Навіщо виробляти розрахунок фундаменту і підстав?

Розрахунок фундаменту і підстав

Хто проектував і проектував чи взагалі хто-небудь підстави і фундаменти цього будинку (фото), залишилося невідомо. Подивитися на цей об'єкт мене запросив власник ділянки, купив наділ разом з розташованим на ньому «дивом будівельного майстерності». Він хотів з'ясувати, чи можна щось зробити для відновлення споруди. Огляд будинку показав, що практично всі видимі цокольні та стінові конструкції знаходилися в пошкодженому стані. Частина причілкового стіни впала, одна бокова стіна мала критичний крен. Цоколь будинку, що складається з монолітного бетону висотою 0,15 м і цегляної кладки висотою 0,3 м, у багатьох місцях мав тріщини. За характером пошкоджень стало зрозуміло, що вони виникли в результаті надмірних деформацій пученія. Можна було з упевненістю стверджувати, що підвалини влаштовані в пучинистих грунтах неправильно, без необхідних заходів щодо забезпечення їх стійкості і зниження деформацій пученія до допустимих меж.

Часто будинку приходять в аварійний стан вже в процесі будівництва, якщо проектування підстав і фундаментів виконують самі забудовники або фірми, які не мають достатнього досвіду в такій спеціалізованій області, як фундаментостроение малоповерхових будівель.

Недооцінка фізіко-механічних і пучинистих властивостей ґрунтів, а також гідрологічної ситуації на майданчику будівництва дуже небезпечна і може призводити до аварій будинків.
Вердикт по будинку був однозначним:

— будинок слід розібрати, що збереглися стінові блоки і конструкції використовувати при будівництві іншого будинку;
— провести інженерно-геологічні вишукування, виконати розрахунок підстави і фундаменту і розробити проект фундаментів під такою ж або інший будинок. Причини недосконалості зведених конструкцій

Не маючи достовірних відомостей про ґрунти та їх властивості, вибрати раціональну конструкцію фундаментів, розрахувати їх на стійкість і по допустимим деформаціям осад і здуття просто неможливо. Недостатня надійність фундаментів може виникнути при наступних обставинах:

— відсутність або неповнота Норм на проектування;
— відсутність інженерно-геологічних досліджень будівельного майданчика;
— не правильно виконаний розрахунок фундаменту і підстав, з-за відсутності достатнього досвіду проектування;
— неякісне ведення будівельних робіт і використання неапробованих методів ведення робіт;
— поганий контроль якості будівництва;
— низька кваліфікація будівельників.

Чималу частку помилок при виборі конструкції фундаментів вносить практика, коли у рекламних проспектах і каталогах проектів садибних будинків і котеджів вказують конструкції фундаментів, не пов'язуючи їх із конкретними властивостями. Наприклад, у переліку конструктивних характеристик зовнішніх і внутрішніх стін, перекриттів, даху і покрівельного покриття, зовнішньої обробки стін і цоколя, по конструкції фундаментів наводяться такі дані: збірні залізобетонні; монолітні залізо-бетонні; монолітні залізобетонні плити (чомусь у множині); стрічкові монолітні; стрічкові збірні залізобетонні. Переважають фундаменти збірні залізобетонні.

Як автори проектів визначають, які слід застосувати фундаменти на невідомій їм будівельному майданчику, де буде зводитися за їх проектом будинок, це — велика таємниця, нам невідома. Але зустрічається і правильна інформація: конструкція основи і фундаментів визначається за результатами інженерно-геологічних вишукувань.

Останнім часом, вже у XXI столітті вийшло чимало практичних посібників, довідників та публікацій з будівництва малоповерхових житлових будинків. І в кожному з них достатню увагу приділено фундаментам. Вийшли окремі книги та брошури, присвячені тільки фундаментам. Але якщо переглянути всі видання, то виявимо, що за рідкісним винятком у них відсутня навіть згадка,що підстави і фундаменти повинні прийматися на основі їх розрахунків. Наприклад, вказується, що ширина траншей під стрічкові фундаменти приймається рівною ширині підошви фундаменту з додатком з кожної сторони по 0,2 (0,3) м, у той час як ширина траншей в пучинистих грунтах повинна прийматися з умови стійкості фундаментів при дії дотичних сил пучення. По глибині траншей повідомляється, що вона не повинна перевищувати:

• у піщаних і гравелистих ґрунтах — 1,0 м;
• в супіщаних—1,25 м;
• в глинах і суглинках -1,5 м;
• в особливо щільних ґрунтах — 2,0 м.

Складається враження, що підстави і фундаменти можна не розраховувати, а підбирати. Треба тільки правильно це зробити. Це — глибока помилка, так як необхідна глибина траншей тісно пов'язана з величиною навантажень від будинку, зі ступенем пучинистости грунтів, з рівнем ґрунтових вод. І під малоповерховими будинками глибина траншей може бути в 2...3 рази менше наведених величин.

В одному з будівлі все ж був приведений розрахунок ширини стрічкових фундаментів або площі стовпчастих фундаментів як частка від ділення загальної ваги будинку на довжину всіх фундаментів і розрахункового опору грунту. Такий спрощений розрахунок (за принципом " середньої температури по лікарні) Будівельні Норми допускають для споруд III рівня відповідальності, до яких відносять невеликі дачні будинки сезонного проживання, лазні, гаражі, хозблоки.

В іншій книзі наводяться приклади підбору розмірів фундаментів за усередненими показниками характеристик фунтів. Але у жодному виданні не згадується, що фундаменти малоповерхових будинків в пучинистих грунтах, крім розрахунку за допустимим деформаціям осад, повинні розраховуватися на стійкість, а при застосуванні мілкозаглублених фундаментів — ще і по допустимим деформаціям пученія.

На жаль, біда інженерів, що займаються проектуванням підстав і фундаментів малоповерхових будинків, полягає в тому, що і в але-мативных документах вони не знайдуть необхідні методики розрахунків.
В СНиП 2.02.01-83* «Підстави будівель і споруд» є розділ розрахунок основ і фундаментів за допустимим деформаціям осад, на основі якого визначають ширину опорної частини стрічкових або площа опорної частини стовпчастих фундаментів, при яких опади забезпечуються в допустимих межах. Але в СНиП відсутня методика розрахунку за допустимим деформаціям пученія.

У зводі правил СП 50-101 -2004 «Проектування і пристрій підстав і фундаментів будівель і споруд», випущеному в 2005 році в розвиток СНиП, міститься в недосконалому вигляді методика розрахунку фундаментів на стійкість, але методика розрахунку фундаментів за допустимим деформаціям пученія все ж відсутня.

Основи проектування надійних фундаментів.

Надійний фундамент насамперед повинен бути стійким в пучинистих грунтах, поширених по-всеместно по всій території Росії. Нестійкий фундамент при дії дотичних сил пученія відривається від основи. Під підошвою утворюється порожнина — повітряний зазор. Виникають умови для утворення значних залишкових деформацій пученія зі всіма витікаючими негативними наслідками. Долю будинку з нестійкими фундаментами можна порівняти з долею героя античності Антея — сина бога морів Посейдона і богині землі Геї. Антей був непереможний, поки стояв на землі. Геракл, теж не рядовий товариш, син Зевса і простої смертної жінки, переміг Антея, відірвавши його від землі.

Нестійкий фундамент не придатний для застосування.

Якщо при проектуванні фундаментів під промислові об'єкти і багатоповерхові будинки (при великих навантаженнях на підставу) розрахунок на стійкість — повірочний, то для малоповерхових будинків з невеликими навантаженнями розрахунок на стійкість, поряд з розрахунком по деформаціям осад, є основним. У пучинистих грунтах, незалежно від глибини закладення фундаментів (нижче глибини промерзання або дрібного закладення), з допомогою такого розрахунку визначають ширину траншей стрічкових або габарити котлованів стовпчастих фундаментів, при яких забезпечується їх стійкість (якщо зворотна засипка пазух проводиться непучиністим грунтом — великим або середньої крупності піском).

Якщо під малоповерховим будинком застосовані фундаменти, заглиблені нижче розрахункового рівня промерзання, то для таких конструкцій допустимі тільки деформації осад. Деформації осідання під дією дотичних сил пученія неприпустимі. Фундамент повинен бути стійкий. При застосуванні мілкозаглублених фундаментів деформації осідання під дією дотичних сил також неприпустимі. При промерзанні пучинистих грунтів на глибину закладення фундаменти повинні бути стійкі.

На відміну від фундаментів, заглиблених не нижче рівня промерзання ґрунтів, для мілкозаглублених фундаментів при промерзанні ґрунтів нижче підошви фундаментів деформації пученія допускаються того ж порядку, що і деформації осад. Якщо розрахунками встановлено, що деформації пученія перевищують допустимі значення, то частина пучинистого грунту під підошвою фундаментів замінюється непучиністим великим або середньої крупності піском. Під фундаментами влаштовують противопучинную подушку.

Таким чином, при розрахунку за деформаціями пученія визначають необхідну товщину противопучинной подушки і глибину розробки раніше визначених у плані траншеї або котлованів. Технічний регламент безпеки конструкцій. Враховуючи, що мова йде про заходи, спрямовані на запобігання аварійного стану будуються малоповерхових будинків, не зайвим буде нагадати, що з 30 червня 2010 року набув чинності Федеральний закон «Технічний регламент про безпеку будівель і споруд», який поширюється на всі види будівель і споруд та має на меті:

— захист життя і здоров'я громадян і майна;
— охорону навколишнього середовища;
— попередження дій, що вводять в оману набувачів.

Об'єктом регулювання є будівлі і споруди будь-якого призначення, а також пов'язані з ними процеси проектування (включаючи вишукування) і будівництва. «Будівельні конструкції і фундамент будівлі або споруди повинні володіти такою міцністю і стійкістю, щоб в процесі будівництва та експлуатації не виникало загрози заподіяння шкоди життю або здоров'ю людей... в результаті:

— руйнування окремих несучих будівельних конструкцій або їх частин;
— руйнування всієї будівлі, споруди або їх частини;
— деформації неприпустимої величини будівельних конструкцій, основи будівлі або споруди і геологічних масивів прилеглої території».

Відзначимо деякі поняття і положення, які використовуються в законі стосовно до малоповерхового будівництва.

Аварія — небезпечна техногенна подія, що створює на об'єкті загрозу життю та здоров'ю людей і призводить до руйнування або пошкодження будівель.
Вплив — явище, що викликає зміну напружено-деформованого стану будівельних конструкцій та (або) підстави будівлі або споруди.
Життєвий цикл будівлі — період, протягом якого здійснюються інженерні вишукування, проектування, будівництво, експлуатація та знесення будівлі.
Навантаження — механічна сила, прикладена до будівельним конструкціям і (або) основи будівлі;
Підстава будівлі — масив грунту, що сприймає навантаження і впливи від будівлі і передає на будівлю від впливу природних і техногенних процесів, що відбуваються в масиві ґрунту.
Складні природні умови — наявність специфічних по складу і стану ґрунтів і (або) небезпечних природних процесів.
Рівень відповідальності — характеристика будівлі, визначається згідно з обсягом економічних, соціальних та екологічних наслідків його руйнування.

Федеральний закон встановлює мінімально необхідні вимоги до процесів проектування (включаючи вишукування) і будівництва. Всі будівлі і споруди ідентифікуються по ряду ознак, серед яких для малоповерхових будівель можна виділити:

— призначення (постійне чи сезонне проживання);
— наявність приміщень з постійним перебуванням людей (житлові будинки, лазні, гаражі, хозблоки);
— рівень відповідальності.

Всі будівлі або споруди відносять до будівель одного з наступних рівнів відповідальності: підвищеного, нормального, зниженого. Малоповерхові житлові будинки (котеджі, садибні будинки) постійного проживання відносять до будівель нормального рівня відповідальності. Дачні будинки сезонного проживання можна віднести до будівель нормального або зниженого рівня відповідальності в залежності від рівня розробки проекту надфундаментної частини, фундаментів і підстави. Інші будівлі на ділянці (гаражі, лазні, хозблоки) відносять до споруд зниженого рівня відповідальності.

До документів у галузі стандартизації, в результаті застосування яких забезпечується дотримання вимог цього закону, належать стандарти і зводи правил. Зокрема, в області фундаментобудування на природному підставі чинним зведенням правил є раніше згадані СП 50-101-2004, на свайне підставі — СП 50-102-2003, за вишукувань — СП 11-105-97.

Розрахункові параметри підстав і фундаментів.

Фундаменти малоповерхових будинків працюють у тісній взаємодії з грунтами підстав. У пучинистих грунтах розрахункові параметри основи і фундаментів залежать від кліматичних умов регіону будівництва, у тому числі від глибини промерзання, ступеня пучинистости грунтів, рівня грунтових вод і величини навантажень. Частина параметрів задають конструтивно, інші розраховують в залежності від перших і вище перерахованих умов.
Ширину цоколя визначають конструктивно з умови розміщення надфундаментних конструкцій стін, балок та плит цокольного перекриття. Ширину підошви визначають розрахунком у залежності від величини навантаження на підставу, глибини закладення фундаменту і мінімального розрахункового опору грунту або піщаної подушки.

Висоту цоколя задають конструктивно в залежності від товщини снігового покриву в регіоні будівництва та необхідної жорсткості поперечного перерізу фундаменту. Заглиблення фундаменту задають конструктивно в залежності від ступеня пучинистости грунтів, рівня грунтових вод і величини навантажень на фундамент. У непучиністих грунтах глибину закладення приймають конструктивно — незалежно від глибини промерзання. У пучинистих грунтах глибину закладення уточнюють з умови забезпечення стійкості фундаменту при дії дотичних сил пучення.

Ширину траншей під стрічкові фундаменти або розміри котлованів під стовпчасті фундаменти визначають розрахунком з умови стійкості фундаментів під дією дотичних сил пученія при засипці пазух непучиністим грунтом — великим або середньої крупності піском. Розміри виробок залежать від ступеня пучинистости ґрунтів, величини навантажень, що передаються на фундаменти, і прийнятого заглиблення. Рішення знаходиться методом наближення. При відсутності стійкості збільшують ширину траншей або зменшують глибину закладення, або використовують обидва заходи.

Товщину противопучинной подушки визначають розрахунком з умови, щоб деформації пученія грунту, що залягає нижче дна виїмки, з урахуванням навантаження від будинку, не перевищували допустимого значення. Товщина подушки залежить від ступеня пучинистости ґрунтів, глибини промерзання в регіоні будівництва, від величини навантажень на основу і від допустимих деформацій стін будинків, різних для дерев'яних і з будівельних матеріалів (цегла, піноблоки та ін).

Глибину траншеї або котловану визначають як суму прийнятого заглиблення та розрахункової товщини противопучинной подушки. Висота фундаменту, цоколя визначається як сума заглиблення фундаменту і висоти цоколя. При недостатній жорсткості поперечного перерізу з умови не перевищення відносних деформацій здимання (прогин, вигин) висота цоколя може бути збільшена.

На будівельних майданчиках з ухилом висота фундаменту, цоколя визначається як сума висоти цоколя в найбільш високій частині будівельного майданчика в межах габаритів будинку, максимального перепаду висот у пре-справах габаритів будинку і заглиблення фундаменту в низькій частині будівельного майданчика (рис. 2).

Висновок.

Для забезпечення надійності фундаментів на стадії проектування необхідно послідовно виконати наступні заходи.

1. Провести на майданчику будівництва інженерно-геологічні вишукування і геодезичну зйомку перепаду висот поверхні грунту в межах габаритів будинку і прилеглої території.
2. На основі досліджень визначити розрахунковий опір ґрунтів основи і ступінь пучинистости промерзающего шару.
3. Розрахувати навантаження, що припадають на основу з усім проектованим фундаментам.
4. Вибрати конструкцію фундаментів з урахуванням ступеня пучинистости грунтів і конструкції будинку (бесподвальный, з підвалом або цокольним поверхом, дерев'яний, цегляний, блочний), призначити глибину закладення фундаментів і розрахувати необхідну площу їх опорної частини — ширину стрічкових або площа стовпчастих. Розміри плитних фундаментів задаються конструктивно.
5. При будівництві на пучинистих грунтах з умови стійкості фундаментів розрахувати необхідні розміри виїмок (ширину траншей під стрічкові фундаменти, габарити котлованів під стовпчасті фундаменти).
6. В залежності від величини навантажень, ступеню пучинистости грунтів і глибини промерзання в регіоні будівництва розрахувати необхідну товщину противопучинной подушки.

Розробити проект, що включає:

— план фундаментов;
— опалубочные размеры типоразмеров фундаментов;
— армирование;
— конструкцию основания (ширину, глубину траншей и котлованов, толщину противопучинной или выравнивающей подушки);
— конструктивные мероприятия по отводу ливневых и паводковых вод от дома и недопущения их проникания в цокольный этаж, в подвал или техподполье (вертикальная отсыпка, планировка, отмостка, ливневые лотки, глубинный дренаж, гидроизоляция).

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)