Фундамент является основным несущим компонентом любой строительной конструкции. Это самая нижняя часть здания, которая соприкасается с грунтом и безопасно переносит всю нагрузку конструкции на грунт. Назначение фундамента — поддерживать конструкцию над ним. Вопреки нашему повседневному опыту, грунт не совсем неподвижен и во многих случаях не совсем тверд. Дом, который просто построен на голой земле, с большей вероятностью со временем треснет или будет поврежден природными силами. Правильно построенный фундамент увеличивает количество злоупотреблений, которые может выдержать конструкция дома, и остается безопасным для находящихся в нем людей.
Типы фундаментов в зданиях и сооружениях
Фундаменты классифицируются как неглубокие и глубокие фундаменты. Типы фундаментов под неглубокие и глубокие фундаменты для строительства зданий.
Фундаменты мелкого заложения
Неглубокие фундаменты — это те, которые находятся вблизи готовой поверхности грунта; обычно там, где глубина основания (Df) меньше ширины основания и составляет менее 3 метров. Это не строгие правила, а всего лишь рекомендации: в основном, если поверхностная нагрузка или другие поверхностные условия повлияют на несущую способность фундамента, то он ‘неглубокий’. Неглубокие фундаменты (иногда называемые ‘распределенными фундаментами’) включают в себя площадки (‘изолированные фундаменты’), ленточные фундаменты и плоты. Неглубокие фундаменты, часто называемые фундаментами, расположены под самой нижней частью конструкции. Фундамент — это первый возведенный элемент конструкции, который возводится после выемки грунта. Как правило, глубина неглубокого фундамента меньше его ширины.
Обычно используются фундаменты мелкого заложения, поскольку они являются наиболее экономичной системой основания и относительно просты в возведении. Для проектирования фундамента и предотвращения любого будущего ухудшения эксплуатационных характеристик фундамента необходимо тщательное изучение места основания и подробная информация о подповерхностном слое.
Различные типы неглубоких фундаментов;
- Изолированный фундамент
- Комбинированный фундамент
- Ленточный фундамент
- Плоское или матовое основание
Изолированный фундамент
Изолированный фундамент используется для поддержки отдельных колонн. Они могут быть либо наклонного типа, либо иметь выступы в бетонном основании. их устанавливают в тех случаях, когда несущая способность грунта хорошая на небольших глубинах. Их легко возводить.Как правило, фундамент проектируется с учетом трех основных критериев: фундамент должен быть правильно выровнен как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, должен быть защищен от разрушения несущей способности и от чрезмерной осадки. Нагрузки на фундамент — это нагрузки собственного веса, нагрузки под напряжением, сейсмические нагрузки, давление грунта и давление воды.
Комбинированный фундамент
Комбинированный фундамент поддерживает основание двух или более смежных колонн. Существует два типа комбинированного фундамента: прямоугольный комбинированный фундамент и трапециевидный комбинированный фундамент. Комбинированные основания предусмотрены, когда расстояние между двумя колоннами мало, а несущая способность грунта ниже, и их основания перекрывают друг друга.Когда две колонны расположены близко друг к другу и отдельные изолированные опоры будут перекрываться, в таком случае лучше предусмотреть комбинированную опору, чем изолированную опору.
Ленточный фундамент
Ленточные фундаменты используются там, где грунт обладает хорошей несущей способностью. Основные размеры ленточного фундамента для возведения бетонных полостных стен и деревянных каркасных полостных стен схожи. Размер и положение полосы напрямую зависят от общей ширины стены. Ленточные фундаменты могут использоваться для большинства подземных работ, но наиболее подходят для грунта с относительно хорошей несущей способностью. Они особенно подходят для легких конструкционных нагрузок– таких как те, которые встречаются во многих малоэтажных или среднеэтажных жилых зданиях, где можно использовать массивные бетонные ленточные фундаменты. В других ситуациях может потребоваться армированный бетон.
Плоское или матовое основание
Плоское основание представляет собой сплошную плиту, опирающуюся на твердый грунт, который простирается по всей площади здания. Оно снижает контактное давление по сравнению с обычным ленточным или траншейным основанием. Каркасный фундамент также известен как матовый фундамент. Каркасные фундаменты используются для распределения нагрузки от конструкции на большую площадь, обычно на всю площадь конструкции. Они используются, когда нагрузки на колонны или другие конструктивные нагрузки находятся близко друг к другу и отдельные опорные фундаменты могут взаимодействовать. Каркасный фундамент обычно состоит из бетонной плиты, которая простирается по всей загруженной площади. Он может быть усилен ребрами жесткости или балками, встроенными в фундамент. Его преимущество заключается в уменьшении дифференциальных осадок, поскольку бетонная плита устойчива к перепадам между положениями загрузки.
Глубокие фундаменты
Глубокий фундамент — это тип фундамента, который размещается на большей глубине под поверхностью земли и передает нагрузку на конструкцию земле на глубине. Отношение глубины к ширине такого фундамента обычно превышает 4-5.
Процесс возведения глубокого фундамента является более сложным и дорогостоящим, чем фундаменты мелкого заложения. Однако, когда приходится иметь дело с плохими условиями грунта на небольшой глубине, большими расчетными нагрузками и ограничениями участка, оптимальным решением, вероятно, будет глубокий фундамент. Глубокий фундамент используется там, где несущая способность грунта очень низкая. Нагрузка, исходящая от пролетного строения, дополнительно передается вертикально на грунт
Различные типы глубоких фундаментов
- Свайный фундамент
- Просверленные шахты или кессоны
Свайный фундамент
Свайные фундаменты в основном используются для передачи нагрузок от пролетных строений через слабые, сжимаемые слои или воду на более прочный, более компактный, менее сжимаемый и более жесткий грунт или скальную породу на глубине, увеличивая эффективный размер фундамента и сопротивляясь горизонтальным нагрузкам. Они обычно используются для больших сооружений и в ситуациях, когда грунт не подходит для предотвращения чрезмерного осаждения. Поскольку свайные фундаменты несут большую нагрузку, их необходимо проектировать очень тщательно. Хороший инженер изучит грунт, в который устанавливаются сваи, чтобы убедиться, что грунт не перегружен сверх своей несущей способности.
Существует два основных типа свайных фундаментов: торцевые несущие сваи и сваи трения. В торцевых несущих сваях нижний конец сваи опирается на слой особо прочного грунта или породы. Нагрузка от здания передается через сваю на прочный слой. В некотором смысле эта свая действует как колонна. Фрикционные сваи работают по другому принципу. Свая за счет трения передает нагрузку от здания на грунт по всей высоте сваи. Другими словами, вся поверхность сваи, которая имеет цилиндрическую форму, работает для передачи усилий на почву.
Просверленные шахты или кессоны
Обсадные колонны для бурения стволов также называются кессонами, буронабивными сваями или просверленными опорами. Это жесткие, высокопроизводительные, монолитные бетонные решения для глубокого заложения фундаментов. Они используются для поддержки конструкций с большими осевыми и поперечными нагрузками путем сверления цилиндрических стволов в грунте, которые затем заполняются бетоном. Эти элементы и процессы обеспечивают фундамент и поддержку удержания грунта для широкого спектра конструкций и строительных проектов. Подобные скважинные стволы представляют собой решения для глубокого заложения, способные выдерживать большие нагрузки с высоким поперечным сопротивлением и часто предназначенные для мостов и других крупных сооружений.
Назначение пробуренной шахты — передавать структурную нагрузку на основание шахты, которым может быть скальная порода или другой твердый слой. По сути, пробуренный ствол является в первую очередь сжимающим элементом с осевой нагрузкой, приложенной к его вершине, реакцией в нижней части и боковой поддержкой по бокам. Буровые стволы сооружаются с помощью шнекового бурового оборудования для образования отверстия в грунте. Грунт удаляется из отверстия во время бурения, в отличие от забивной сваи, которая только уплотняет грунт в сторону. Буровые стволы являются популярным типом глубокого фундамента по нескольким причинам. Буровое оборудование относительно легкое и удобное в использовании по сравнению со сваебойным оборудованием, что, возможно, приводит к снижению затрат на строительство.