Разбивка опор

Перед тем как приступить непосредственно к возведению фундамента, необхо­димо выполнить его расчет, подготовить строительную площадку, произвести раз­метку и установить обноску.

Для столбчатого или столбчато-ленточного фундамента расчет сводится к опре­делению глубины заложения фундамента, к назначению шага столбов и к их разбив­ке по периметру фундамента.

Пели проект предусматривает устройство подвала, то расчет фундамента сво­дится к определению толщины плиты и схемы её армирования или к определению параметров ленты, если фундамент ленточный. Кроме того, в расчете должны учи­тываться конструктивные особенности возведения стен и перекрытия подвала. Если строительство растянуто на два и более сезонов, то устройство фундамента (подва­ла) следует увязать с сезонными изменениями грунтовых условий.

Для расчета любого фундамента необходимо оценить вес дома и несущую спо­собность основания.

Вес дома

Вес дома складывается из нескольких слагаемых.

Вес фундамента оценивается приблизительно. Если фундамент представляет из себя железобетонную конструкцию, то достаточно посчитать объем фундамента (в м3) и умножить его на удельный вес бетона (2,5 т/м3).

Вес стен определяется для каждого конкретного случая, исходя из веса строи­тельных и отделочных материалов:

- при возведении с опалубкой ТИСЭ-2 вес 1 кв. м стены - 270 кг;

- при возведении с опалубкой ТИСЭ-3 вес 1 кв. м стены - 400 кг.

Нагрузка от элементов крыши (стропила, обрешетка, кровля):

- для кровли из листовой стали  20 - 30 кг/м2;

- рубероидное покрытие (2 слоя) 30 - 50 кг/м2;

- асбоцементные листы 40 - 50 кг/м2;

- черепица гончарная 60 - 80 кг/м2.

Нагрузка от перекрытий определяется материалом самих перекрытий и плотно­стью используемого утеплителя или слоя звукозащиты.

- С некоторым запасом предложим расчетную нагрузку от 1 кв. м перекрытия при пролете в 6 метров:

чердачное по деревянным балкам

с плотностью утеплителя 200 кг/м3 70 - 100 кг/м2

- цокольное по деревянным балкам

с плотностью утеплителя 200 кг/м 100 - 150 кг/м2;

- железобетонное монолитное  500 кг/м2;

- плиты перекрытия бетонные пустотные  350 кг/м2.

При определении давления перекрытий на стены необходимо учитывать, что нагрузка от них и от эксплуатационной нагрузки в большей степени распределяется между несущими стенами, на которые опираются балки или плиты перекрытий. При монолитном перекрытии нагрузка равномерно ложится на все стены.

Эксплуатационная нагрузка (мебель, оборудование...)

Условно принимается равномерное распределение нагрузки по всей площади перекрытий:

для цокольного и межэтажного перекрытия  210 кг/м2;

для чердачного перекрытия  105 кг/м2.

Вес снегового покрова:

-для средней полосы России определяется по нагрузке в 100 кг/м2;

-для юга России  50 кг/м2;

-для севера России  до 190 кг/м2.

(при острой крыше нагрузка от снега не учитывается).

При расчете веса дома необходимо учитывать и предполагаемую в дальнейшем перепланировку помещений, и увеличение этажности дома (если это предусматри­вается).

Просуммировав все слагаемые, полученную величину следует увеличить в 1,3 раза, обеспечив некоторый запас по несущей способности. Это необходимо для ком­пенсации различных недочетов, которые могут возникнуть при определении веса дома. Эта расчетная величина веса и будет определять расчетное число опор.

Несущая способность опор

Несущая способность опор определяется типом грунта и глубиной заложения фундамента. С учетом того, что столбы фундамента закладываются на глубину про­мерзания, последний фактор не учитывается. Несущая способность опор определя­ется исходя из величины расчетного сопротивления грунта (Ro), взятого из статьи "Расчет фундамента" для влажных грунтов (табл. 1).

Таблица 1. Несущая способность одной опоры

Тип грунта

Ro (кг/см2)

 

Несущая способность опоры (т)

Диаметр подошвы опоры (см)

 25  40  50 60
 Галька с гиной  4,5  2,2  5,6  8,8  13,2
 Гравий с глиной  4,0  2,0  5,0  8,0  11,7
 Песок крупный  6,0  2,9  7,5  11,6  18
 Песок средний  5,0  2,5  6,3  10  14,7
 Песок мелкий  4,0  2,0  5,0  8,0  11,3
 Песок пылеватый  2,0  1,0  2,5  4,0  5,7
 Супесь  3,5  1,7  4,4  6,9  10
 Суглинок  3,5  1,7  4,4  6,9  10
 Глина  6,0  2,9  7,5  11,8  17
 Просадочный грунт  1,5  0,7  1,9  2,8  4,2
 Насыпной грунт с уплотнением  1,5  0,7  1,9  2,8  4,2
 Насыпной грунт без уплотнения  1,0  0,5  1,3  2,0  2,8

В таблице 1 приведена несущая способность одного фундаментного столба, со­зданного по технологии ТИСЭ. Она определена исходя из прочности влажного грунта и диаметра его опорной поверхности.

Величина несущей способности грунтов в таблице дана для глубины около 1,5 м. У поверхности она почти в 1,5 раза ниже.

Приведенные в таблице данные по несущей способности опоры не учитывают её увеличение за счет создания вокруг расширенной части опоры массива грунтобето­на, возникающего после просачивания в поры грунта цементного молока (рис. 1). Просачивание цементного молока сквозь структуру грунта происходит за счет гид­ростатического давления, создаваемого бетонной смесью.

Ореол грунтобетона вокруг опорной части фундаментного столба (Рис. 1)
 Рис. 1

Если грунтовой воды в скважине нет, то внедрение цементного молока в толщу грунта может происходить более чем на 6 см. В этом случае опора увеличит свою не сущую способность почти в 1,5 ра­за. При создании опор в песчаном грунте проникновение цементного молока может произойти более чем на 10 см, при этом несущая способность опоры увеличится почти в 2 раза (подбирая состав бетонной смеси, следует увели­чить относительное содержание цемента и воды на 20%). Еще раз напоминаем, что в таблице 1 это увеличение несущей способности опор не учитывается.

При наличии в скважине во­ды увеличение несущей способно­сти опор произойдет в незначи­тельной степени.

Сказочные возможности опор ТИСЭ

Замеры на строительной пло­щадке, проводимые в процессе воз­ведения двухэтажного каменного дома, показали, что на суглинис­том грунте при высоком уровне грунтовых вод опоры фундамента ' с диаметром расширения 0,6 м от нагрузки в 6 тонн просели всего на 7...8 мм. При такой высокой несущей способности даже две опоры, вы­полненные по технологии ТИСЭ, способны выдержать вес неболь­шого дома.

Разбивки фундаментных опор для нахождения среднего шага опор сначала следует определить потребное их количество. Для этого расчетный вес дома делится на не­сущую способность одной опоры.

Распределяя опоры по периме­тру фундамента, следует учиты­вать, что под внутренней несущей стеной, загруженной балками (пли­тами) перекрытий с двух сторон, шаг столбов следует уменьшить на 10... 15% по сравнению с шагом опор под внешними стенами.

Шаг фундаментных столбов при возведении каменных стен по технологии ТИСЭ не следует делать больше чем 2...3 м. Это позволяет обойтись небольшим попе­речным сечением ленты-ростверка. Столбы по внешнему периметру фундамента располагают, как правило, по его углам и на пересечении с внутренними стенами до­ма. Тем не менее, это необязательно.

Пример

Выполним разбивку фундаментных опор для двухэтажного дома 7x8 метров с внутренней силовой стеной и с пологой крышей.

Рассмотрим два варианта перекрытий - на деревянных балках и с бетонными пустотными плитами. Перекрытия утеплены минватой. Внешние стены возведены с использованием опалубки ТИСЭ-3 и имеют внутреннюю засыпную теплоизоляцию (трехслойная стена). Внутренняя стена возведена с опалубкой ТИСЭ-2.

Строительство выполняется на суглинистой почве с высоким уровнем грунто­вых вод (несущая способность грунта принимается 3,5 кг/см2). Исходные данные:

Площадь кровли  72 м2

Площадь чердачного перекрытия  50 м2

Общая площадь перекрытия первого

и второго этажа составляет   100 м2.

Площадь внешних стен (400 кг/м2)  160 м2

Площадь внутренних силовых стен (270 кг/м2)  50 м2

Общий периметр фундамента (по оси опор)  35 м2

Весовой расчет

Вес кровли из мягкого гофрированного листа (25 кг/м2)  1,8 т

Вес чердачного перекрытия

дерево/бетон (150/350 кг/м2)  7,5/17,5 т

Вес перекрытий 1 и 2 этажа

дерево/ бетон (200/400 кг/м2)  20/40 т

Вес внешних стен (400 кг/м2)  64 т

Вес внутренних стен (270 кг/м2)  13,5 т

Вес фундамента (ростверк и столбы - 450 кг/пог. м)  16 т

Вес полезной нагрузки (люди, оборудование, мебель...)  26 т

Вес снегового покрова (100 кг/м2)  7 т

Общий вес дома  156/186 т

Расчетная нагрузка на опоры фундамента должна быть больше максимального веса дома на 30%. Поэтому общий вес дома умножим на 1,3. Расчетный вес для дома:

-с деревянными перекрытиями  200 т

-с бетонными перекрытиями  242 т

При несущей способности одной опоры 10 т для дома с деревянными перекрытиями необходимы 20 опор, а с бетонными - 24. При общем периметре фундамента в 35 м сред­ний шаг опор для дома с деревянными перекрытиями - 1,7 м, а с бетонными - 1,4 м.

Внешние стены тяжелее в 1,5 раза, чем внутренняя стена, поэтому шаг опор под внутренней стеной не уменьшаем. При согласовании выбранного шага с реальными габаритами дома уточняем разбивку опор (рис. 2, а, б). Число опор может быть больше расчетного, если это удобно по разбивке.

Примеры разбивки опор фундамента (Рис. 2)
 Рис. 2

Из данного расчета можно дать и некоторые рекомендации по выбору материалов. При строительстве на слабых грунтах желательно использовать деревянные перекрытия, применять островерхие крыши с легким кровельным материалом. Выби­рая проект дома на очень слабых грунтах, следует ограничить его этажность, ориен­тируясь на одноэтажный дом с мансардой. Двух-трех этажный дом на слабых грун­тах лучше опирать на плиту.

При высоте ленты-ростверка больше 30 см опоры могут располагаться вне углов дома и вне узлов пересечения внешних и внутренних стен, да и шаг опор может иметь некоторый разброс по величине. Высокая изгибная жесткость ленты-роствер­ка помогает сгладить передачу сил на опоры.

Так тоже можно

Если при бурении скважин под опору фундамента попался валун, который обой­ти невозможно, то рядом можно пробурить новую скважину, не меняя разбивку ос­тальных опор фундамента (рис. 2, в).

Похожая ситуация может возникнуть, когда в каменном доме организуют про­ем под ворота гаража. В зоне проема лента ростверка разрывается, хотя при равно­мерном распределении нагрузки на фундамент следовало бы в зоне проема создать опору. Чтобы обойти это недоразу­мение, лента ростверка с каждой сто­роны проема поддерживается двумя близко расположенными опорами (рис. 2, г).

Если дом имеет ярко выражен­ную разность по этажности отдель­ных его частей, то и разбивка опор должна этому соответствовать.

При возведении стен та­кого дома в зоне перехода этажности в стену вводят эффективное гори­зонтальное армирование (сейсмопояс), исключающее появление тре­щин в зоне резкого изменения жест­кости стен. Лучшая зона расположе­ния горизонтального армирования - над надоконной перемычкой.

27120142