Проект ленточного фундамента

ленточный фундамент

Ленточный фундамент в практике строительства

На данной странице мы постараемся раскрыть актуальную тему подготовки проектов для устройства ленточного фундамента. Ленточные фундаменты пожалуй самый распространенный и древний вид фундаментов используемый в строительстве. Его возводили еще в древние времена, за несколько тысячелетий до нашей эры в Месопотамии, древнем Египте и древней Греции. история ленточного фундамента

Сегодня этот тип фундамента существенно уступает современным технологиям и используется в основном в малоэтажном и частном строительстве. В промышленном строительстве, применение этих фундаментов более распространено, что обусловлено спецификой индустриальных сооружений.

Решение о выборе фундамента ленточного типа обычно принимается на этапе подготовки проектной документации, после сбора, изучения и анализа исходной информации, выполнения оценочных расчетов и консультирования с заинтересованными сторонами проекта. Данный тип фундамента может быть назначен по предписанию заказчика, в этом случае некоторые параметры фундамента могут быть определены в техническом задании.

Классификация ленточных фундаментов

Ленточные фундаменты относятся к фундаментам мелкого заложения, которые выполняются в открытых котлованах или траншеях и устраиваются на естественных или искусственных основаниях.

Широкая популярность и большая история устройства такого фундамента привели к появлению к широкому разнообразию конструктивных решений. Конструкции ленточных фундаментов классифицируются: по используемому материалу, по способу изготовления, по характеру работы в грунте.

По характеру работы в грунте бывают фундаменты:

Жесткие;
Гибкие.

По способу изготовления используют фундаменты:

Сборные;
Монолитные;
Комбинированные (сборно-монолитные).

По материалу ленточные фундаменты разделяются на:

Бутовые;
Каменные;
Бутобетонные;
Бетонные;
Железобетонные.

Редко в строительной практике используют ленточные фундаменты из дерева или стали.

Конструкции и конфигурации

По конфигурации ленточные фундаменты могут быть независимыми, линейными конструкциями, или могут выполняться в виде перекрестных лент с обеспечением совместной работы для повышения жесткости конструктивной системы и перераспределения нагрузок. Совместная система ленточного фундамента, как правило, используется для сетки несущих колонн. Различные конфигурации ленточных фундаментов представлены на рисунках. конфигурация ленточного фундамента

Существует большое множество конструкций ленточных фундаментов. Раньше, до появления железобетона, конструкции ленточных фундаментов в основном выполняли в виде ступенчатой или наклонной формы. Такие конструкции устраивались из бута, бутобетона, кирпичной кладки или пиленого камня. Каменная кладка (бутовая или из искусственных камней) используется для фундаментов, не испытывающих значительные растягивающие напряжения. При проектировании бутовых и бутобетонных фундаментов руководствуются нормативной литературой. Бутовую кладку применяют при наличии дешевого местного бутового камня и при малом объеме фундаментов. Уширение бутовых и бутобетонных фундаментов производится уступами или устройством наклонных граней. Высота уступа принимается для бутобетона не менее 30 см, а для бутовой кладки – в два ряда бутовых камней, что составляет 35-60 см. Для исключения возникновения недопустимых растягивающих напряжений в нижней части кладки фундамента ограничивают отношение высоты уступов к ширине h/L, а также отношение h_ф/L. В настоящее время фундаменты на бутовой кладке используют достаточно редко, что обусловлено низкой эффективностью, высокими трудозатратами, не высокой работоспособностью – особенно при сложном воздействии нагрузок.

Фундаменты выполняемые из бетона занимают промежуточную нишу между каменными и железобетонными фундаментами. Их использование также ограничено в сооружениях не высокого уровня ответственности. Бетонные и бутобетонные фундаменты делают монолитными или сборными. Эти фундаменты допускают относительно необходимое уширение подошвы. Бетон и бутобетон используют для блоков подушек шириной до 1.0 м и чаще всего для фундаментных стеновых блоков. Минимальные марки этих материалов принимаются в зависимости от степени долговечности зданий и водонасыщенности грунтов в пределах 75-100.

Наиболее популярные в современной практике фундаменты выполняемые из железобетона. Железобетонные ленточные фундаменты могу быть как массивными (жесткими), так и гибкими. Применение железобетона в практике фундаментостроения обусловлено:

физическими характеристиками (плотность, температуропроводность, гидрофобность и пр.);
высокими прочностными свойствами;
высокой устойчивостью к химическим воздействиям;
не плохими деформационными параметрами;
высокой надежностью и долговечностью;
технологичностью;
и как следствие высокой экономической эффективностью.

Ленточные фундаменты из железобетона применяют во всех областях промышленно-гражданского строительства. Эти фундаменты хорошо работают на изгиб. Они широко используются, когда необходимо передать давление на значительную площадь при минимальной высоте фундаментов. Их делают в сборном исполнении и монолитными. Для устройства монолитных отдельных железобетонных фундаментов применяют бетон класса В15 и В25, для ленточных под колонны и сплошные фундаменты плит используется бетон класса В25 и выше.

За многие годы применения в практике строительства доказали свою высокую экономическую и технологическую эффективность сборные фундаменты из железобетона. В период развития сборного домостроения имели широкую популярность эти конструкции фундаментов, которые обеспечивали снижение сметной стоимости строительства. Повышение экономической эффективности удавалось достичь за счет унификации технологических процессов, скорости возведения сборных конструкций и за счет оптимизации материалов применяемых конструкций. прерывистый ленточный фундамент Однако, в последнее время в России их популярность существенно снизилась. Сборные фундаменты под стены обычно состоят из подушки и фундаментной стенки. Подушка фундаментов собирается из блоков-подушек. Размеры типовых блоков можно найти в справочной литературе. Фундаментные подушки могут располагаться непрерывно или с определенным шагом. Плотность расположения определяется на основе подробного расчетно-технического обоснования, как правило, на надежных основаниях с высокими прочностными и деформационными параметрами.

Исходные данные для проектирования

Проект ленточного фундамента разрабатывается на основании исходных данных, и как правило в составе комплексных работ по подготовке проектной документации конструктивного раздела. Ленточный фундамент является разновидностью фундаментов мелкого заложения, которые устраиваются при откопке котлованов или траншей. Поэтому при анализе исходных данных необходимо особенное внимание уделять гидрогеологическим факторам, особенно глубине подземных вод, плотности застройки, при строительстве в городской черте. При неблагоприятных инженерно-геологических, гидрогеологических и геотехнических факторах может возникнуть необходимость разработки проекта устройства ограждающих конструкций котлована, проекта строительного водопонижения.

Состав исходных данных на разработку проекта ленточного фундамента зависит от тех или других особенностей проекта, но в большинстве случаев, в нем, должны присутствовать следующие элементы:

Исходные данные на проектирование

Процесс проектирования

Проектирование фундаментов осложняется необходимостью учета множественных факторов, которые могут оказать решающее влияние при возведении и эксплуатации фундаментных конструкций. Это требует комплексного подхода в процессе проектирования.

В каждом отдельном проекте необходимо разрабатывать свою технологию проектирования. Ошибки в технологии проектирования обычно приводят к существенному удорожанию всего проекта, к задержке сроков, а иногда к провалу проекта.

Так как разработка проекта фундамента является частным связующем звеном общего процесса проектирования всего объекта, то необходимо понимать, что от правильного учета технологии зависят многие показатели эффективности проекта, в том числе надежность и эффективность самого фундамента. Общая стоимость подземной части здания (фундаменты, подвальные этажи), в среднем составляет 15%, в некоторых случаях достигает 25% в общей структуре сметной стоимости проекта строительства здания или сооружения.

Основные элементы технологического процесса проектных работ: технология проектирования фундаментов

Учитываемые факторы при проектировании ленточных фундаментов

Архитектурные решения

Выбор фундамента ленточного типа производят с учетом компоновочной и конструктивной системы здания. Как правило, этот тип фундамента используется при стеновой и ствольной конструктивных системах, реже при блочной или комбинированной. Хотя, конечно же, возможно устройство этого типа фундамента и при других видах конструктивных систем, например каркасных. Действительно, последние варианты встречаются в практике строительства, но это скорей исключение из правил.

Часто компоновочные и объемно-планировочные решения, например проектирование подвала или цокольного этажа, влияют на глубину заложения фундамента. Требования к глубине подвальных этажей и режиму их эксплуатации может привести к дополнительным, повышенным мероприятиям по гидроизоляции подземных конструкций.

Нагрузки и воздействия

От величины нагрузки, действующей на фундаменты сооружения зависят размеры ленточного фундамента, его работоспособность и конечные осадки сооружения. На одной и той же площадке при разной интенсивности нагрузок может потребоваться разная глубина заложения подошвы или площадь фундамента.

На тип фундамента и отметку его заложения может повлиять и характер действия нагрузки. Например, при наличии воздействий на фундамент вертикальной нагрузки вверх (анкерные фундаменты), глубина заложения фундамента определяется требованиями надлежащей заделки фундамента в грунте или увеличении массы конструкции фундамента. При сложном нагружении - одновременном воздействии вертикальных, горизонтальных и например, крутящих нагрузок, приходится отходить от традиционных конструкций фундаментов и разрабатывать системы которые способны сопротивляться всем предполагаемым нагрузкам.

Нагрузки и воздействия имеют статистическо-вероятностную природу которая обязана учитываться при разработке проектов фундаментов, т.к. от этого на прямую зависит их надежность и безопасность жизни и здоровья людей. функция нагрузок на фундаменты

На рисунке представлен пример статистической функции распределения суммарных кратковременных нагрузок.

См. пример сбора и расчета нагрузок на основе теории предельных состояний.

Инженерно-геологические условия

Геологическое строение участка может быть весьма разнообразным по количеству инженерно-геологических элементов, характеру напластования пород, по однородности строения, состава и свойствам. При рассмотрении инженерно-геологических условий площадки принимают во внимание сезонные процессы замораживания грунтов, наличия специфических пород (просадочных, набухающих, искусственных слоев и пр.), глубину расположения грунтовых вод и сезонные колебания, химический состав грунтов и подземных вод, их агрессивность по отношению к материалу фундаментов и пр. геология ленточного фундамента

Ленточные фундаменты устраивают как правило на естественных основаниях, преимущественно однородного строения без присутствия слабых и специфических грунтов, и не в сложных инженерно-геологических условиях.

Важным фактором при проектировании фундаментов, является наличие или возможность развития опасных геологических процессов.

При разработке проекта ленточного фундамента всегда выполняется основная задача по определению глубины его заложения, которая устанавливается с учетом:

инженерно-геологических условий, состава, строения и свойств грунтов основания, наличия опасных геологических процессов (суффозии и просадочности грунтов, сейсмических или оползневых, и т.д.);
гидрогеологических условий, глубины подземных вод, скорости фильтрации потоков и агрессивности по отношению к материалам фундаментов здания;
климатических условий района строительства, значений абсолютных температур холодного или аридного периода, температуропроводных параметров грунтов и пр.;
интенсивности и характера нагрузок и воздействий на грунтовый массив;
назначения объекта, его архитектурно-конструктивных особенностей, уровня ответственности возводимых и примыкающих к ним сооружений;
способов производства работ по возведению фундаментов,

Глубину заложения ленточного фундамента в дисперсных грунтах, принимают не менее 0.5 м от поверхности земли.

Физико-механические параметры грунтов и материалов

Важным фактором который необходимо учитывать при разработке проекта фундамента являются прочностные и деформационные параметры грунта – угол внутреннего трения j, удельное сцепление С, модуль деформации Е и другие. На прочных, хороших грунтах не требуется устройство больших выносов фундаментной подушки. Осадки в процессе эксплуатации принимают не большие значения и в целом являются равномерными. физико-механические характеристики грунтов

По другому обстоят дела при наличии слабых грунтов (пылевато-глинистых текучих консистенций, органогенных и биогенных и др.) в основании фундаментов. В этом случае приходится существенно развивать подошву плиты, увеличивать глубину заложения фундамента, выполнять мероприятия по замене грунтов или их усилении. Термин слабого грунта является достаточно относительным, т.к. для легких сооружений и с жесткой конструктивной системой один и тот же грунт может оказаться пригодным для использования в качестве основания, а для другого сооружения, с тяжелым режимом нагрузок и воздействий, при развитой сетки колонн этот же грунт может попасть в категорию слабого.

Геотехнические факторы

На глубину фундамента, на его тип и конструкцию влияет расположение сооружений окружающей застройки – тоннелей, каналов, сетей инженерно-технического обеспечения, фундаментов прилегающих зданий и пр.

В месте примыкания проектируемого фундамента к существующим его подошву рекомендуется располагать на том же уровне. Закладка на более низком или высоком уровне возможна только при расчетном обосновании и соблюдении особых требований к производству работ.

Гидрогеологические условия

В большинстве случаев, фундаменты стараются размещать выше текущих и прогнозных уровней грунтовых вод. В основном это связано со сложностью выполнения строительно-монтажных и земляных работ. Строительное водопонижение, осушение котлованов может привести к изменению физико-механических параметров грунтов, к увеличению сметной стоимости.

Динамика течения подземных вод, их химический и бактериальный состав может существенно отразится на долговечности фундаментов, приводить к суффозии грунтовых массивов, изменению их физико-механических характеристик.

Динамика колебаний отметки подземных вод, возможность капиллярного подъема в дисперсных грунтах должна учитываться при проектировании отметки заложения фундамента и гидроизоляционной системе подземных конструкций.

Уровень грунтовых вод учитывается при расчете процессов морозного пучения, оценки напряженно-деформированного состояния основания при замораживании. агрессивность подземных вод

Предельные значения деформаций и осадок

Абсолютные осадки рассматриваются для различных сечений сплошного ленточного фундамента. Как правило, стараются производить расчеты с наиболее неблагоприятным напластованием грунтов. Для всего здания или сооружения рассчитывают не менее трех сечений, для одного типа конструкции фундамента, имеющих в основании различный состав и мощность инженерно-геологических элементов или различную отметку заложения.

Расчетные значения осадок не должны превышать предельных значений устанавливаемых действующей нормативной документацией, в частности СП 22.13330, см. рисунок.

предельные осадки фундаментов

Предельные значения осадок регламентируют для случаев равномерной осадки, однако при расчете деформаций оснований и фундаментов необходимо также оценивать возможные перекосы, крены, относительные прогибы или выгибы конструкций фундаментов.

Перекос определяется по максимальной разности осадок двух соседних опор, отнесенной к расстоянию межу их осями, если обеспечивается сохранение вертикального положения этих опор, см. рисунок. перекос фундаментов

Крен происходит когда опора получает отклонение от вертикали, а также при неодинаковых осадках краевых точек фундамента. Крен определяется как разность осадок, рассчитанная к соответствующему размеру фундамента или расстоянию между осями, см. рисунок. крен фундаментов

Относительный прогиб характеризуется стрелой прогиба (выгиба), в отношении к изгибаемой длине участка стены. Этот параметр рассматривается при конструкциях стен здания, способных оказывать сопротивление изгибу.

Неравномерные осадки не должны превышать предельных значений установленных нормативными документами или технических (технологическим) заданием на проектирование, или техническими условиями которые выдает эксплуатирующая организация.

прогибы и выгибы фундаментов

Расчет ленточного фундамента

В инженерной практике распространены методы расчетов ленточных фундаментов на основе теории предельных состояний в соответствии с регламентируемыми нормативной документацией методами.

В этом случае расчеты ленточного фундамента выполняют:

По первому предельному состоянию (несущей способности, устойчивости), в том случае когда:

Основание находится под воздействием горизонтальных нагрузок (подпорные стенки, ограждающие конструкции котлованов и пр.);
Рассматривается основание здания расположенного вблизи искусственных откосов, котлованов и природных склонов;
Фундаменты воспринимают выдергивающие нагрузки;
Основание представлено специфическими грунтами (водонасыщенными глинистыми, органогенными и биогенными и др.);
Увеличивается нагрузка при реконструкции здания или сооружения;
Основания сложены скальными породами;
Здание (сооружение) является особо ответственным.

Расчеты оснований по второму предельному состоянию (по деформациям), выполняют для всех зданий и сооружений, если основание представлено дисперсными грунтами.

Расчетные методы основанные на теории предельных состояний широко применяются не только в нашей стране. Однако, здесь необходимо понимать, что теория предельных состояний является лишь частным случаем теории надежности базирующейся на вероятностно-статистических методах количественного расчета работоспособности системы основание-фундамент-сооружение, учитывающей стохастическую природу нагрузок и воздействий, их сочетаний, стохастическую природу свойств конструкционных материалов и неоднородность стратиграфии, литологии, геологических процессов, а также свойств горных пород.

Вероятностно-статистические расчеты оснований и фундаментов регламентируются действующей нормативной документацией.

Для точного учета различных факторов более корректным является выполнение расчетов не отдельно друг от друга оснований, ленточных фундаментов и конструкций здания, а по единой схеме учитывая нелинейные физические, геометрические и конструктивные факторы. Столь сложный учет нелинейных факторов достигается за счет применения численных расчетов на основе методов конечных разностей, конечных элементов, дискретных элементов и пр.

Помимо расчетов оснований фундаментов, которые должны рассчитываться во взаимодействии со всеми природными и техническими элементами системы (фундаменты, конструкции подземной и надземной части здания, элементы окружающей застройки и пр.), в обязательный состав расчетных работ входят расчеты непосредственно конструкций фундаментов.

Технология устройства фундаментов. Состав работ.

Учет технологии производства работ является обязательным фактором при подготовке документации на устройство фундаментов мелкого заложения. Не учет элементов работ или их последовательности может не только привести к существенному удорожанию проекта, такое обстоятельство способно временно остановить производство работ, и даже создать необходимость по изменению проектной документации и повторному прохождению государственной экспертизы. Особое внимание необходимо уделять при строительстве в условиях плотной застройки.

Каждый объект строительства является уникальным по тем или другим признакам, в том числе по составу и последовательности выполнения строительно-монтажных работ, поэтому обязательным разделом (Раздел 6) проектной документации является – Проект организации строительства (ПОС), в состав которого должен входить проект производства работ по устройству фундаментов и подземных конструкций здания. Некоторые работы и задачи присутствуют практически во всех проектах.

Технологический состав строительных работ по возведению ленточных фундаментов:

Земляные работы:
1. Разработка грунта техническими средствами;
2. Разработка грунта вручную;
Водоотлив и строительное водопонижение;
Крепление стенок котлована;
Устройство деревянного шпунтового ограждения;
Устройство песчаной или гравийной подготовки;
Устройство цементно-песчаной или бетонной подготовки;
Устройство дренажной системы;
Укладка/монтаж теплоизоляции;
Устройство гидроизоляционной системы;
Возведение сборных или монолитных фундаментов и стен подвала;
Выполнение обратной засыпки

Преимущества и недостатки ленточного фундамента

Явные преимущества и недостатки данного типа фундамента сложно сформулировать для всех строительных площадок. Как уже было показано в данной статье выбор фундамента, его проектирование зависит от множества различных внешних, внутренних, явных и неявных факторов. То есть оценка преимуществ или недостатков происходит в процессе выбора и проектирования фундамента, и даже при этом не всегда имеется возможность однозначного отнесения тех или других факторов к плюсам или минусам.

Однако, основное, что однозначно выделяет фундаменты мелкого заложения от других типов – это возраст данного типа фундамента, который насчитывает уже много тысячелетий. Этот фактор одновременно говорит о простоте конструкции и ее устройства - для чего не требуются высокотехнологичные механизмы и высококвалифицированные специалисты, что очевидно является преимуществом. В то же время, столь архаичная, простая конструкция фундамента не учитывает развития современных строительных технологий, такая конструкция не может быть использована в ряде геологических и геотехнических условий, что очевидно говорит о недостатке.

Таким образом, можно однозначно подвести итог – ленточные фундаменты не являются эффективным типом фундаментов в контексте развития современных строительных технологий.

К примеру, коллективу нашей компании, ни разу за последнее десятилетие не приходилось сталкиваться с проектированием и строительством ленточных фундаментов для капитальных зданий и сооружений в городской среде, в условиях плотной застройки.

Система ленточного фундамента для дома является относительно не сложной. Существует множество примеров их устройства без участия профессиональных проектировщиков или строителей. Однако, при этом, практика строительства показывает, что даже при разработке проектов и при возведении фундаментов профессионалами случаются ошибки, недочеты, которые приводят к повреждениям объекта и к последующим дополнительным затратам. Для снижения рисков серьезных ошибок, разработку проектов ленточных фундаментов необходимо выполнять с учетом отработанной технологии при тесном взаимодействии специалистов различного профиля с соответствующей квалификацией и опытом: инженеров-геологов, геотехников, проектировщиков, производителей работ.

Цель данной статьи скорей информационная. Мы не ставили задачу полного изложения материала для возможности самостоятельного выбора типа фундамента и его проектирования - это просто невозможно! Задача по проектированию фундаментов является абсолютно не тривиальной – о чем, вы наверное уже догадались при просмотре представленного материала. Правда заключается в том, что даже после прохождения полного строительного курса «Основания и фундаменты» в высшем учебном заведении остается много вопросов, ответы на которые занимают еще несколько лет профессиональной практики, а не редко всю последующую жизнь.

К сожалению, на просторах интернета подавляющее большинство контента - статей, блогов и пр. говорит об обратном, предлагая упрощенные и «единственно» правильные «способы и методы» по самостоятельному проектированию, расчету и строительству фундаментов. Нет, это не значит, что люди не делятся дельными советами, положительной практикой, однако на одних советах цельная картина не сформируется и опыт строительства не появится. Да и как отличить дельный, корректный совет от ошибочного мнения без знания и опыта? Увы, в большинстве случаев самостоятельное строительство способно привести лишь к существенным затратам или даже разрушениям.

Единственное, что бы настоятельно хотелось бы порекомендовать нашему читателю, при проектировании и строительстве фундаментов – это обращаться в специализированные организации, где гарантированно вы найдете профессиональную помощь, например такие как – НИИОСП, Фундаментпроект или в нашу организацию НПКБ СтройПроект, в которой работают профессиональные инженеры-геологи, геотехники, конструкторы с профильным образованием, кандидаты и доктора наук.

Срок разработки проекта ленточного фундамента в нашей организации - от 5 рабочих дней.

Цена проекта ленточного фундамента - от 12 000 рублей.

Наша организация предлагает комплексные работы по подготовке проектной и рабочей документации на устройство свайного фундамента для зданий и сооружений.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

РАЗРАБОТКА ДОКУМЕНТАЦИИ НА СТРОИТЕЛЬСТВО

Более полную информацию по разработке документации на устройство свайного фундамента вы можете получить позвонив нам по телефону + 7 (499) 350-23-58, или оставив заявку по форме или по электронной почте.

< Назад