Щелевые фундаменты

Цоколь можно делать как единую конструкцию с фундаментом или раздельно — из кирпичной или блочной кладки (. В первом случае опалубку выставляют от поверхности грунта на высоту цоколя. В традиционных ленточных фундаментах нагрузка от дома на основание передается через подошву. Сопротивление грунта обратной засыпки в расчетах не учитывают.

При устройстве щелевых фундаментов за счет неровности бортов траншей и плотной (с виброуплотнением или штыкованием) укладки бетона получается хорошее сцепление боковой поверхности конструкции с грунтом, который может воспринимать значительную часть нагрузки от дома. Поэтому для получения экономичных конструкций в расчетах учитывают сопротивление грунта как по их подошве, так и по боковой поверхности. Как будет показано ниже, это достижимо не во всех грунтовых условиях. Щелевые фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания, рассчитывают по деформациям осадок и на устойчивость против воздействия касательных сил пучения. При применении мелкозаглубленных щелевых фундаментов в пучинистых грунтах помимо указанных расчетов следует выполнять расчет по допустимым деформациям пучения.

Если размеры подошвы щелевых конструкций определяют по допустимому сопротивлению грунта, рассчитанному на основе физико-механических характеристик, то осадки будут в допустимых пределах и отдельного расчета не требуют. Так как подавляющее большинство строительных площадок представлено пучинистыми грунтами, для заглубленных щелевых фундаментов под малоэтажными домами основным является расчет на устойчивость, а для мелкозаглубленных — расчет на устойчивость и по деформациям пучения. Для заглубленных конструкций устойчивость обеспечивается превышением расчетной нагрузки от дома над максимальными суммарными касательными силами пучения (рис. 2, кривая 2). В этом случае деформации пучения равны нулю. Для мелкозаглубленных фундаментов деформации пучения должны быть равны нулю при промерзании грунта на глубину заложения их подошвы. Устойчивость в этом случае обеспечивается при гораздо меньших, чем у заглубленных фундаментов, суммарных силах пучения. Это — первая особенность проектирования елевых фундаментов, которая требует пояснений. Весной при оттаивании распученного грунта начинается процесс его консолидации (уплотнения) и оседания. За счет увеличенной шероховатости боковой поверхности происходит зависание части грунта на фундаментах. Появляется так называемое отрицательное (негативное) трение, общая методика определения которого изложена в СНиП 2.02003-85 ‘Свайные фундаменты’, п.п. 4.11-4.13. Общая нагрузка на фундаменты возрастает.

Такое взаимодействие фундаментов с грунтом продолжается лишь короткое время в весенний период, но происходит оно из года в год и может стать причиной повышенных осадок фундаментов. Вторая особенность, которую следует учитывать при проектировании щелевых фундаментов, состоит в том, что за счет той же шероховатости боковой поверхности возрастают касательные силы пучения, которые следует учитывать при расчете фундаментов на устойчивость. Методика расчета ленточных фундаментов подробно изложена в статье ‘Устойчивость фундаментов малоэтажных домов в пучинистых грунтах’ в журнале ‘Советы профессионалов’, №6, 2005 г., с. 21. Поэтому отметим только отличие расчетов для щелевых фундаментов. В общем случае условие устойчивости определяется из выражения: y1Qf = y2Qд (1), где y1 и y2 — коэффициенты надежности, равные 1,1 и 0,9 соответственно, Qд — нормативная нагрузка от дома, Qf — суммарные касательные силы пучения, действующие по боковой поверхности фундаментов, определяются по формуле: Qf = T * н * к * m * w * Sф, (2), где Tн — удельные касательные силы пучения, определяются по табл. 6.10 СП 50-101-2004 ‘Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений’, 2005 г., к — коэффициент, учитывающий отношение среднемесячной температуры воздуха при промерзании грунта на глубину заложения мелкозаглубленных фундаментов или на расчетную глубину промерзания для заглубленных фундаментов к отрицательной среднемесячной максимальной температуре за зимний период, для заглубленных фундаментов к = 1, m — коэффициент, учитывающий ширину пазухи и вид грунта, используемого при обратной засыпке, для щелевых фундаментов m = 1, w — коэффициент, учитывающий тепловой режим дома, для неотапливаемых домов w = 2, для наружных фундаментов отапливаемых домов w = 1, для внутренних фундаментов отапливаемых домов w = 0, Sф — площадь одной стороны боковой поверхности фундамента, находящейся в грунте. При неровной боковой поверхности железобетонных фундаментов с выступами до 20 мм значение удельной касательной силы пучения (н) для щелевых фундаментов следует увеличивать до 1,5 раз (СП, табл. 6.10). Решая выражение (1) относительно величины Qд, можно получить значения нагрузок от дома, при которых обеспечивается устойчивость заглубленных щелевых фундаментов в пучинистых грунтах и, следовательно, возможность их применения. В табл. приведены значения таких нагрузок при нормативной глубине промерзания 1,4 м. Опыт многолетних расчетов малоэтажных домов показывает, что диапазон характерных нагрузок для всех домов составляет 2,0…14,0 тс/м.

В кирпичных двухэтажных домах нагрузки на отдельные фундаменты могут достигать значений 18,0 тс/м. Как видим, область надежного применения заглубленных щелевых фундаментов в пучинистых грунтах под малоэтажными домами существенно ограничена. Условия надежного применения щелевых фундаментов Вертикальные стенки траншей не должны обрушиваться вплоть до окончания укладки бетона. Уровень грунтовых вод во время производства работ должен быть ниже дна траншей. Если в результате прошедших дождей на дне траншей образовались лужи, их необходимо вычерпать. Если грунт в этих местах пришел в текучее или текучепластичное состояние, его необходимо срезать до уровня первоначального состояния.

Заглубленные щелевые фундаменты применимы по устойчивости под всеми домами независимо от теплового режима дома в непучинистых грунтах, а также под кирпичными отапливаемыми домами в 2 (и выше) этажа в слабопучинистых грунтах. Во всех остальных случаях по условию надежности под малоэтажными домами в пучинистых грунтах заглубленные щелевые фундаменты не применимы. Щелевые фундаменты Закономерности взаимодействия щелевых фундаментов с пучинистыми грунтами