По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают

■ жест­кие, материал которых, работает преиму­щественно на сжатие и в которых не воз­никают деформации изгиба, и

■ гибкие, работающие преимущественно на изгиб.

Для устройства жестких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бето­на.

Для гибких фундаментов используют в основном железобетон.

Ленточные фундаменты. По очертанию в профиле ленточный фунда­мент под стену в простейшем случае представляет собой прямоугольник (рис. 9, а). Его ширину устанавливают немно­го больше толщины стены, предусматри­вая с каждой стороны небольшие уступы по 50... 150 мм. Однако прямоугольное се­чение фундамента на высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фунда­мент и достаточно высокой несущей спо­собности фундамента.

Рис. 10. Ленточные монолитные фундаменты под кирпичную стену:

а - бутовый фундамент, б - бутобетонный

Чаще всего для передачи давления на грунт и обеспечения его несущей способ­ности необходимо увеличивать площадь подошвы фундамента путем ее уширения. Теоретической формой сечения фунда­мента в этом случае является трапеция (рис. 9,б, г), где угол α определяет рас­пространение давления и принимается для бутовой кладки и бутобетона от 27 до 33°, для бетона 45°. Устройство та­ких трапецеидальных фундаментов связа­но с определенными трудозатратами, по­этому практически такие фундаменты в зависимости от расчетной ширины по­дошвы выполняют прямоугольными или ступенчатой формы (рис. 10, б) с со­блюдением правила, чтобы габариты фундамента не выходили за пределы его теоретической формы. Размеры ступеней по ширине (а) принимают 20...25 см, а по высоте (с) — соответственно 40...50 см.

По способу устройства ленточные фун­даменты бывают

■ монолитные и

■ сборные.

Монолитные ленточные фундаменты устраивают

■ бу­товые,

■ бутобетонные,

■ бетонные и

■ железо­бетонные.

На рис. 10 показан ленточный фундамент из бутового камня и бутобе­тона. Ширина бутовых фундаментов дол­жна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м — из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ши­рина — от 0,15 до 0,25 м. Кладку бу­товых фундаментов производят на слож­ном или цементном растворе с обяза­тельной перевязкой (несовпадением) вер­тикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором).

Устройство мо­нолитных бутобетонных, бетонных и же­лезобетонных фундаментов требует про­ведения опалубочных работ.

■ Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением в его тол­щу (в целях экономии бетона) отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фунда­мента.

■ Бутовые и бутобетонные фунда­менты весьма трудоемкие при возведе­нии, поэтому их применяют в основном в районах, где бутовый камень является местным материалом.

Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного ин­дустриального строительства, и для их устройства трудно механизировать ра­боты.

■ Бе­тонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовле­ния (рис. 11) являются более эффективными, и в настоящее время имеют наибольшее распространение. При их устройстве трудовые затраты на строительстве уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева.

Рис. 11. Элементы сборных бетонных и железобетонных фундаментов:

а - бетонный блок сплошной, 6 – бетонный блок пустоте­лый, в — блок-подушка сплошная, г — блок-подушка ребри­стая, 1 — монтажные петли

Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из

■ фундаментных блоков - подушек и

■ стеновых фундаментных бло­ков.

Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при пес­чаных грунтах или на песчаную подго­товку толщиной 100..150 мм, которая должна быть тщательно утрамбована.

Рис. 12. Ленточный сборный фундамент ю крупных блоков:

а - разрез и фрагмент раскладки конструкций фундамента

б – общий вид

1 – армированный пояс

2 – стена

3 – фундаментный блок

4 – блок-подушка

5 – участок, бетонируемый по месту

6 – песчаная подготовка

Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм (рис. 11, 12). Вертикальные колодцы, обра­зующиеся торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечи­вается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6..I0 мм (рис. 13).

Рис. 13. Сопряжение фундаментов про­дольных и поперечных стен:

а — сопряжение железобетонных подушек, б — сопряжение блоков нечетного ряда, в — сопряжение блоков четного ряда, 1 — сетка из круглой стали диаметром 6...10 мм, 2 — учас­ток, бетонируемый по месту, 3 — заполнение шва раствором

Блоки-подушки изготовляют толщиной 300 и 400 мм и шириной от 1000 до 2800 мм, а блоки-стенки — шириной 300, 400, 500 и 600 мм, высотой 580 и длиной от 780 до 2380 мм.

Рис. 14. Конструктивные решения облегченных сборных ленточных фундаментов:

а — с фундаментными стенами уменьшенной толщины, 6 — прерывистый, в — панельный из безраскосных железобетонных ферм, 1 — фундаментный блок-подушка, 2 — стеновой блок, 3 — обмазка горячим битумом, 4 — горизонтальная гидроизоляция, 5 — ферма-панель, 6 - фундаментная плита, 7 — цокольная панель, 8 — перекрытие

В практике строительства применяют также сборные фундаментные блоки, имеющие толщину 380 мм при толщине надземных стен 380, 510 и 640 мм (рис. 14,а). При такой конструкции проч­ность материала фундамента использует­ся полнее и в результате получается эко­номия бетона. Этой же цели соответ­ствует устройство так называемых пре­рывистых фундаментов (рис. 14,б), в которых блоки-подушки укладывают на расстоянии 0,3...0,5 м друг от друга. Про­межутки между ними заполняют песком.

Строительство крупнопанельных зда­ний и зданий из объемных блоков потре­бовало разработки новых конструк­тивных решений фундаментов. На рис. 14, в показан фундамент из крупнораз­мерных элементов для жилого дома с по­перечными несущими стенами и подва­лом. Фундамент состоит из железобетон­ной плиты толщиной 300 мм и длиной 3,5 м и установленных на них панелей, представляющих собой сквозные безраскосные железобетонные фермы, имею­щие толщину 240 мм и высоту, равную высоте подвального помещения. Соеди­няются элементы между собой с по­мощью сварки закладных стальных дета­лей.

При строительстве зданий на участках со значительными уклонами фундаменты стен выполняют с продольными уступа­ми (рис. 15).

Рис. 15. Изменение глубины зало­жения фундамента:

а - общий вид, б — фрагмент фундамента

Высота уступов должна быть не более 0,5 м, а длина — не менее 1,0 м. Этим же правилом пользуются при устройстве перехода фундаментов вну­тренних стен к фундаментам наружных при разных глубинах их заложения.

Если необходимо обеспечить независи­мую осадку двух смежных участков зда­ния (например, при их разной этажно­сти), то при устройстве ленточных моно­литных фундаментов в их теле устраи­вают сквозные, разъединяющие фундамент зазоры.

Для этого в зазоры вста­вляют доски, обернутые толем. В под­вальных зданиях доски с наружной сто­роны вынимают и швы в этих местах заполняют битумом. Если фундаменты сборные, то для обеспечения необходимо­го зазора блоки укладывают так, чтобы вертикальные швы совпадали.

В местах пропуска различных трубо­проводов (водопровода, канализации и др.) в монолитных фундаментах зара­нее предусматривают соответствующие отверстия, а в сборных между блоками — необходимые зазоры с последующей их заделкой.

Столбчатые фундаменты. При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фун­даменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми.

Фундаментные столбы мо­гут быть:

■ бутовыми,

■ бутобетонными,

■ бе­тонными и

■ железобетонными (рис. 16, а).

Рис. 16. Столбчатые фундаменты:

1- железобетонная фундаментная балка, 2 - подсыпка, 3 - отмостка, 4 - гидроизоляция,

5 - кирпичный столб, 6 - блоки-подушки, 7 - железобетонная плита, 8 - железобетонная колонна, 9 -башмак стаканного типа, 10 — плита, 11 - блок-стакан

Расстояние между осями фунда­ментных столбов принимают 2,5...3,0 м, а если фунты прочные, то это расстояние может составлять 6 м. Столбы распола­гают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее:

■ бутовых и бутобетонных — 0,6 х 0,6 м;

■ бетонных — 0,4 х 0,4 м.

Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этаж­ности при значительной глубине заложения фундаментов (4...5 м), когда устрой­ство ленточного фундамента нецелесо­образно из-за большого расхода строи­тельных материалов. Столбы перекры­вают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а также для свободной иx осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5...0,6 м. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсып­ку выполняют из шлака или керамзита.

Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также и под отдельные опоры зданий. На рис. 16, б изображен моно­литный бутовый или бетонный фунда­мент под кирпичную колонну, а на рис. 16, в, г — из железобетонных блока-по­душки и блока-плиты. Сборные фунда­менты под железобетонные колонны мо­гут состоять из одного железобетонного башмака стаканного типа (рис. 16, д) или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним (рис. 16, е).

Сплошные фундаменты. Их возводят в случае, если нагрузка, переда­ваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устраи­вают под всей площадью здания. Для выравнивания неравномерностей осадки от воздействия нагрузок, передаваемых через колонны каркасных зданий, в двух взаимно перпендикулярных направлениях применяют перекрестные ленточные фун­даменты (рис. 17, а).

Рис. 17. Сплошные фундаменты:

1 — колонна, 2 — железобетонная лента, 3 — железобетонная плита, 4 — бетонная подготовка

Их выполняют из монолитного железобетона. Если балки достигают значительной ширины, то их целесообразно объединять в сплошную ребристую или безбалочную плиту (рис. 17, б, в). При сплошных фундамен­тах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности. Сплошные фун­даменты устраивают также в том случае, если пол подвала испытывает значи­тельный подпор грунтовых вод.

В практике строительства под инже­нерные сооружения (телевизионные баш­ни, дымовые трубы и др.) применяют сплошные фундаменты коробчатого типа.

Свайные фундаменты. Исполь­зуют их при строительстве на слабых сжимаемых грунтах, а также в тех слу­чаях, когда достижение естественного ос­нования экономически или технически не­целесообразно из-за большой глубины его заложения. Кроме того, эти фунда­менты применяют и для зданий, возво­димых на достаточно прочных грунтах, если использование свай позволяет полу­чить более экономичное решение.

По способу передачи вертикальных на­грузок от здания на грунт сваи подразде­ляют на:

■ сваи-стойки и

■ висячие сваи.

Рис. 18. Виды свайных фундаментов: 1 - свая забивная, 2 - ростверк, 3 - свая набивная

Сваи-стойки - сваи, проходящие слабые слои грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт (рис. 18, а).

Висячие сваи - сваи, не достигающие про­чного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между бо­ковой поверхностью сваи и грунтом (рис. 18, б, в).

По способу погружения в грунт сваи бывают:

■ забивные и

■ набивные.

По мате­риалу изготовления забивные сваи бы­вают:

■ железобетонные,

■ металлические и

■ деревянные.

Набивные сваи изгото­вляют непосредственно на строительной площадке в грунте.

Железобетонные сваи изготовляют сплошные квадратного (от 250 х 250 до 400 х 400 мм) и прямоугольного (250 х 350 мм) сечения, а также трубчато­го сечения диаметром от 400 до 700 мм. В основном применяют короткие сваи длиной 3...6 м. Трубчатые сваи могут быть с заостренным нижним концом или с открытым.

Деревянные сваи во избежание их бы­строго загнивания используют лишь в грунтах с постоянной влажностью. Их изготовляют из хвойных пород диаме­тром в верхнем отрубе не менее 180 мм; кроме того, ствол деревянной сваи необ­ходимо покрыть битумными или дег­тевыми мастиками для предотвращения их загнивания. Для защиты сваи от раз­мочаливания при забивке на верхний ко­нец ее надевают стальной бугель, а на нижний — стальной башмак.

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи раз­мещают в один или несколько рядов или кустами (рис. 19 а, б, в).

Pиc. 19. Свайные фундаменты:

а — однорядное расположение свай, б - шахматное, в - двухрядное для зданий с каменными стенами, г - куст свай под колонну, д - свайные ростверки,

1 - свая, 2 - железобетонный сборный ростверк, 3 - стена, 4 - арматура головы сваи,

5 - щебеночная или бетонная подготовка, 6 - монолитный железобетон­ный ростверк,

7-колонна, 8 — сборный железобетонный оголовок сваи, 9 - бетон

Поверху железобе­тонные и металлические сваи объеди­няются между собой железобетонным ро­стверком, который может быть

■ сборным или

■ монолитным (рис. 19, д).

При деревянных сваях ростверк также выполняют из дерева.

Выбор того или иного вида фундамен­та определяется в результате технико-экономического сравнения по основным показателям. Более экономичны крупнопанельные фунда­менты. Однако необходимо отметить, что расход металла для них больше по сравнению с блочными.