Пункт 5.4 МАЛОЗАГЛУБЛЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ (МЗ)
При этом типе фундамента могут действовать касательные fh
(при отсутствии подушки из непучинистого материала) и нормальные силы морозного
пучения (Pf, Pfr). Поэтому рекомендуется боковые грани фундаментов выполнять
наклонными с уширением книзу, а пазухи траншей (котлованов) заполнять непучинистым
материалом (с послойным уплотнением) или предусматривать обмазку выровненных
боковых поверхностей непрочно смерзающимися (противопучинистыми) материалами,
а также различные химические мероприятия [1, 2, 3, 5, 6].
Конструктивно малозаглубленный ленточный фундамент представляет собой также ж.. или бетонный элемент (шириной в = 30-50 см, высотой h = 20-50 см), уложенный с небольшим заглублением (d) на подушку (подсыпку) из непучинистого материала (см. рис, 28).
В зависимости от степени пучинистости грунта и конструктивных особенностей здания элементы (блоки) могут укладываться свободно (без соединения между собой), соединенные между собой (см. рис. 29) или из монолитного ж.-б. Допускается применение сборных ленточных фундаментов из свободно уложенных блоков с устройством по ним и под ними армированных поясов; необходимость армирования (сверху и снизу сеткой с продольными стержнями) блоков; устройство фундаментных поясов и одновременное усиление стен армированными или ж/б поясами (над проемами, в уровне перекрытий) определяется расчетом по деформациям (см. ниже). Деформации оснований фундаментов не должны превышать величин, допустимых для рассматриваемого типа фундаментов (табл. 22).
При устройстве столбчатых фундаментов и малозаглубленных фундаментов в вытрамбованных котлованах (МЗФВК) под стены из любых материалов, фундаментные балки должны быть уложены с зазорами между ними и грунтом не менее расчетной величины подъема ненагруженного грунта при пучении (hf) (см. рис. 42 а).
При средне- и сильнопучинистых грунтах основания (0,035 < f < 0,12) фундаментные балки должны быть связаны между собой (скруткой, сваркой) на опорах или могут быть применены пояса усиления (армированные или ж..). В качестве ленточного фундамента может быть рекомендован фундамент из трапецеидальных блоков (1), размещенных в траншее, заполненной непучинистым материалом (2) (рис. 30). Основание и боковые поверхности блоков (б) выполнены с обращенными к непучинистому материалу треугольными вырезами (3, 4, 5).
Принцип работы такого фундамента при промерзании грунта заключается в следующем. При возникновении нормальных сил морозного пучения грунтов происходит выпирание непучинистого материала (2) через треугольные вырезы (3) блоков (1), что ослабляет действие и величину этих сил. Касательные же силы морозного пучения грунтов ослабляются за счет наклона боковых поверхностей (б) блока (1).
Для повышения устойчивости фундамента против воздействия нормальных и касательных сил морозного пучения в зоне сезонного их промерзания (d < df) может быть применен фундамент (рис. 31) в виде открытой снизу оболочки (1), имеющей в верхней части опорную подушку (2), причем полость оболочки заполнена дренирующим грунтом (3).
Под оболочкой (1) может быть уложена компенсирующая подушка (4), например, из песка, песчано-щебенистого (гравелистого) грунта. Оболочка может быть цилиндрической, конической, квадратной, прямоугольной и др. Поверхность оболочки в целях уменьшения смерзания с грунтом может быть обмазана нефтебитумом или смолой.
Конструкция малозаглубленного фундамента в виде оболочки позволяет снизить объем земляных работ и строительных материалов за счет уменьшения глубины заложения и использования несущей способности грунта в полости оболочки. Эффективность еще больше повысится, если котлован не откапывать, а вытрамбовывать.
В том случае, когда деформации фундаментов при промерзании и оттаивании будут превышать допустимые пределы (см. табл. 22), для уменьшения или исключения промерзания грунта рекомендуется применять теплозащиту (рис. 32).
Теплоизоляция, расположенная на небольшой глубине (15-25 см) рядом с фундаментной стеной с ее наружной стороны в горизонтальном направлении, замедляет отдачу тепла и значительно уменьшает глубину промерзания грунта (df тепл.) (рис. 32 д). В качестве теплоизоляции можно применять пенопластовые и минераловатные плиты или легкие сыпучие материалы (шунгизитовый, керамзитовый гравий, полистиролетон, шлак и др.). При применении таких материалов важное значение имеют следующие из свойства: теплоизолирующая способность, долговечность, прочность.
В ряде случаев в качестве материала подушки можно рекомендовать теплоизоляционный материал (например, в Карелии шунгизитовый гравий) (рис. 33). Для защиты теплоизоляционной подушки (2) фундамента (1) от проникновения поверхностных вод рекомендуется защищать ее водонепроницаемым гибким экраном (3) (расположенном между слоями оболочки (5) из дренирующего материала), жестко закрепленным на фундамент с устройством асфальтовой отмостки (4) (рис. 33).
В некоторых случаях положительную температуру грунта можно поддерживать с помощью электрического кабеля или теплопровода, уложенного около фундамента.
В качестве малозаглубленных фундаментов могут с успехом применяться и буронабивные свайные фундаменты. На рис. 34 показан один из эффективных способов устройства буронабивного фундамента.
После бурения скважины (1) и установки на подкладки обсадной трубы (2) (диаметр трубы примерно равен 0,8 см диаметра скважины) в нее опускается рабочий, заводит внутрь края полиэтиленовой пленки (3) и ручной трамбовкой уплотняет грунт в основании. После этого производится бетонирование тела фундамента с вибрированием, а пространство между стенкой пробуренной скважины и обсадной трубой засыпается непучинистым грунтом (или обработанным местным грунтом) (4). Извлечение обсадной трубы производится непосредственно после бетонирования и заполнения пространства грунтом. Пленочная оболочка при медленном подъеме обсадной трубы остается на теле фундамента и служит защитой от воздействия касательных сил морозного пучения.
Выбор типа и конструкции малозаглубленного фундамента, способа подготовки основания и других мероприятий по уменьшению деформаций зданий от неравномерного морозного пучения грунта должен решаться на основе техникокономического анализа с учетом конкретных условий строительства.
Пункт 5.1 ЭФФЕКТИВНЫЕ ТИПЫ ФУНДАМЕНТОВ ДЛЯ ЛЕГКИХ ЗДАНИЙ
НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
Пункт 5.2 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ ДЛЯ ЛЕГКИХ ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
Пункт 5.3 НЕЗАГЛУБЛЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ (НЗ)
Пункт 5.5 ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ПУЧИНИСТЫМ ГРУНТОМ
ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ (ФВК)