Фундаменты

Толщина подсыпки под подошвой фундамента назначается по расчету в зависимости от степени пучинистости грунта основания, на котором возводится здание, и материала подсыпки. Насыпь уменьшает глубину сезонного промерзания естественных грунтов площадки, снижает температурные градиенты на их поверхности, создает пригрузку за счет собственного веса и давления от сооружения. Все это приводит к уменьшению абсолютных величин, скоростей и значений удельных нормальных сил морозного пучения грунтов основания (Киселев М.Ф., Федоров В.Н., Сажин В. С.).

В основу рациональной конструкции подсыпки (подушки) положено следующее условие: пучинистый грунт под наружной стеной здания ниже подсыпки может промерзнуть не больше, чем на глубину, при которой возможны предельно допустимые деформации сооружений при критическом сочетании деформаций (промерзании—оттаивании). В качестве материала для устройства подсыпок применяют песок гравелистый, крупный и средней крупности, мелкий щебень, гравий, шунгизитовый и керамзитовый гравий, котельный шлак, отходы производства, не подвергающиеся химическому разложению, а так же непучинистые грунты. Материал подсыпки должен отвечать следующим требованиям:

• в уплотненном состоянии должен дренировать воду;

В последние годы сформировалось и успешно развивается направление устройство фундаментов без нарушения грунта —фундаменты в вытрамбованных котлованах (ФВК). Особенность их состоит в том, что в процессе устройства фундаментов под подошвой и вокруг боковых граней создается уплотненный грунт пониженной влажности, но повышенной прочности и несущей способности. Нагрузка фундаментов по подошве и боковым стенкам передается вначале на уплотненный грунт, а затем на грунты природного сложения, благодаря чему достигается более высокая (в 1,5; 3 и более раза) несущая способность фундамента, что позволяет существенно снизить размеры фундамента, а следовательно, и воздействие сил морозного пучения.

В незаглубленных фундаментах почти не проявляются касательные силы морозного пучения и, следовательно, почти исключается возможность накопления остаточных неравномерных деформаций при промерзании—оттаивании грунтов. Основные мероприятия по обеспечению устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений сводятся к подготовке грунтов оснований для укладки на них фундаментов с целью снижения деформаций от воздействия нормальных сил морозного пучения и приспособления конструкций фундаментов и надфундаментного строения к  знакопеременным деформациям (поднятие—опускание).

Для легких зданий на пучинистых грунтах необходимо принимать такие типы фундаментов, которые значительно снижают воздействие сил морозного пучения и, соответственно, деформацию зданий, как в период промерз

При проектировании и строительстве малоэтажных (легких) зданий на пучинистых грунтах еще нередко по аналогии с многоэтажными применяют традиционные заглубленные фундаменты, т.е. больше или равной расчетной глубине промерзания грунта, хотя СНиП 2.02.01–83 для зданий III класса допускает применять малозаглубленные фундаменты. Учитывая небольшие нагрузки от легких зданий, приходящиеся на основание, стремясь уменьшить боковую поверхность смерзания фундамента с грунтом, его объем и стоимость, сегодня обычно применяются отдельно стоящие (столбчатые, свайные) фундаменты, ленточные, а в ряде случаев и сплошные (плитные).

В качестве материала, используемого для устройства малозаглубленных фундаментов, может применяться бетон на цементном вяжущем и плотные или пористые заполнители, силикатная масса, цементогрунт, природные или искусственные каменные материалы. Материал для фундамента должен обладать достаточной прочностью, морозостойкостью и устойчивостью к воздействию агрессивных подземных вод. Основными конструктивными материалами для малозаглубленных фундаментов являются железобетон и бетон на плотных заполнителях, которые применяют при устройстве монолитных и сборных фундаментов всех видов в различных грунтовых условиях (СНиП 2.03.01–84).

В процессе эксплуатации здания температурный режим грунтов вблизи фундаментов существенно изменится по сравнению с нормативным, а соответственно изменится и глубина промерзания грунтов этих зданий. При прочих равных условиях расчетная глубина промерзания грунта у фундаментов определяется в основном тепловым режимом здания, подвала или технического подполья, конструкцией пола первого этажа и его возвышением над уровнем земли, типом фундамента, характером сопряжения здания с грунтом и другими факторами.

Деформации, вызванные неправильными конструктивными решениями

1. Основные причины деформаций:

• невыполнение элементарной подготовки заболоченной или обводненной площадки до устройства подсыпки;
• недоучет наличия на площадке грунтов, чрезмерно сжимаемых под нагрузкой.

Деформации:

• постепенная просадка подсыпки в заболоченный грунт;
• просадка основания при оттаивании и уплотнении биогенных и других чрезмерно сжимаемых грунтов, подстилающих подсыпку.

Мероприятия, необходимые для предотвращения деформаций: