Бетонная подошва фундамента предназначена для передачи и равномерного распределения нагрузки на основание. Если грунт имеет неудовлетворительные физико-химические характеристики возникает необходимость дополнительного укрепления с более глубокими породами или за счет ее расширения. При строительстве высотных зданий или очень массивных сооружений. Размеры подошвы рассчитываются по предельным состояниям и в зависимости от конструктивных особенностей объекта.
Что понимается под подошвой фундамента
Значительное место в строительном бюджете занимает возведение фундамента. Средние затраты 12-15% на сложном грунте могут достигать 25%. Конструкция скрыта под землей, а здание опирается на часть, которую называют обрезом. Подошва фундамента в строительстве — это его нижняя плоскость.
Когда необходимо бетонное усиление фундамента
Расширение подошвы сооружают для дополнительной устойчивости на заторфованных и пылевато-глинистых грунтах, рыхлых песках. За счет увеличения площади нагрузка рассредотачивается, критического продавливания массива не происходит. Чем больше вес сооружения, тем шире должна быть отдельно сооружаемая бетонная подушка. Кроме предотвращения продавливания грунта, платформа помогает противостоять сдвигу при сильных ветрах, подтоплениях, пучении грунта.
Хотя расходы на бетонную подушку увеличивают общую стоимость строительства, вложение средств оправдано. Снижается риск деформаций и полного разрушения конструкций при неблагоприятном изменении внешних условий, при закладке основного фундаментного тела исключаются потери прочности при поглощении влаги грунтом.
Фундамент без усиленной подошвы сооружается для легких одноэтажных строений и возводимых на крепком основании. Многоэтажные жилые, промышленные здания нуждаются в усиленной базе.
Как рассчитывается требуемая площадь подошвы фундамента
Фундамент подвергается воздействию грунта и влаги, воспринимает нагрузку верхней части здания и внешней среды. При эксплуатации обследование бывает затруднено, так как основная часть конструкции недоступна, поэтому надежность обеспечивается на этапах проектирования и строительства.
Проект должен совмещать экономическую целесообразность, эксплуатационную пригодность и достаточный уровень надежности. При расширении и армировании подошвы затраты возрастают. Для обоснования расходов необходимо произвести расчеты.
Фундамент рассчитывается отдельно от здания, но с учетом их совместной работы. Размеры вычисляют в следующей последовательности:
- оценивают характеристики грунта, гидрологические условия участка, здания окружающей застройки;
- собирают действующие нагрузки — постоянную, снеговую, ветровую, крановую;
- определяют нормативные и расчетные характеристики грунта, выбирают глубину заложения;
- назначают предварительные параметры подошвы и уточняют после проверки расчетных нагрузок;
- производят расчет по деформациям(II) и по несущим нагрузкам(I).
Согласно СПИиН 2-02-01-83 при расчете по второму предельному состоянию должно выполняться условие — совместная деформация сооружения и основания не превышает предельного значения. Для фундамента мелкого заложения до 5 м среднее давление расчетных нагрузок меньше или равно расчетному сопротивлению грунта. Расчет фундамента на отрыв подошвы, на сдвиг производятся в рамках недопущения предельного состояния по устойчивости.
Сложность вычислений зависит от инженерно-геологических условий, класса ответственности здания и его типа. Вид фундамента, определение несущего основания и глубины заложения базируются на данных о грунтах. Неравномерное напластование, значительные изменения сжимаемости в пределах участка требуют мероприятий по укреплению основания и конструктивного усиления подошвы фундамента.
Как определить глубину заложения фундамента
Параметр прежде всего зависит от глубины промерзания грунта в регионе, так как наиболее распространенные из них склонны к пучению в осенне-зимний период. В этом случае высота заложения составляет не менее глубины промерзания с заглублением на 0,5 м или больше.
Учитывается также:
- наличие или отсутствие подвала;
- конструктивные особенности соседних зданий;
- глубина заложения коммуникаций;
- особенности расположения — ровная поверхность, откос, климатические условия;
- качество грунта — характеристика и соотношение пластов, уровень подземных вод.
Фундаменты зданий с подвальными помещениями, тоннелями и технологическими каналами закладывают на глубину от 50 см ниже пола. Подвал ниже подошвы фундамента не устраивают, так как создается опасность проникновения грунтовых вод и разрушения грунтового основания.
Особенности устройства подошв ленточных, столбчатых, монолитных фундаментов
Подошвы фундамента могут непосредственно контактировать с грунтом или передавать нагрузку с использованием свай.
Ленточный
Для ленточных и прерывистых фундаментов изгибающий момент и поперечную силу определяют с учетом горизонтального давления грунта. Для расчета используют сечение по краю фундаментной стены и по ребру ступени расширения. При внецентренном приложении нагрузки учитывается создаваемое давление под краем и в расчетном сечении.
Столбчатый
Плитная часть фундамента под столбами рассчитывается по размеру ступеней, сечению арматуры. Если нагрузка центральная, форма отдельных плит выбирается квадратная. Для внецентренной нагрузки рекомендуется прямоугольная форма. Толщина бетонной подушки должна учитывать разницу между напряжениями, возникающими в результате давления грунта под подошвой фундамента в центре плиты и по краям.
Плитный
Монолитная конструкция чаще бывает малозаглубленной. Для плитного типа усиления фундамента на пучинистых грунтах добиваются добавлением ребер жесткости и обратной засыпкой. При определении параметров подошвы берется во внимание взаимодействие основания, фундамента и наземных конструкций. Учитывается жесткость нижнего этажа здания и соединения с фундаментом, давление на грунт, уровень заглубления. В расчете применяется статическая схема сооружения и метод последовательных приближений.
Для вашего объекта «Проеком» подберет и рассчитает бетонную подошву фундамента оптимальной площади. Компания имеет допуск в области инженерно-геологических изысканий, производит проектирование объектов различного назначения. Наши специалисты зачислены в национальный реестр. Благодаря опыту и квалификации они обеспечат надежность вашему объекту.