Устройство фундаментов под ключ

Типы фундаментов используемых при строительстве зданий из ЛМК

Столбчатые фундаменты

Применяются в большинстве случаев при значительной несущей способности оснований. Являются наиболее распространенными и дешевыми. Конструкция таких фундаментов представляет собой монолитные железобетонные подошву и подколонник, заглубленные ниже отметки промерзания грунта. Подошва столбчатого фундамента, имеющая в плане прямоугольную форму, воспринимает передающиеся через подколонник нагрузки от колонны металлического каркаса здания. Крепление колонн к фундаментам осуществляется при помощи анкеров или закладных деталей.

Столбчатые фундаменты наиболее дешевы и распространены. По расходу материалов и затратам труда они в 1,5-2 раза, а при глубоком заложении в 3-5 раз экономичнее ленточных. Особенно эффективны они в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании. Фундаменты столбчатые возводят в основном под здания с легкими стенами, когда требуется глубокое заложение и ленточный фундамент не экономичен. Заканчивают фундамент или ниже уровня земли на 10 см, или выводят выше на 15-20 см, на нем возводят более тонкую часть, называемую цоколем. Основным недостатком столбчатых фундаментов является сложность и трудоемкость заполнения пространства между столбами, стеной и землей. Ограничено их применение на слабонесущих грунтах при строительстве зданий с тяжелыми стенами

Ленточные фундаменты (малозаглубленные)

Ленточные малозаглубленные фундаменты используются в небольших зданиях, а также при относительно слабых грунтах и малом шаге колонн каркаса. Используется также в случаях, когда при 3-х метровом шаге колонн, их высокая частота оборачивается большим расходом материалов при оборудовании столбчатого фундамента, и как альтернатива в целях экономии средств выбирают ленточные малозаглубленные фундаменты. Арматурный каркас таких фундаментов пространственный и достаточно прочный. Эти фундаменты прочны, надежны, но требуют много материала, а потому — дороги, но зачастую экономически целесообразно устраивать их при мелком заложении на сухих непучинистых грунтах, даже если здание строят из легких конструкций без подвала и подполья. Ленточные фундаменты в этих условиях становятся как бы заглубленным цоколем и по расходу материалов и трудозатрат приближаются к аналогичным показателям столбчатых фундаментов.

Ленточные фундаменты (заглубленные)

При строительстве зданий из легких металлических конструкций такие фундаменты практически не применяются, поэтому не рассматриваются подробно

Монолитные фундаменты (ФБС)

Монолитные железобетонные ленты заглубляются на небольшую глубину и устанавливаются на достаточно массивную щебеночную подготовку. Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглубленных ленточных, однако, в отличие от них имеют жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренних деформаций воспринимать знакопеременные нагрузки, возникающие при сезонных и неравномерных перемещениях грунта. Опирание каркаса на них происходит обычно шарнирно, без передачи изгибных воздействий. Колонны крепятся при помощи анкеров или закладных деталей.

На подвижных (пучинистных) грунтах такие фундаменты в отличие от обычных, стационарных, покоящихся на неподвижном основании, имеют вместе с грунтом сезонные вертикальные перемещения и называются плавающими. Их конструкция представляет собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную либо из монолитного железобетона, либо из сборных перекрестных железобетонных балок с жесткой заделкой стыковых соединений. Устройство плитных фундаментов требует относительно большого расхода бетона и металла и может быть оправдано в малоэтажном строительстве при сооружении небольших и простых по форме плана зданий и сооружений на тяжелых пучинистых, подвижных и просадочных грунта, а также в случаях, когда не требуется устройства высокого цоколя и верх плитного фундамента может быть использован в качестве цокольного перекрытия.

Столбчатый фундамент стаканного типа предназначен для зданий с шагом колонн, равному 6 м. Столбчатый фундамент заглубляется ниже уровня промерзания грунта. Перед началом строительства под фундаменты отрываются котлованы, в которые отсыпается щебень или песок на глубину до проектной отметки подошвы фундамента. После этого проводятся опалубочные работы, т.е. устанавливается форма из досок для укладки и выдерживания бетонной смеси.

Ленточный фундамент предназначен для зданий с шагом колонн 3 м. Ленточный фундамент не требует столь сильного заглубления как столбчатый (стаканного типа). Изначально отрывается траншея на глубину ниже подошвы фундамента и затем отсыпается щебень или песок до проектной отметки подошвы. Далее производится опалубовка фундамента.

Опалубка предназначена для придания возводимым конструкциям проектной формы, заданных размеров и положения в пространстве. В опалубку укладывают бетонную смесь и выдерживают ее в ней до достижения распалубочной прочности. По материалам формирующей поверхности различают опалубку деревянную, металлическую, железобетонную, армоцементную, из синтетических материалов (пластмассовая опалубка) и прорезиненных тканей. По условиям применения опалубку подразделяют на инвентарную, т.е. многократно используемую, и стационарную, используемую только для одного сооружения.

Перед бетонированием конструкций фундамента проводятся работы по их армированию: укладывается арматура и устанавливается пространственный каркас стаканного типа. Заказчику предоставляется акт на скрытые работы по подготовке основания фундамента и армированию. Для армирования железобетонных конструкций применяют стержневую, проволочную арматуру и арматурные изделия. Конструкции армируют как отдельными стержнями, так и укрупненными арматурными изделиями — сетками и пространственными каркасами. Для соединения арматурных стержней, сеток и каркасов применяют различные виды сварки. Электродуговая сварка, Ванная и ванношовная сварка, Контактная сварка, Полуавтоматическая сварка под слоем флюса.

Бетонирование каркасов фундамента

Марка бетона фундамента выбирается в зависимости от морозостойкости и водонепроницаемости района строительства. Комплексный технологический процесс бетонирования конструкций включает приготовление бетонной смеси и транспортирования ее на строящийся объект, подачу, распределение, укладку и уплотнение ее в конструкции, уход за бетоном в процессе твердения.

К бетонной смеси предъявляются два основных требования:

• при транспортировании, перегрузке и укладке в опалубку она должна сохранять однородность;
• обладать удобоукладываемостью. Чтобы отвечать этим требованиям, смесь должна иметь определенную консистенцию, которая в зависимости от условий укладки ее может изменяться от жидкой до густой и жесткой;

Транспортирование бетонной смеси включает в себя доставку ее от места приготовления на строительный объект, подачу смеси непосредственно к месту укладки и распределения по блоку бетонирования. При перевозке смесь должна быть защищена от атмосферных осадков, замораживания, высушивания, а также от вытекания цементного молока. Допустимая продолжительность перевозки зависит от температуры смеси при выходе из смесителя: она не должна превышать 1 ч при температуре 20-30°С; 1,5 ч — 19-10°С; 2 ч — 9-5°С. Длительная перевозка по плохим дорогам приводит к ее расслаиванию. Поэтому в транспортных средствах без побуждения смеси в пути не рекомендуется перевозить на расстояние больше 10 км по хорошим дорогам и больше 3 км — по плохим. Для перевозки смеси на объект широко применяют автомобильный транспорт — автосамосвалы общего назначения, автобетоновозы и автобетоносмесители (миксеры).

Укладка бетонной смеси проводится горизонтальными слоями толщиной 30-50 см по всей площади бетонируемой части сооружения (блока). При этом все слои укладывают в одном направлении, одинаковой толщины, непрерывно на всю высоту и тщательно уплотняют. Продолжительность укладки слоя ограничивается временем начала схватывания цемента, устанавливаемого лабораторией. Перекрывать предыдущий слой последующим необходимо до начала схватывания цемента в предыдущем слое. В некоторых случаях требуется дополнительное уплотнение бетона, которое осуществляется при помощи вибрирования смеси или ее вакуумирования. При вибрировании смеси передают колебания, разрушающие силы внутреннего трения и сцепления между ее частицами. В результате смесь приобретает свойства структурной жидкости, обладающей текучестью, которая хорошо заполняет опалубочную форму При этом из смеси удаляется воздух, что также способствует улучшению структуры и повышению прочности бетона. Для уплотнения смеси вибрированием применяют вибраторы различных типов и конструкций. Вакуумированне бетона в целях его уплотнения осуществляется за счет отсоса из смеси свободной, химически не связанной воды и воздуха. При этом помимо уплотнения смеси уменьшаются усадочные явления, быстрее нарастает прочность бетона, повышается морозостойкость и водонепроницаемость. Прочность вакуумированного бетона по сравнению с вибрированным выше на 15-20 %. Необходимый для отсоса из бетона воды вакуум создают с помощью агрегатов, укомплектованных вакуум-насосами или компрессорами.

Выдерживание бетона и уход за ним производят в целях его твердения, т.е. набора им необходимой прочности. Для нормального твердения бетона нужна положительная температура 20±2°С с относительной влажностью воздуха не менее 90 %. При нормальных условиях твердения прочность бетона нарастает довольно быстро, и бетон (на портландцементе) через 7-14 дней набирает 60-70 % своей прочности.

После осуществления бетонных работ опалубка снимается. И в завершении Подрядчиком составляется акт на бетонные работы по фундаментам и предоставляется Заказчику.

Качество бетонных и железобетонных конструкций зависит от качества используемых материалов, а также от соблюдения основных требований технологии на всех стадиях комплексного процесса бетонных работ.

Для этого необходим контроль на всех стадиях этих работ, включая: приемку и хранение исходных материалов (цемента, песка, щебня, арматурной стали, лесоматериалов и др.); изготовление и монтаж арматурных сеток и каркасов, изготовление и монтаж опалубки; подготовку основания и опалубки к укладке бетонной смеси; приготовление и транспортировку смеси; укладку, уплотнение и уход за бетоном в процессе его твердения.

Оборудование фундаментов в зимний период

Рассмотрим несколько аспектов строительства в холодный период:

Технические возможности производства бетонных работ

Бетон, уложенный в конструкции зимой, наиболее часто выдерживают способом термоса, основанным на использовании тепла, выделяемого при схватывании и твердении цемента. Хорошо укрытый бетон остывает настолько медленно, что к моменту замерзания успевает набрать критическую прочность. Также бетон в конструкциях обогревают паром, электрическим током или теплым воздухом. Иногда в целях экономии пара и электроэнергии сочетают способ термоса с обогревом. Основным способом, в настоящий момент, является способ твердения бетона при отрицательной температуре. При этом бетонную смесь приготавливают с введением противоморозных добавок. Противоморозные добавки настолько понижают температуру замерзания воды в бетоне, что обеспечиваю твердение бетона при отрицательных температурах до 25°С.

Экономическая целесообразность

В холодный период имеет место незначительное удорожание за счет дополнительных работ по разработке мерзлого грунта под фундамент, утеплению, прогреву бетона или покупки бетона с противоморозными добавками. С другой стороны, сезонная незагруженность строительных фирм дает возможность на это время отвоевать скидки, что практически может компенсировать зимнее удорожание. Начиная строительство зданий из легких металлоконструкций зимой, можно рассчитывать, что к началу весенне-летнего торгового сезона здание будет полностью построено.