Фундаменты и фундаментные подушки

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Расчет №4. Выполняя расчет основания и фундамента, не следует забывать о таком важном элементе как фундаментная подушка. Грунтовые подушки нужны во многих случаях, они существенно улучшают работу фундамента. Расчет фундаментной подушки крайне важен, и не менее важно – тщательно и равномерно уплотнить грунт подушки в процессе строительства (в проекте этот вопрос должен быть детально проработан).

Расчет грунтовых подушек выполняется по несущей способности и по деформациям. При этом, в расчетах фундамента по материалу учитываются риски неравномерного деформирования подушки.


Рисунок 6 – Расчет фундаментной подушки


Деформации в фундаментной подушке.

 

Таким образом, в ходе выполнения расчетов №1…4 необходимое количество раз, производится выбор типа основания и типа фундамента.

После завершения расчетного цикла анализируются запасы по каждому из расчетов №1…4, и на основании этого уточняются параметры основания и фундамента, затем расчетный цикл повторяется, и так до тех пора, пока не будет получено правильное решение.

Замечу, что в случае наличия на участке специфических грунтов и/или особых условий строительства (строительства на склоне, опасные геологические процессы, сейсмика и т. д.) алгоритм подбора основания и фундамента дополняется специальными расчетами. Пример со склоном уже был рассмотрен, в развитие темы - приведу пример с сейсмикой.

Итак, в данном цикле постов был рассмотрен общий порядок обоснованного расчетами выбора типа основания и типа фундамента. Предлагаемый подход имеет строгое основание на уровне нормативных документов (см. раздел 5 СП 22.13330.2016).

Далее, продолжу тему, и рассмотрим еще один немаловажный элемент фундаментов – ФУНДАМЕНТНЫЕ ПОДУШКИ.

 

Фундаментная подушка – это элемент, располагаемый между подошвой фундамента и грунтовым основанием. Как правило, фундаментные подушки изготавливают из песка, гравия, щебня, их смесей, в некоторых случаях подушки армируют геосинтетическими материалами.

Ниже рассмотрим, в каких случаях и для чего нужна фундаментная подушка.

1. Для обеспечения совместной работы фундамента с грунтовым основанием предусматривается конструктивная фундаментная подушка (рис.1) толщиной 10-20 см. Такая подушка нужна в подавляющем большинстве случаев, и особенно актуальна для ленточных и плитных фундаментов.


Рисунок 1 – Пример конструктивной фундаментной подушки.

 

2. В некоторых случаях (высокий уровень подземных вод, наличие слабопроницаемых грунтов ниже подошвы фундамента и т. д.) фундаментная подушка нужна для обеспечения дренирования грунтового массива (рис. 2). В этих случаях размеры и параметры подушки назначаются с учетом размещения и обеспечения функционирования дренажной системы.


Рисунок 2 – Дренажная система, встроенная в фундаментную подушку, пример.

 

3. В настоящее время популярны малозаглубленные фундаменты, в некоторых проектах глубина заложения фундамента и вовсе равна нулю. В этих случаях фундаментная подушка используется как для предотвращения пучения грунтов, так и для выведения фундамента на необходимый уровень без увеличения его толщины.


Рисунок 3 – Фундаментная подушка при устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах, пример.

 

Все приведенные схемы - являются иллюстрирующими примерами, в каждом конкретном случае- "пироги" будут свои.

 

4. Наиболее важное предназначение фундаментных подушек – это преобразование строительных свойств грунтов основания путем полной или частичной замены грунтов с неудовлетворительными свойствами подушками из песка, гравия, щебня, плитами из экструдированного пенополистирола и т. п.

Приведем примеры, когда нужно заменять грунты: наличие в основании слабых грунтов (рис. 4); наличие в основании сильно- и неравномерно сжимаемых насыпных грунтов (рис. 5).


Рисунок 4 – Фундаментная подушка при полной замене слоя слабого грунта, пример.

Рисунок 5 – Фундаментная подушка при частичной замене слоя насыпного грунта, пример.

 

5. Фундаментные подушки могут быть эффективными для повышения несущей способности грунтового основания. Для увеличения расчетного сопротивления грунта основания целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеночной (песчано-гравийной) подушки (смесь песка крупного или средней крупности - 40 %, щебня или гравия - 60 %) (рис. 6).


Рисунок 6 - Песчано-щебеночная подушка для повышения несущей способности основания, пример.

Очень глубоко вопросы фундаментной подушки на слабых основаниях, на торфяниках – рассмотрены некоторыми форумчанами, разработаны очень качественные варианты конструктива, даны схемы и рекомендации.

 

Устройство грунтовых подушек следует производить с соблюдением следующих требований:

• · грунт для устройства грунтовой подушки необходимо уплотнять послойно (слоями по 10-15 см) при оптимальной влажности;
• · коэффициент уплотнения грунтов подушки должен быть в диапазоне 0,95-0,98.

Ориентировочные характеристики модуля деформации и расчетного сопротивления подушки приведены на рис. 7.

 

Говоря о фундаментных подушках, затронем бетонную подготовку. Сразу скажу, что в большинстве случаев бетонная подготовка нужна. Она представляет собой слой тощего бетона (класс В7,5) толщиной 50-100 мм, который укладывается непосредственно поверху фундаментной подушки. Бетонная подготовка выполняет следующие важные функции:

• подготовка служит гидроизоляцией для фундамента снизу;
• подготовка не позволяет просочиться цементному молочку из фундамента в грунт;
• подготовка гарантирует нормальные габариты конструкции и проектное положение арматуры.

Нормами допускается бетонирование фундаментов и ростверков без подготовки - на сухих плотных грунтах. В этом случае защитный слой бетона увеличивается до 70 мм.

Альтернативой бетонной подготовки является подготовка из утрамбованного щебня или гравия толщиной 100 ... 200 мм, пролитого цементным раствором или битумом.

 

В ходе проектирования фундаментных подушек выполняются следующие типы расчетов:

1. расчет несущей способности как самой подушки, так и всего грунтового основания с учетом подушки;

2. расчет грунтового основания по деформациям с определением осадок как в пределах подушки, так и суммарных;

3. фильтрационный расчет фундаментной подушки с определением параметров дренажной системы;

4. теплотехнический расчет грунтового основания с определением параметров утепления.

Соответственно, практически на все вопросы, задаваемые пользователями - консультанты форума и специалисты по проектированию - отвечают не заявлениями в стиле "да вот я так делал 20/50/100 лет и ничо...", а конкретными цифрами и рекомендациями. Но они смогут сделать это только лишь в том случае - если Вы предоставите им конкретные данные (изыскания, чертежи, планы и т. д.) а не бессвязное словесное повествование.

 

Если грунтовая подушка возвышается над поверхностью земли (т.е. фундамент на насыпи), то необходимо предусматривать одно из двух;

1) горизонтальное армирование подушки геосинтетическими материалами;

2) устройство подпорной стенки, удерживающей подушку в проектном положении.

Во всех случаях подушку следует отделять от грунтового основания слоем геотекстиля, это нужно:

- чтобы не было выноса грунта;

- чтобы составные элементы подушки не загрязнялись, не смешивались с основанием.

 

@SkayUoker74, плюсую за тему.

Но поспорю пока в двух моментах (пишу на память)

1. Все нормативные документы предписывают считать фундамент без учета работы надфундаментных конструкций
2. Расчет по деформациям тоже не всегда есть необходимость производить

Хотелось бы конечно посмотреть как можно посчитать частный домик в комплексе - основание - фундамент - здание

 

Таким образом, можно сделать вывод о том, что фундаментная подушка является крайне важным элементом, параметры которого должны быть обоснованы перечисленными выше расчетами.

В качестве рекомендации приведу типовой минимально необходимый состав подготовки под устройство монолитного железобетонного фундамента:

1) геотекстиль;

2) 10 см песка;

3) 10 см щебня;

4) бетонная подготовка 5 см;

5) монолитный железобетонный фундамент.

Если Вам необходимо сэкономить средства, то следует заказать проектирование фундаментной подушки, тогда каждый ее элемент и его параметры будут строго обоснованы расчетами и требованиями нормативных документов. В этом разделе достаточно много грамотных специалистов, хорошо знающих потребности малоэтажки.

Отличные темы, созданные формумчанами, прочитать обязательно:
https://www.forumhouse.ru/threads/217160/
https://www.forumhouse.ru/threads/182472/

 

Список использованных источников:

1) СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений.

2) СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты.

3) СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

4) ТСН 50-302-2004 Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге.

5) Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения: издание второе, дополненное и переработанное / Под общей ред. В. А. Ильичева и Р. А. Мангушева. - М.: Изд-во АСВ, 2016. - 1040 с.

6) Пособие к СНиП 2.02.01-83 Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений.

7) Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика под редакцией Е. А. Сорочана и др.