защитной пленки на клеевой основе. Само наклеивание должно осуществляться внахлест с соседним полотном. Разглаживать изоляцию необходимо специальным валиком по принципу обоев, что помогает удалить воздушные пузыри, для надежного сцепления материала с основанием и исключения разрывов. Кроме того, особое внимание нужно уделить стыкам полотен. В примыкании к стенам должны быть сформированы закругления из полосок материала изоляции, чтобы избежать прорывов и заломов в углах. В целом «самоклейка» – современный качественный материал. Является лучшим решением для самостоятельного устройства гидроизоляции. В частности, она идеально подходит под деревянные покрытия и плитку», – сообщил он.
По мнению директора СК «Золотое сечение» Леонида Галыгина, одним из преимуществ использования «самоклейки» в работе можно считать то, что единое гидроизоляционное полотно выполняет свои функции даже в случае некачественного нанесения или нарушения целостности. Если где-то полотно прилегает к поверхности неплотно, но стыки хорошо склеены, то гидроизоляция будет работать. «Отмечу, что в строительстве сейчас чаще всего используются обмазочные и самоклеящиеся гидроизоляционные материалы. Использование того или иного продукта зависит от вида узла, помещения или части помещения, в котором будет проводиться гидроизоляция. Но, как правило, выбор делает не потребитель, а проектно-сметная организация или строительная компания, исходя из своего опыта или бюджета заказчика. В своей работе мы чаще используем самоклеящуюся рулонную изоляцию для фундаментов, обмазочную – для помещений, полимерную рулонную – для кровельных работ», – добавил он.
Стоит отметить, что в настоящее время в строительстве также все активнее применяют самоклеящуюся гидроизоляционную ленту. Ее используют для заделки стыков между конструкциями. В состав материала могут входить битум-полимеры, бутилен и другие химические соединения, благодаря которым повышается его эластичность и долговечность.
Мнение
Евгений Авдеев, руководитель направления «Материалы для малоэтажного строительства» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ:
– Самоклеящаяся рулонная гидроизоляция корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ монтируется просто и быстро, не требует специальных профессиональных навыков. Таким образом, эти материалы можно использовать самому, а в случае привлечения строительных бригад легко проконтролировать ход работ. Помимо легкости монтажа и отсутствия необходимости использовать сложное техническое и зачастую дорогостоящее оборудование, рулонную самоклеящуюся гидроизоляцию можно использовать на горючие основания, на которые невозможно произвести наплавление гидроизоляционных материалов. На данный момент наша линейка всех видов гидроизоляционных материалов отвечает разным потребностям клиентов. Названия продуктов говорят сами за себя: Гидроизоляция пола ТЕХНОНИКОЛЬ, Гидроизоляция фундамента ТЕХНОНИКОЛЬ, Гидроизоляция плоской кровли ТЕХНОНИКОЛЬ, Рулонная черепица ТЕХНОНИКОЛЬ и МИНИ Рулонная черепица ТЕХНОНИКОЛЬ.
Как удержать в компании кровельщика зимой?
К наступлению холодов на стройках прекращается целый ряд работ, которые технологически должны быть выполнены при положительной температуре окружающего воздуха. Речь идет о гидроизоляции плоских кровель крупных и средних площадей жилых, общественных и промышленных комплексов с помощью наплавляемых битумно-полимерных мембран.
Работы окончены, и профессиональный кровельщик начинает искать «теплые» места. В итоге к началу весны мы безвозвратно теряем квалифицированные силы, в обучение которых были вложены деньги, силы и время. И есть общая проблема: что делать в этой повторяющейся ситуации?
Сегодня очень сложно подсчитать, сколько профессиональных кровельщиков трудится на российском рынке, и даже – сколько фирм считают себя специализированными организациями в сфере кровельного строительства. Статистика «портится» как «кочевками» специалистов, так и активным привлечением рабочей силы из стран бывшего СССР на ответственные работы.
Сами фирмы в своих данных зачастую указывают расширенный перечень строительных услуг по принципу «Не хранить яйца в одной корзине».
С этой точки зрения интересен реестр кровельных компаний на сайте www.regtorg.ru/comps/krovelnye-raboty/. В нем сейчас числится 227 специализированных организаций в разных регионах России. ТЕХНОНИКОЛЬ также ведет рейтинг своих партнеров, имеющих разную специализацию. В нем 1,3 тыс. кровельных компаний.
Подсчитать трудно, но фактически проблема зимней миграции специалистов налицо. Что делать?
Эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ – ведущего международного производителя надежных и эффективных строительных материалов и систем – разработали программу, позволяющую удержать квалифицированных кровельщиков зимой. Более того, не просто удержать, а на весь год диверсифицировать весь кровельный бизнес в разных сегментах.
Дело в том, что компания производит более 3000 видов продукции, включая широкий спектр кровельных материалов для промышленного и гражданского строительства, в том числе для объектов ЖКХ, с возможностью монтажа материалов при температуре от –5 до –25 градусов. В популярном сегменте битумно-полимерных мембран также постоянно происходят изменения (в частности, нормативной базы), появляются новые материалы и технологии, широко внедряются системы с механическим креплением.
Чтобы специалисты кровельных компаний могли круглогодично работать во всех сегментах рынка, Академия ТЕХНОНИКОЛЬ совместно с ФАУ «Роскапстрой» проводит курсы повышения квалификации сотрудников компаний (услуга платная).
В течение пяти рабочих дней, то есть с минимальным отрывом от работы, специалист проходит теоретическое обучение (14 часов), практические занятия (16 часов) и завершающую аттестацию в течение 4 часов.
По итогам успешной аттестации сотрудник компании получает бессрочное государственное удостоверение от ФАУ «Роскапстрой». Обучение проводится на базе учебных центров ТЕХНОНИКОЛЬ в Москве и Рязани. По итогам курса PRACTIC сотрудник получает сертификат о прохождении курса ТЕХНОНИКОЛЬ по монтажу и контролю качества систем плоских кровель с применением битумно-полимерных мембран.
Сертификат о практическом обучении выдается на два года, по истечении которых проходить обучение заново не требуется – достаточно пройти аттестацию.
Мнение
Юрий Семёнов, руководитель направления ЖКХ корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ:
– В России существует реальный дефицит профессиональных строителей. Мне кажется, что переход на круглогодичный монтаж и повышение квалификации специалистов позволят во многом стабилизировать ситуацию.