Что такое основание здания
Основание здания
Для того чтобы возвести фундамент строения, необходимо выяснить качество рабочего грунта или основания. Чем прочнее основание, тем дольше простоит сооружение.
Каждое здание имеет опорой один из верхних слоев земли — грунт или скальную породу. Грунт — рыхлые горные породы со сцеплением между составными минеральными частицами значительно слабее прочности самих частиц. Скальные породы — прочные горные породы, в состав которых входят частицы с крепкой взаимной связью. Эти породы обнаруживаются в виде сплошного массива или же слоя, покрытого расколами. В широком значении слова под грунтом подразумевается также и скальная порода, которая используется в качестве основания здания. А под основанием имеется в виду масса грунта, которая располагается ниже уровня фундамента. На основание приходится совокупная нагрузка от здания. Основания подразделяются на естественные и искусственные.
Такие основания представляют собой грунт, расположенный ниже уровня фундамента здания и обладающий в своем природном состоянии необходимой несущей способностью для того, чтобы обеспечить нужную или допустимую по уровню и равномерности осадки устойчивость дома.
Это грунт, который в природном состоянии не имеет необходимой несущей способности на допустимой глубине заложения фундамента здания (например, подвижные грунты). Такие основания следует упрочнять искусственным образом. Осадка может быть как равномерной, так и неравномерной. Когда осадка равномерная, это значит, что все части здания оседают с одинаковой скоростью и на одинаковом уровне. Но наибольшую опасность для сохранности здания представляет не сама величина осадки, а ее неравномерность.
Любое основание должно иметь необходимую прочность, то есть обладать минимальным уровнем сжатия при нагрузке на него. На прочность грунта влияет его минералогический состав, геологическое строение, плотность и количество в нем влаги. Недостаточной прочностью обладают верхние слои земной коры, так как они содержат органические примеси и подвергаются выветриванию и эрозии. Вот почему подошву фундамента следует закладывать глубже верхнего уровня почвы.
Естественные основания в своем природном состоянии должны обладать необходимой несущей способностью, иметь небольшую и равномерную сжимаемость, обеспечивающую равномерную осадку здания в допустимых пределах, и неподвижность. Естественные основания не должны подвергаться размыванию грунтовыми водами, выщелачиванию и подвергаться риску вспучивания при промерзании (или же залегать ниже уровня промерзания).
Если проектируемое здание будет стоять на естественных основаниях, следует принимать во внимание тот факт, что давление от самого здания вполне может разрушить основание, если оно не обладает достаточной несущей способностью. Возможен вариант, что само основание и не разрушится, но осадка при этом будет столь неравномерной, что в здании появятся трещины или же более значительные дефекты. Именно поэтому расчеты несущей способности основания и характера его деформации следует проводить раздельно.
Большое влияние на физическое состояние, структуру и механические свойства грунтов оказывают грунтовые воды. Они уменьшают несущую способность основания. В некоторых случаях уровень грунтовых вод может варьироваться в следствие изменения сезонного течения или по причине каких-либо технических действий (планирование работ, прокладка дренажа или ливневой канализации и т. д.). Также следует обращать внимание и на то, что при неучтенном во время проектирования изменении уровня грунтовых вод, возможна дополнительная неравномерная осадка здания.
Выщелачивание грунта — следствие содержания в нем легко растворимых в воде веществ и примесей (гипса и т.д.). Выщелачивание способствует нежелательному увеличению пористости основания, что в свою очередь ведет к опасным деформациям здания. Для того, чтобы избежать этого устраивают специальные системы для понижения уровня грунтовых вод.
Одной из основных причин увеличения объема грунтов при промерзании является их высокая влажность, так как вода, превращаясь в лед, увеличивается в объеме. Вспучивание грунта также ведет к деформации всего строения. Но не только от влажности зависит способность грунтов вспучиваться. Их зерновой состав и уровень грунтовых вод также оказывают влияние на это процесс. Чем меньше размер зерен грунта, чем ближе уровень грунтовых вод к зоне промерзания, тем больше величина его пучения.
Неподвижность грунта основания зависит главным образом от неподвижности всего напластования. Возможен вариант скольжения одного пласта по поверхности другого, если эти пласты расположены под определенным углом по отношению друг к другу. Такое скольжение или, как его еще называют, оползень крайне опасно, так как может увлечь за собой здание и привести к его разрушению. Борьба с оползнями достаточно трудна, поэтому не рекомендуется строить здания на подверженных подобным деформациям грунтах.
Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:
Что такое основание здания
ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Soil bases of buildings and structures
Дата введения 2017-07-01
Предисловие
Сведения о своде правил
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 22.13330.2011
Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2019; М.: Стандартинформ, 2020
Введение
Настоящий документ содержит указания по проектированию оснований зданий и сооружений, в том числе подземных, возводимых в различных природных условиях, для различных видов строительства.
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование оснований вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений в котлованах, траншеях и открытых выработках.
Настоящий свод правил не распространяется на проектирование оснований гидротехнических сооружений, дорог, аэродромных покрытий, сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, а также оснований глубоких опор и фундаментов машин с динамическими нагрузками.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил приведены ссылки на следующие документы:
ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава
ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 21153.2-84 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии
ГОСТ 23278-2014 Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости
ГОСТ 23740-2016 Грунты. Методы определения содержания органических веществ
ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений
ГОСТ 24847-2017 Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания
ГОСТ 25584-2016 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 30416-2012 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения
ГОСТ 30672-2012 Грунты. Полевые испытания. Общие положения
СП 14.13330.2018 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах»
СП 15.13330.2012 «СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции» (с изменениями N 1, N 2, N 3)
СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (с изменениями N 1, N 2)
СП 21.13330.2012 «СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах» (с изменением N 1)
СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты» (с изменениями N 1, N 2, N 3)
СП 25.13330.2012 «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» (с изменениями N 1, N 2, N 3)
СП 26.13330.2012 «СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками» (с изменением N 1)
СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии» (с изменением N 1)
СП 31.13330.2012 «СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» (с изменениями N 1, N 2, N 3, N 4)
СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»
СП 45.13330.2017 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты» (с изменением N 1)
СП 47.13330.2016 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»
СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства» (с изменением N 1)
СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»
СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменениями N 1, N 3)
СП 71.13330.2017 «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия» (с изменением N 1)
СП 100.13330.2016 «СНиП 2.06.03-85 Мелиоративные системы и сооружения» (с изменением N 1)
СП 103.13330.2012 «СНиП 2.06.14-85 Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод»
СП 116.13330.2012 «СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения»
СП 118.13330.2012 «СНиП 31-06-2009 Общественные здания и сооружения» (с изменениями N 1, N 2, N 3)
СП 126.13330.2017 «СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве»
СП 131.13330.2018 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология»
СанПиН 2.1.7.1287-03 Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы
СанПиН 2.1.7.1322-03 Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 армированный грунт: Композитный материал, состоящий из насыпного грунта и армирующих его более прочных элементов.
3.2 армированный массив грунта: Естественный грунтовый массив, усиленный армирующими элементами.
3.3 барражный эффект: Эффект, возникающий вследствие полного или частичного перекрытия водоносного горизонта подземным сооружением или его частью, проявляется в подъеме уровня подземных вод перед преградой фильтрационному потоку и его снижении за ней.
Что такое основание здания
Все здания и сооружения основываются на грунте. Слой грунта, на который передаются нагрузки от здания или сооружения, называется основанием. Грунт как основание здания или сооружения должен быть однородным и обладать достаточной несущей способностью.
Несущая способность грунта характеризуется его расчетным сопротивлением; учитывая, что практически все грунты (кроме скальных) под действием нагрузки дают со временем осадки, расчетное сопротивление выбирают исходя из величины безопасных для зданий и сооружений многолетних осадок. Поэтому расчетное сопротивление зависит не только от качества грунта непосредственно под подошвой фундамента, но и от напластования грунтов в пределах всей сжимаемой толщи и определяется по результатам бурения скважин (рис. 1) при изысканиях на площадке.
Однородность в пределах площади, занимаемой зданием или сооружением, важна для обеспечения равномерных осадок. Неравномерные осадки особенно опасны.
Рис. 1. Разрез по скважинам
Грунт, используемый в качестве основания без каких-либо мероприятий по изменению его свойств, называется естественным основанием. Применяя мероприятия, повышающие несущую способность грунта, получают искусственное основание.
В СНиПе предусмотрена разработанная специально для строительных целей следующая классификация грунтов как естественных оснований:
Вечномерзлые грунты распространены в России в основном за полярным кругом, но встречаются (в виде островной вечной мерзлоты) даже южнее 50-й параллели (южнее Иркутска, Читы и др.).
В своем природном состоянии все виды вечномерзлых грунтов обладают высокой несущей способностью. Однако при оттаивании (размораживании) водонасыщенных вечномерзлых грунтов их несущая способность может снизиться до нуля, например при наличии в толще грунта масс ископаемого льда.
Основными видами искусственных оснований промышленных зданий и сооружений являются следующие:
1. Песчаные подушки (рис. 2, а) заменяют природный слабый грунт под фундаментом (слоем более качественного искусственного песчаного грунта). Размеры песчаной подушки определяются расчетом так, чтобы давление от подушки на нижележащий природный слой грунта не превышало его несущей способности.
2. Свайное основание. В зависимости от способа передачи нагрузки сваями на грунт различают сваи-стойки (рис. 2, б), опирающиеся концами на плотный, глубоко залегающий слой грунта (материк), и висячие (рис. 2, в), держащиеся в грунте трением или зацеплением.
В зависимости от способа опускания в грунт сваи делят на забивные (железобетонные) и набивные (бетонные, железобетонные), бетонируемые непосредственно в скважинах, предварительно получаемых вращательным или ударным бурением.
Рис. 2. Искусственные основания;
Из перечисленных наиболее распространены железобетонные забивные сваи квадратного сечения со стороной 200-400 мм. В последние годы в практике строительства крупных сооружений (мостов, башенных копров и др.) все чаще применяются сваи-оболочки в виде железобетонных труб диаметром до 3 м. Такие сваи опускаются в грунт (до материка) при помощи вибропогружателей, затем грунт из полости сваи удаляется и свая (в нижней части) заполняется бетоном.
Применение свайных фундаментов в промышленном строительстве до сих пор ограничивалось случаями наличия на строительной площадке слабых грунтов. Исследования, проведенные в последние годы, показали, что свайные фундаменты можно успешно применять и при нормальных грунтовых условиях, при глубине заложения фундаментов 3—4 м, так как, несмотря на сравнительно высокую стоимость забивки свай, уменьшение объема земляных работ и объема бетона в фундаментах делается свайные фундаменты более экономичными.
3. Различные способы закрепления или уплотнения грунтов. Сюда относятся:
Для закрепления водонасыщенных грунтов и во избежание затопления котлована на время постройки сооружений глубокого заложения используют также замораживание мелкозернистых грунтов и битумизацию трещиноватых скальных грунтов.
В связи с бесконечным разнообразием местных грунтовых условий выбор основания и его расчетного сопротивления может быть сделан только на основании инженерно-геологических изысканий на местности. Конкретной целью таких изысканий является выявление напластования грунтов, их влажности, уровня и химического состава грунтовых вод и др.
Глубина заложения фундаментов
Глубина заложения фундаментов, основываемых на скальных и крупнообломочных грунтах и на песках гравелистых крупных и средней крупности, принимается независимо от глубины промерзания и уровня грунтовых вод.
Глубина заложения фундаментов, основываемых на песках мелких и пылеватых, а также на супесях, суглинках и глинах малой и средней влажности, определяется в зависимости от взаимного расположения уровня промерзания и уровня грунтовых вод (рис. 1). При тех же грунтах, но высокой влажности, глубина заложения фундаментов принимается во всех случаях не менее глубины промерзания, во избежание повреждения зданий при пучении грунта.
Рис. 1. Глубина заложения фундаментов в глинистых грунтах
Глубина заложения фундаментов внутренних стен и колонн отапливаемых зданий принимается независимо от глубины промерзания, поскольку грунт промерзает только по периметру такого здания.
Верх фундаментов сборных железобетонных колонн располагают на уровне планировки грунта, так как это дает возможность полностью закончить работы нулевого цикла (устройство фундаментов, прокладку подземных коммуникаций, обратную засыпку всех котлованов и траншей и планировку поверхности грунта) до начала работ по монтажу каркаса, покрытия и других надземных частей здания.
Верх фундаментов стальных колонн приходится располагать на 0,8—1,0 м ниже с таким расчетом, чтобы башмак колонны был закрыт полом.
Если при этом подошвы фундаментов не достигают необходимой глубины заложения, то под фундамент закладывают подушку из тощего бетона, плотно утрамбованного песка или шлака и прочее (рис. 2, а) или делают фундамент с удлиненным подколонником (рис. 2, б).
Заглубленные фундаменты монолитных железобетонных колонн из тех же соображений бетонируют совместно с подколенником (рис. 2,в).
Рис. 2. Способы заглубления подошвы фундаментов: а — фундамент сборной железобетонной колонны с подушкой; б — то же, с железобетонным подколонником; в — фундамент монолитной железобетонной колонны: 1 — фундамент; 2—подушка; 3 — подколонник
В тех случаях, когда в здании имеются туннели, приямки или подвалы, фундаменты, непосредственно примыкающие к таким сооружениям, закладывают на такую глубину, чтобы при вскрытии котлована с соблюдением углов естественного откоса грунта все фундаменты основывались на нетронутом грунте (рис. 3,а). С этим требованием необходимо также считаться, когда проектируемое здание пристраивается к существующему.
Рис. 3. Уступчатое заглубление фундаментов:
а — фундаменты колонн; б — ленточный фундамент стены
В фундаментах под стены переход от более заглубленных частей к менее заглубленным делают уступами (рис. 3, б).
Выбор основных размеров фундамента
Расчетное сопротивление основания зависит от многих причин — вида грунта, его пористости, влажности, напластования слоев и обычно лежит в пределах от 1 до 2—2,5 кГ/см2.
Площадь подошвы F центрально нагруженного фундамента определяется по формуле центрального сжатия.
При внецентренном расположении колонны на фундаменте, при наличии в нижнем сечении колонны изгибающего момента или поперечной силы основание под подошвой фундамента работает на внецентренное сжатие. При этом отрицательные (растягивающие) напряжения под подошвой фундамента не допускаются.
Конструкции фундаментов
Фундаменты под несущие стены располагаются по всему их периметру и называются ленточными (рис. 4, а).
Сборный ленточный фундамент выкладывается на растворе, из блоков двух видов: стеновых бетонных (неармированных) пустотелых блоков и железобетонных блоков-подушек. При малой нагрузке на фундамент и высоком расчетном сопротивлении основания блоки-подушки могут отсутствовать.
Бутовые ленточные фундаменты — раньше очень широко распространенные — имеют по сравнению со сборнымиными-
го больший объем (рис. 4, б, в), совершенно не индустриальны, трудоемки и, кроме того, требуют высококвалифицированной рабочей силы. По этим причинам они в промышленном строительстве теперь не применяются.
Фундаменты сборных железобетонных колонн (рис. 5, а) делают в виде ступенчатого массива, армированного понизу, с выемкой (называемой стаканом) для колонны. После установки колонны остающийся объем стакана заполняется бетоном. После его отвердения колонна и фундамент превращаются в единое целое.
Рис. 4. Ленточные фундаменты:
а — план; б — сечение сборного ленточного фундамента; в — сечение бутового ленточного фундамента; 1 — продольная стена; 2 — поперечная стена; 3 — прямоугольный блок; 4 — блок-подушка 
Рис. 5. Конструкции фундаментов колонн:
а — ступенчатый фундамент сборной железобетонной колонны; б — фундамент стальной колонны; 1 — железобетонная колонна; 2 — башмак стальной колонны
Фундаменты сборных колонн, имеющие небольшой вес, делают сборными, т. е. изготовляют на заводе (или полигоне) и устанавливают на место кранами на слой песка или гравия. Крупные фундаменты колонн бетонируются на месте.
Фундамент монолитной колонны отличается от фундамента сборной колонны отсутствием стакана. Для связи колонны с фундаментом ее арматура доводится до низа фундамента.
Фундамент стальной колонны (рис. 5, б) делают с тщательно выравненной поверхностью, из которой выступают анкерные болты, закладываемые в фундамент при его бетонировании. Стальную колонну устанавливают башмаком на фундамент так, чтобы анкерные болты прошли в вырезы (или отверстия) башмака, и закрепляют гайками.
При проектировании многоэтажных зданий с тяжелыми нагрузками на слабых грунтах иногда приходится от отдельно стоящих фундаментов переходить к ленточным железобетонным (монолитным) фундаментам (рис. 6). При значительной ширине лент (приближающейся к расстоянию между осями колонн) они сливаются, превращаясь в сплошную плиту с выступающими вверх ребрами.
Рис. 6. Фундамент в виде пересекающихся железобетонных лент
При резко различающейся высоте соседних частей здания, при расширении и в других случаях во избежание повреждения конструкций в результате неравномерных осадок фундаментов, здание разрезают до грунта осадочными швами, которые в надземной части совмещают с температурными.
Фундаментные балки
заменяют собой фундаменты для самонесущих и нижней части ненесущих стен. Эти балки всегда делают сборные железобетонные. Ширина фундаментной балки поверху определяется толщиной опирающейся на нее стены; ширина понизу, определяемая расчетом прочности балки и необходимостью размещения арматуры, обычно бывает меньше. Поэтому фундаментные балки имеют тавровое поперечное сечение.
Фундаментные балки укладывают концами на уступы фундаментов колонн так, чтобы верх балок располагался на 30 мм ниже уровня пола. С этой целью под концами фундаментных балок делают бетонные столбики необходимой высоты.
Основание здания или сооружения
Федеральный закон от 30.12.2009 N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»
Смотреть что такое «Основание здания или сооружения» в других словарях:
основание здания или сооружения — основание Массив грунта, воспринимающий нагрузки и воздействия от здания или сооружения и передающий на здание или сооружение воздействия от природных и техногенных процессов, происходящих в массиве грунта. [Технический регламент о безопасности… … Справочник технического переводчика
ОСНОВАНИЕ ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ — Массив грунта, воспринимающий нагрузки и воздействия от здания или сооружения и передающий на здание или сооружение воздействия от природных и техногенных процессов, происходящих в массиве грунта. Федеральный закон от 30.12.2009г. № 384 ФЗ (ст.2) … Комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности зданий и сооружений
СП 21.13330.2012: Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах — Терминология СП 21.13330.2012: Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах: 3.1 выработка горная ( mine opening): Полость в земной коре, образуемая в результате осуществления горных работ с целью разведки и добычи… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Воздействие на строительные конструкции или основание здания, сооружения — 4) воздействие явление, вызывающее изменение напряженно деформированного состояния строительных конструкций и (или) основания здания или сооружения;. Источник: Федеральный закон от 30.12.2009 N 384 ФЗ Технический регламент о безопасности зданий … Официальная терминология
Нагрузка на строительные конструкции или основание здания, сооружения — 10) нагрузка механическая сила, прилагаемая к строительным конструкциям и (или) основанию здания или сооружения и определяющая их напряженно деформированное состояние;. Источник: Федеральный закон от 30.12.2009 N 384 ФЗ Технический регламент о… … Официальная терминология
основание — 3.7 основание: Элемент конструкции, обеспечивающий установку и фиксацию качалки на поверхности детской игровой площадки. Источник: ГОСТ Р 52299 2004: Оборудование детских игровых площадок. Бе … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ОСНОВАНИЕ — здания (сооружения) массив грунта (горной породы), непосредственно воспринимающий нагрузку от здания (сооружения). Различают основание естественное, когда грунты находятся в условиях природного залегания, и искусственное, когда грунты… … Большой Энциклопедический словарь
основание сооружения — 3.28 основание сооружения : Естественная или искусственно сформированная (техногенная) грунтовая толща, находящаяся под подошвой сооружения или вмещающая его фундамент, водоупорные элементы и дренажные устройства, в которой в строительный и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
основание — я; ср. 1. к Основать. О. города, государства. Год основания столицы. Столетие со дня основания театра. 2. Нижняя опорная часть предмета, сооружения. Заложить, укрепить о. Каменное, кирпичное о. Естественное о. О. моста, колонны, мачты, горы.… … Энциклопедический словарь