Внутренние электрические сети оборудование зданий
К внутренней сети относят электропроводку и монтажные установочные электрические устройства, находящиеся внутри здания. Грамотный расчет нагрузки — это основное условие для проектирования. При нарушении правил монтажа возникает аварийная ситуация, которая приводит к возникновению пожара.
Для чего необходимо составлять схемы электрической сети
Разводка электрики — сложное мероприятие, требующее профессиональных навыков. Поэтому операции выполняют квалифицированные специалисты. Для разводки составляют чертеж, содержащий все объекты, которые касаются электричества. К ключевым объектам относят:
- выключатели;
- розетки;
- осветительные приборы;
- электрические щетки с устройствами защитного отключения (УЗО).
Специалисты составляют схемы электрических сетей здания, учитывая пожелания заказчика и индивидуальные особенности планировки здания. Основная работа — разделение кабелей на отдельные, эффективно функционирующие линии. Задача состоит в правильном распределении нагрузок и организации системы управления и защиты электрической проводки.
Перед тем, как составить чертеж и план, изучают особенности и назначения каждого отдельного составляющего элемента. Автоматы, которые помогают предохранять сети от перегрузок, располагают в электрических щитках. От правильной установки напрямую зависит функционирование электрической сети и безопасность.
Провода, которые проводят ток к разным точкам, тщательно подбирают. Выбор сечения производят индивидуально. Для выключателей и розеток подбирают надежные контакты.
Зачем применять нормы
Для избегания опасностей при монтаже электрических сетей правильно рассчитывают площадь поперечного сечения провода, которая отвечает за сопротивление. Чем оно выше, тем сильнее кабель нагревается. Большую роль играет грамотный подбор:
- материала кабеля;
- соединения проводов;
- выбора места монтажа;
- изоляционного материала.
Важно правильно рассчитать нагрузку, подобрать защитные устройства и установить заземление.
Если не применять установленные законодательством нормы, то ошибки приведут к замыканию и возникновению пожара. При несоблюдении правил страховая компания не выплатит страховку при возникновении несчастного случая.
Проект электрической сети
Для жилых и производственных зданий составляют проект электрической сети, в которой содержится:
- схема разводки;
- перечень требуемых материалов.
На схеме прорисовывают места для подведения:
- кабелей питания;
- щитков;
- распределительных коробок;
- осветительных приборов;
- подрозетников;
- выключателей;
- розеток;
- иных материалов, предназначенных для потребителя энергии.
На стадии проектирования рассчитывают необходимую мощность сети, так как от планируемой нагрузки зависит выбор электрического оборудования всей системы.
При неверно произведенных вычислениях электрическая сеть будет нестабильно работать с проблемами и нарушениями. В проекте учитывают, что максимальная мощность, потребляемая определенной группой устройств, всегда меньше суммарной мощности номиналов принимающих приборов.
Связано это с тем, что техника не всегда работает на полную мощность, поэтому уровень наивысшей нагрузки редко совпадает со временем. Поэтому данный фактор обязательно учитывают в процессе организации системы электрической сети и выборе составляющих элементов.
Выбор кабеля и использование УЗО
Для безопасности электрических сетей в зданиях монтируют противопожарные устройства УЗО и выставляют на приборе определенные значения. В жилом доме для общих линий ток утечки устанавливают 100 мА. У отдельных линий минимальное значение — 10 мА. При повышении показателя устройство защитного отключения (УЗО) обесточивает здание.
Прокладку электропроводки осуществляют безопасными и разрешенными ГОСТом кабелями. Алюминиевый провод для внутренней электрической сети не применяют. Его используют для подведения электричества к дому. Наиболее предпочтительный вариант для внутренней проводки — медный кабель. К его преимуществам относят:
- высокую плотность тока;
- выносливость на излом и хорошую износостойкость;
- при окислении обладает небольшим сопротивлением;
- по сравнению с алюминием не сжимается, поэтому в соединениях не образуются зазоры.
К бюджетному варианту относят марку ВВГ. Также существуют другие типы, обладающие различными свойствами:
|
Марка кабеля |
Назначение |
|
Негорючий |
Сниженное выделение газа и дыма. |
|
ВВГнг с тремя жилами по 6 мм2. |
Для кабель-канала в жилых домах. |
|
ВВГнг (3х2,5) |
Для скрытой коробки по розеткам и распределительным коробкам. |
|
ВВГнг (3х1,5) |
Подводят к осветительным приборам и выключателям. |
|
ПВ1 |
Для электрощита. |
|
ПВС (3х2,5) |
Для электроприборов. |
Для внутренних стационарных проводок чаще всего применяют одножильный медный провод, так как он надежнее и прочнее многожильного аналога.
Выбор метода прокладки
На выбор способа прокладки электрической сети влияют:
- место;
- условия среды;
- размер здания;
- сечение провода;
- схема сети.
Влияние окружающей среды:
- разрушает изоляцию электрического оборудования;
- представляет опасность для обслуживающего персонала;
- провоцирует возникновение взрывов и возгораний.
Изоляцию провода, токоведущей части и конструкции разрушают влага, газы, едкие пары и повышенный температурный режим. Из-за этого может возникать короткое замыкание, а в воздухе — образовываться опасная примесь, приводящая к взрывам и возгораниям.
Место прокладки электрической линии влияет на метод монтажа, безопасность, удобство работ и эксплуатацию.
Способы прокладки кабелей
На метод прокладки провода влияет категория и материал здания, а также тип электрической проводки. Существует открытый, закрытый, подземный способ.
Открытый
Открытая электрическая проводка — простой метод прокладки провода. К преимуществам относят легкость ремонта кабеля при повреждении и простоту замены.
Этот метод применяют, когда отсутствуют другие возможности. В процессе работ используют:
- кабель-каналы (крепят на любой конструкции);
- коробы.
В производственных зданиях, на складах и в подсобных помещениях кабель-каналы заменяют гофротрубой, так как в этих помещениях не требуется эстетичность.
Открытая проводка разрешена в зданиях, построенных из горючего материала, относящегося к группе Г2 и Г3. Разрешается использовать кабель с медной жилой и защитной оболочкой из ПВХ.
Закрытый
В жилых зданиях обычно используют закрытую проводку, которая состоит из сети кабелей и проводов, замурованных в стены при помощи заранее подготовленных канавок. Для штробления подходят стены из негорючего или слабо горючего материала:
- бетона;
- кирпича;
- пеноблока;
- шлакобетона.
Делать отверстия для кабелей в потолках и полах без соответствующего разрешения и расчетов нельзя. Закрытый способ наиболее безопасный, так как провода полностью защищены от механических действий.
Скрытую электропроводку выполняют кабелями, оснащенными защитной оболочкой. Провод, прокладываемый в полу, защищают электротехнической гофрой. Для примера, у провода ВВГнг двойная изоляция, а у НЮМ — тройная. Их разрешается замуровывать в стену без использования гофры и трубы.
Существует перетягиваемая электропроводка. Это значит, что при аварийном повреждении кабеля ее можно заменить. Выполняют электропроводку в пластиковой или полиэтиленовой трубе. В гофре перетянуть проводку не получится.
Комбинированный
Комбинированный метод — это сочетание закрытой и открытой прокладки. Способ помогает упрощать монтаж электрической сети. По стандартам, коробы выбирают из пластика, так как материал отличается практичностью и надежностью. Внутри оставляют свободное пространство, которое дает возможность спрятать необходимые провода.
Чтобы предотвратить воспламенение стены из-за замыкания, используют изоляционный слой. Например, по стандарту толщину асбеста делают не менее 0,5 см.
Вертикальные стены
В панельных зданиях есть подготовленные штробы, которые делают на заводе, так как у бетона высокий показатель твердости. В деревянных стенах делать отверстия нельзя. Кроме того, скрытую проводку запрещается прокладывать в горючих материалах. В этом случае используют дополнительную защиту кабелей и проводов в виде материалов из пластика и гофротрубы.
Для горючих материалов рекомендовано использовать стальные трубы с заземлением. Проход в стене защищают куском трубы.
Правила прокладки проводов
Независимо от выбранного метода прокладки кабелей, соблюдают определенные правила и нормы:
- чтобы минимизировать возникновение проблем в процессе монтажа, провода выкладывают в строго вертикальном или горизонтальном положении;
- горизонтальные участки размещают с интервалом 150-200 мм от потолка;
- соприкасаться провода между собой не должны;
- вертикальный участок запрещается размещать рядом с углами, проемами дверей и окон (минимально допустимое значение — 100 мм);
- от газовых труб соблюдают дистанцию 40 см.
Правила монтажа электрических сетей описываются в ГОСТе Р 50571.5.52-2011.
Соблюдение стандартов
При монтаже электрических сетей соблюдают требования, изложенные в стандартах. К главным условиям относят:
- при монтаже внутренних электрических сетей ориентируются на требования Правил Устройств Электроустановок;
- расчеты соответствия сечения токопроводящего провода регламентируются ГОСТом;
- открытую прокладку кабеля без использования изоляции располагают на высоте менее двух метров для предотвращения ожогов;
- на чердачных помещениях используют провода в оболочке из несгораемых материалов.
Если в здании есть сырые и влажные места, то прокладку кабелей сводят к минимуму. Проход проводов между этажами осуществляют в трубах. При этом они не должны быть скручены. Для освещения применяют однополюсные выключатели.
Частая причина пожара — неправильное соединение проводов. Чтобы избежать проблем, стыки спаивают или сваривают.
Заказ услуги «под ключ»
Профессионалы знают специфику создания внутренней электрической сети, которая отличается в зависимости от особенности объекта. При заказе работ «под ключ» мастера:
- прокладывают кабельные линии и провода;
- устанавливают электрическое оборудование;
- подключают выключатели и розетки;
- производят монтаж осветительных приборов;
- устанавливают альтернативные системы электроснабжения;
- тестируют и заменяют электропроводку и вышедшие из строя элементы.
Специалисты в первую очередь проводят обследование объекта и разрабатывают техническое задание, основываясь на предпочтениях клиента. Затем:
- подготавливают проект внутренних электрических сетей;
- выбирают подходящее электрическое оборудование;
- производят монтаж электрической проводки и установочных изделий;
- осуществляют пуско-наладочные работы;
- подготавливают необходимую документацию;
- предоставляют гарантии на монтажные работы на несколько лет;
- получают разрешения на использование электрической сети объекта;
- осуществляют техническое обслуживание после завершения монтажа.
Специалисты планируют расходы и рассчитывают стоимость работ. Цена зависит от количества и сложности монтажных работ и типа применяемого электрооборудования.
Электрическая сеть общественного здания
В схеме электрической сети в общественном здании указывают:
- существенный удельный вес силовых электрических приемников;
- специфический режим работы;
- возможность встраивания трансформаторов в общественные здания;
- иные требования к освещению помещений.
При потреблении мощности свыше 400 кВт рекомендовано использовать встроенную подстанцию. К преимуществам относят:
- экономию цветных металлов;
- исключение прокладки внешней кабельной линии до 1 кВт;
- отсутствие необходимости в устройствах отдельных ВРУ в зданиях, так как их разрешается соединять с распределительными устройствами 0,4 кВт подстанции.
Подстанцию размешают на первом или техническом этаже или в подвале. Если в здании есть грузовой лифт, то разрешается устанавливать на среднем или верхнем этаже.
Групповой распределительный щит осветительной сети по стандартам требуется располагать на лестничной клетке или в коридоре. Отходящие линии бывают:
- однофазные;
- двухфазные;
- трехфазные.
Предпочтение чаще всего отдают трехфазной групповой линии, которая обеспечивает в 3 раза большую нагрузку и в 6 раз меньшую потерю напряжения (по сравнению с однофазной).
Расчет материалов
После подготовки схемы электрической сети производят расчет необходимых материалов. В первую очередь вычисляют метраж кабелей, поставляющих электрический ток и отвечающих за функционирование приборов в нормальном режиме.
При расчете длины проводов принимают во внимание факторы:
- число планируемых выключателей и розеток;
- количество осветительных приборов;
- место установки электрических счетчиков и трансформаторов.
Затем при помощи строительной рулетки измеряют расстояние от распределительной коробки до всех электрических точек. Полученные данные фиксируют в плане разводки электрической сети. Показатели складывают между собой. К общему количеству добавляют примерно 15% для запаса, так как в процессе монтажа может возникнуть непредвиденная ситуация.
В процессе работы электрической сети провода нагреваются. Поэтому запрещается располагать их в одном месте в большом количестве. Требуется соблюдать стандарты, прописанные нормативными документами, регламентирующими электрические сети. Часто при монтаже обустраивают параллельную проводку с поворотами и изгибами.
После расчета необходимого количества проводов вычисляют требуемое число иных материалов:
- выключателей;
- распределительных коробов;
- осветительных приборов;
- защитных трубок;
- креплений;
- клеммников;
- кабель-каналов.
Правильный расчет упрощает работу монтажа электрической сети в жилом и производственном здании.
Правила устройства внутренней электрической сети
Во время монтажа электрической сети соблюдают правила:
- Кабельный ввод в здание выполняют в трубах. Их располагают на глубине от 0,5 метра и не больше двух метров от поверхности земли. В трубу затягивают один силовой кабель.
- Через техническое подполье в секциях здания и подвал разрешается прокладывать силовой кабель и шинопровод с напряжением не более одного кВт.
- Трубу прокладывают с уклоном в сторону улицы. Конец трубы при прокладывании через стены тщательно заделывают, чтобы исключить возможность проникновения в помещение газа и влаги.
- Запрещается прокладывать транзитные электропроводки через складское и кладовое помещение.
Не рекомендуется размещение электрической проводки на пути эвакуации людей. Если это требование выполнить не получается, то электропроводку защищают оболочкой или кожухом, который препятствует появлению пожара и распространению огня. Проводку на маршруте эвакуации людей располагают на максимально небольшом участке. При этом провода не должны находиться в пределе досягаемости рук. Иначе их защищают от механического повреждения, которое возникает во время эвакуации.
Правила ввода электричества в здание
Чаще всего ввод электричества в здание осуществляют при помощи самонесущего провода СИП. Дополнительные столбы для поддержки кабеля не требуются, если опора ЛЭП располагается на расстоянии до 25 метров.
Провод протягивают до электрощита, в котором расположены УЗО, автоматы и подключены контуры заземления. Переход на кабель ВВГнг осуществляют в другом щитке с прибором учета.
При вводе соблюдают требования:
- Если длина провода больше 25 метров, то устанавливают дополнительную опору. Для этого на ближайшем столбе устанавливают щиток, а в землю заглубляют заземлительный контур. Провод между опорами натягивают на высоте не меньше двух метров над землей.
- Если кабели пересекают строительные конструкции, то их монтируют в защитные трубы.
- Минимально допустимое расстояние от земли до места подключения зданий — 2,75 метра.
- Если провод протягивают под землей, то предварительно его помещают в защитную оболочку. Затем помешают в канаву, глубина которой должна быть не меньше 0,7 метра.
Подземную прокладку ввода предусматривают в момент строительства здания и подготавливают проект энергоснабжения. Техническую документацию составляют по правилам. Поэтому разрабатывать чертежи должны специалисты с опытом работы в этой области.
Необходимо правильно определять марку кабеля и просчитывать сечение токопроводящих жил. Для подписания проекта энергоснабжения выполняют определенные технические условия, в том числе получают разрешение на проведение земляных работ, которые одобряют службы, отвечающие за:
- системы связи и электропередачи;
- здания и сооружения;
- газопровод;
- теплотрассы;
- зеленые насаждения;
- водопровод;
- дороги;
- канализационные трубы.
Если рядом с предполагаемым местом прокладки кабелей располагаются коммуникации, то обращаются в ответственные организации, чтобы согласовать расположение траншей, и для контроля над проводимыми работами.
Для подземной прокладки используют бронированные кабели. По всей длине запрещается укладывать их в металлические трубы, так как при наполнении грунтовыми водами в зимнее время года образующийся лед повредит провода.
Допуск в эксплуатацию электрической сети
Чтобы получить разрешение на использование внутренней электрической сети, необходимо предоставить в филиал «Электрических сетей» проектные документы для проверки на соответствие требованиям технических правовых актов. Сотрудник:
- проверит выполненный монтаж электроустановки на соответствие действующим правилам эксплуатации и проекту;
- проведет инструктаж по электробезопасности во время эксплуатации электрической сети;
- проверит, соответствуют ли результаты проведенного электрофизического измерения требованиям ТНПА.
После проверки сотрудник составит акт осмотра и выдаст заключение о возможности подачи напряжения на электроустановку или укажет выявленные нарушения, которые потребуется устранить.
При монтаже внутренней электрической сети важно правильно рассчитывать напряжение и выбирать соответствующий тип кабеля. Необходимо учитывать, будут ли на здании устанавливать источники питания для освещения рекламы, витрины, фасада, а также наружные и противопожарные устройства. Неправильно произведенный монтаж электрической сети нарушит работу системы и приведет к возникновению пожара.
Как получить высокопрочный промышленный бетонный пол?
Промышленный бетонный пол может быть базовым и финальным напольным покрытием. Задействуют его не только на производственных объектах, но и в большинстве торговых, офисных центрах, в общественных зданиях. Благодаря современным технологиям промышленные бетонные полы не только улучшили и без того качественные характеристики по износостойкости и прочности, но и стали иметь интересные дизайнерские решения.
Под длительной защитой
В настоящее время все активнее при строительстве различных объектов задействуются промышленные полы с топпингом - специальной смесью, укрепляющей верхний слой бетонного покрытия. Топпинги имеют свои разновидности (на основе кварца, корунда или металла), а также различаются по способу нанесения (сухой на бетонную поверхность, влажный на влажную, влажный на сухую).
По словам менеджера по продукту «Промышленные полы» Master Builders Solutions, ООО «МБС Строительные системы» Дарьи Волововой, при выборе топпинга важно знать, каковы будут условия эксплуатации пола на объекте. В первую очередь важны такие показатели, как истирающая и ударная нагрузка, к тому же вид наполнителя значительно влияет на показатель износостойкости упрочняющей смеси. Но, при этом, долговечность готового пола зависит и от множества других факторов. Бывают ситуации когда хорошо выполненный пол с кварцевым топпингом эксплуатируется лучше, чем пол с корундовым топпингом, затертым в сложных условиях. Также на рынке есть т.н. литые топпинги, технология нанесения которых отличается от традиционной порошковой. Как правило, такие топпинги в момент нанесения не рассыпаются на поверхность бетона в сухом виде, а укладываются слоем затворенного водой материала. С точки зрения конечных характеристик такой вариант более предпочтителен, так как финишный слой пола состоит из чистого упрочнителя, а не перемешанного с бетоном в процессе укладки.
Несмотря на то, что классическая «порошковая» технология упрочнения бетонных полов очень распространена на рынке, добавляет эксперт, она является одной из самых сложных с точки зрения соблюдения нюансов выполнения работ. Большая доля успеха лежит в хорошо подобранной рецептуре бетона и стабильности характеристик бетонной смеси в течение каждой заливки. Также большое значение имеют условия производства работ. Топпинги, как любой цементный материал, требуют правильного температурно-влажностного ухода непосредственно после окончания работ, а также контроля условий окружающей среды в процессе монтажа.
«В 2020 году ввиду активного роста сегмента логистики, когда открывались и расширялись складские площади интернет-магазинов, топпинги, на мой взгляд, стали покупаться активнее. При этом, спрос на ремонт и обновление старых бетонных полов становится все более актуальным в последнее время. Мы это видим по большому количеству запросов на технологию выполнения т.н. топпинга по старому бетону - тонкослойного высокопрочного финишного покрытия MasterTop 135PG или MasterTop 450PG. Эти материалы позволяют обновить существующий бетонный пол без значительного поднятия отметки пола»,- подчеркивает Дарья Воловова.
Руководитель Учебно-Технического Центра АО «ГЛИМС-Продакшн» Владимир Хрипунов продолжая тему сообщил, что в настоящее время основные требования при обустройстве промышленных полов предъявляются к марочной прочности бетонной смеси, от которой зависят все остальные свойства готового напольного покрытия - стойкость к истиранию, внешний вид и прочее. Кроме того, для торговых и выставочных залов высокое значение имеет возможность колеровки напольного покрытия. Хотя в данном сегменте встречаются и требования в стиле индустриальный лофт. Например, все напольные покрытия торговых центров «Леруа мерлен» серые – как классические промышленные полы.
Оптимальное обустройство
При заливке промышленных бетонных полов очень часто используется несъемная опалубка, а также рельс-формы. Данные системы помогают оптимальному проведению работ и улучшает качество напольного покрытия.
Руководитель проектного отдела ООО «Пейкко» Игорь Тихонов отмечает, что несъемная опалубка не требует демонтажа после заливки бетона, что экономит время и рабочую силу. За счет своей конструкции она одновременно выполняет функцию деформационного шва. Использование такой системы обеспечивает более быстрый и легкий способ укладки бетона, а также получение полов высокого качества, не требующих технического обслуживания. Несъемную опалубку можно использовать при устройстве полов толщиной от 100 мм на грунтовом основании или бетонной подготовке. С экономической точки зрение применение несъемной опалубки позволяет избежать дорогостоящего ремонта с заменой чернового и основного покрытия; повышает устойчивость к динамическим нагрузкам; обеспечивает долговечность конструктивной основы.
По словам эксперта, рельс-формы оптимальны для создания полов в небольших промышленных помещениях, таких как: гаражи, площадки подземных или крытых автостоянок. Также они применяются при устройстве бетонной стяжки поверх плиты перекрытия. Для устройства промышленных полов большой площади применяются деформационные профили, обеспечивающие передачу усилий с одной карты заливки на другую. Их стоимость в сравнении с рельс-формами существенно выше и зависит от конструктивного исполнения.
«Рынок промышленных полов постоянно развивается, появляются современные виды топинговых покрытий, улучшаются прочностные характеристики. Системы деформационных профилей также совершенствуются, учитывая потребности рынка. Увеличивается несущая способность систем для передачи усилий, улучшается форма силовых профилей, обеспечивая максимально ровное сопряжение с поверхностью бетонной плиты. В частности, не так давно появилась новая система профилей, выполненных в форме синусоиды. Данные профили успешно применяются в зоне интенсивного движения специальной техники с роликовыми колесами. В ближайшее время наша компания планирует выпуск деформационных швов с силовыми профилями в такой форме»,- сообщил Игорь Тихонов.
При ремонте бетонного пола часто проводится и его фрезеровка. Это позволяет ускорить сроки, а также качество ремонта. Генеральный директор "Швамборн Рус" Иван Минчев обращает, что при выборе фрезеровальной (шлифовальной) машины следует правильно оценить экономическую выгоду использования более дорогой или дешевой модели, ее технологические характеристики, срок службы, бренд и т.д. Также, добавляет он, важно четкое соблюдение правил эксплуатации данного оборудования. В частности, фрезерный ротор, ламели и оси ротора нужно проверять на пригодность после каждой эксплуатации и при необходимости заменить на новые. Фрезеровальная машина по бетону всегда должна работать вместе со соответствующим пылесосом – это единый рабочий комплекс. Как и каждый автомобиль, она должна проходить техническое обслуживание раз в году.
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.