Заглубление фундамента: Глубина заложения ленточного фундамента дома

Глубина заложения ленточного фундамента дома

III. Упрощенный расчет монолитного малозаглубленного ленточного фундамента для стандартных случаев Глубина заложения ленточного фундамента Определяя глубину заложения ленточного фундамента, следует иметь в виду следующие принципиальные факторы: Фундамент должен опираться на грунт с достаточной несущей способностью. На глинистых грунтах фундамент должен прорезать слои, где возможны сезонные движения грунта из-за изменения режима влажности (влияние растительного покрова, кустарника, деревьев). Фундамент должен прорезать слои, где возможны движения грунтов при замерзании. Фундамент должен опираться на грунты, несущая cпособность которых не меняется при водонасыщении. С увеличением глубины заложения фундамента, основание способно нести большие нагрузки. Выбор рациональной глубины заложения фундаментов в зависимости от учета указанных выше условий рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.  При требуемой большой глубине заложения ленточного фундамента возможно дешевле будет применить фундамент другого типа: свайный, свайно-ростверковый или поверхностный фундамент из монолитной железобетонной плиты. Максимальная экономически оправданная глубина заложения ленточного фундамента по английским рекомендациям  – 2,5 метра.    Минимальная глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента определяется глубиной промерзания грунта, степенью пучинистости грунта и высотой грунтовых вод. Чем больше в грунте воды и чем ближе она к поверхности (уровню планировки), чем больше глубина промерзания грунта, тем сильнее будут силы пучения, воздействующие на малозаглубленный фундамент снизу, по касательной и сбоку. Эти силы будут выталкивать малозаглубленный фундамент к поверхности, и будут сдавливать фундамент. Чтобы снизить степень воздействия этих сил, ленточный фундамент придется заглублять. Кроме заглубления на силы морозного пучения можно влиять утеплением грунта, полной или частичной заменой грунта, его уплотнением, водоотведением и дренированием. Заложение ленточного фундамента  на глубину менее глубины сезонного промерзания грунтов возможно только при проведении «специальных теплотехнических мероприятия, исключающие промерзание грунтов» [пункт 2.29 СНиП 2.02.01-83, пункт 12.2.5 СП 50-101-2004].Втерриториальных строительных нормах ТСН МФ-97 Московской области указывается, что при проектировании и устройстве мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных зданий рекомендуется “применение утеплителей, укладываемых под отмостку” с обязательной защитой их гидроизоляцией. По строительным нормам Великобритании минимальная глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента на всех типах грунтов (кроме скального и глинистого) равняется 45 см BR 2010, A1/2, 2E4]. По отечественным нормам [п. 2.30 СНиП 2.02.01-83] минимальная глубина заложения ленточного фундамента составляет 50 см. На скальном грунте, при физической невозможности заглубления, ленточный фундамент может быть устроен прямо на поверхности без заглубления.  Минимальная глубина закладки мелкозаглубленного ленточного фундамента на глинистых (и других пучинистых) грунтах по британским нормам составляет 75 см (оптимальная глубина заложения 90-100 см). Таблица №15. Рекомендуемые минимальные глубины заложения ленточных фундаментов (Великобритания). Грунт Глубина заложения фундамента Примечание Скальный, каменистый грунт 45 см или менее При невозможности заглубления фундамент может устраиваться по поверхности земли. Глина 75 -100 см Глубина заложения фундамента может быть увеличена при наличии близко растущих  деревьев. Пески, супеси, суглинки 45-90 см   В «Рекомендациях по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах» (Москва, 1972) указывается, что наиболее рациональным решением при проектировании фундаментов будет заложение ленточных фундаментов на глубину 0,5-0,6 м от планировочной отметки. При этом должны быть предусмотрены следующие инженерно-мелиоративные и строительно-конструктивные мероприятия, направленные на снижение потенциала пучинистости подлежащих грунтов.   Под ленточным фундаментом должна быть устроена песчаная подушка минимальной толщиной 20 см и максимальной – до трех размеров ширины фундамента. Рядом с фундаментом в траншее ниже песчаной подушки устроить систему дренажа с отводом воды в нижележащие песчаные слои или вниз по рельефу. Толщина засыпки пазух между фундаментом и грунтом должна составить не менее 20 см. Вокруг здания на ширину 2-3 м по поверхности уложить 10-15 см почвенный слой с уклоном от здания и посеять многолетние дернообразующие травы. При невозможности задернения поверхности грунта вокруг здания следует сделать отмостку шириной до 1 м. В некоторых отечественных нормативных документах определено ограничение использование технологии малозаглубленного ленточного фундамента в климатических зонах с глубиной промерзания грунта свыше 1,7 метра. Также, в случае чрезмерной мягкости, возможной подвижности (пески, супеси, водонасыщенные грунты) и малой несущей способности поверхностных слоев почвы, глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента может быть увеличена до глубин достижения грунтов с хорошими несущими способностями и стабильными характеристиками. Глубину заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если фундамент опираются на пески с подтвержденным отсутствием пучинистости. Другой возможностью отступить от привязки глубины заложения ленточного фундамента к глубине промерзания грунта являются » специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов» [Пункт 2.29 СНиП 2.02.01-83]. Таблица №16. Рекомендуемые минимальные глубины заложения ленточных фундаментов.* Расчетная глубина промерзания условно непучинистого грунта Расчетная глубина промерзания слабо пучинистого грунта твердой и полутвердой консистенции Глубина заложения фундамента до 2 метров до 1 метра 0,5 м до 3 метров до 1,5 метров 0,75 м Более 3 метров от 1,5 до 2,5 м 1 м   от 2,5 до 3,5 м 1,5 м * Таблица адаптирована на основании таблицы №2  п. 2.30 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» То есть речь идет о горизонтальном утеплении грунта и вертикальном утеплении мелкозаглубленного ленточного фундамента в совокупности с постоянным поддержанием положительной температуры в доме. По нормам IBC/IRС-2012 R403.3, глубина фундамента может не достигать глубины промерзания, если грунт и фундамент утеплены, и в здании круглогодично поддерживается температура не менее 18 °С Наличие высоко стоящих грунтовых вод может внести свои коррективы в глубину заложения ленточного фундамента. При высоком уровне грунтовых вод вполне возможно, что мелкозаглубленный ленточный фундамент придется превращать в глубоко заглубленный ленточный фундамент. Для ориентира следует руководствоваться требованиями п. 2.30 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»: Таблица  №17.   Глубина заложения фундаментов зданий  с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод и глубины сезонного промерзания. *      Грунты под подошвой фундамента, залегающие на глубину не менее нормативной глубины промерзания Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод и глубины сезонного промерзания Уровень глубины подземных вод выше уровня глубины промерзания грунта + 2 метра Уровень глубины подземных ниже уровня глубины промерзания + 2 метра Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности не зависит от глубины промерзания грунта не зависит от глубины промерзания грунта Пески мелкие и пылеватые не менее глубины промерзания грунта не зависит от глубины промерзания грунта Супеси не менее глубины промерзания грунта не зависит от глубины промерзания грунта Cуглинки, глины, а также крупно-обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем не менее глубины промерзания грунта Не менее ½ глубины промерзания грунта * Таблица адаптирована на основании таблицы №2  п. 2.30 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» Минимальные расстояния от границы промерзания грунта до уровня подземных вод, при котором грунтовые воды не оказывают влияния на увлажнение промерзающего грунта можно определить по следующей таблице:   Таблица №18. Минимальные расстояния от границы промерзания грунта до уровня подземных вод * Наименование грунта Значение минимального расстояния до уровня подземных вод, м Глина с монтмориллонитовой и иллитовой основой 3,5 Глины с каолинитовой основой 2,5 Суглинки пылеватые 2,5 Суглинки 2,0 Супеси пылеватые 1,5 Супеси 1,0-1,3 Пески пылеватые 1,0 Пески мелкие 0,8 * Таблица адаптирована с упрощениями на основании таблицы №3  ВСН 29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах». Если грунт на вашем участке пучинистый и грунтовые воды стоят высоко, то целесообразно подумать о применении другого типа фундамента: свайного или свайно-ростверкового (свайный фундамент с несущими балками). Такой фундамент не боится ни морозного пучения, ни высокого грунтовых вод. Стоп-халтура! Под свайным фундаментом понимаются бетонные сваи на опорных площадках, сваи ТИСЭ, буронабивные сваи, или винтовые сваи большого диаметра промышленного производства из толстостенной оцинкованной или нержавеющей стальной трубы. Для жилых зданий предлагаются винтовые сваи с несколькими уровнями лопастей для увеличения несущей способности и предупреждения просадки свай. Такие сваи могут быть установлены только механизированным способом. Тонкостенные (4 мм) винтовые сваи из бывшей в употреблении трубы, диаметром 10 см из неоцинкованной стали, с кустарно приваренными лопастями, закручиваемые в землю ручным сбособом, подойдут только для неответственных сооружений  типа времянок, небольших садовых домиков, беседок, гульбищ, дек, настилов, сараев, туалетов и заборов.

Теплоизоляция фундамента мелкого заложения ПЕНОПЛЭКСом

При возведении малозаглубленных фундаментов (МЗФ) на пучинистых грунтах, широко распространенных на территории России, возникают определенные трудности. Процесс пучения грунта может привести к деформации здания, если оно построено на МЗФ. Вследствие чрезмерного расширения грунтовых вод в ходе их замерзания или образования ледяной линзы во влажном, восприимчивом к воздействию мороза грунте, возникают силы морозного пучения, которые выталкивают строительные конструкции. Однако, используя тепловые потоки, можно вывести границу промерзания грунта за пределы подошвы фундамента путем изменения толщины и ширины теплоизоляции. Соответствующие строительные технологии разработаны силами ООО «ПЕНОПЛЭКС СПб». Компания представляет готовые оптимальные решения, позволяющие обустраивать малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах с сезонным промерзанием.

Теплоизоляция фундаментов мелкого заложения

Применение высококачественной теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^®ГЕО из экструзионного пенополистирола позволяет изолировать подошву фундамента от сил морозного пучения и назначать минимальную глубину заложения, независимо от расчетной глубины промерзания.

Проектирование малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах осуществляется в соответствии с СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».

Для эффективного использования плит ПЕНОПЛЭКС^®ГЕО в рассматриваемой конструкции был создан СТО 36554501-012-2008 «Применение теплоизоляции из плит полистирольных вспененных экструзионных ПЕНОПЛЭКС при проектировании и устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах». Стандарт разработан специалистами НИИОСП им. Н.М. Герсеванова – филиал ФГУП «НИЦ «Строительство» с учетом опыта использования теплоизолированных фундаментов мелкого заложения в Америке и Европе, а также особенностей инженерно-геологических, гидрогеологических, климатических условий и опыта строительства малоэтажных зданий в России.

Преимущества ПЕНОПЛЭКС

^® применительно к теплоизоляции фундаментов зданий

• Коэффициент теплопроводности — 0,034 Вт/м•К Один из самых низких среди утеплителей, применяемых в строительстве
• Высокая прочность Плиты ПЕНОПЛЭКС^®ГЕО обладают прочностью на сжатие не менее 0,30 МПа (30 т/м²)
• Нулевое водопоглощение Стабильно высокие теплозащитные свойства. Возможность хранения плит без защиты от атмосферных осадков
• Удобство и безопасность монтажа Удобная геометрия плит, простота обработки и монтажа
• Монтаж при любых погодных условиях
• Г-образная кромка по всем сторонам плиты Позволяет плотно стыковать плиты без образования мостиков холода
• Абсолютная биостойкость Безопасна при контакте с водой и почвой. Не является матрицей для развития нежелательных микроорганизмов
• Безопасность Не содержит в составе мелкие волокна, пыль, фенолформальдегидные смолы, сажу, шлаки. Монтаж производится без средств для защиты органов дыхания
• Экологичность Безопасное сырье, изготовление по передовым бесфреоновым технологиям.
• Долговечность более 50 лет Протокол испытаний НИИСФ РААСН № 132-1 от 29.10.2001

Конструктивные решения теплоизолированных фундаментов мелкого заложения с использованием плит ПЕНОПЛЭКС®ГЕО

Фундамент отапливаемого здания:

1. Стена здания
2. Конструкция пола
3. Отмостка
4. ПЕНОПЛЭКС® ГЕО

Фундамент отапливаемого здания с техническим подпольем

1. Стена здания
2. Пол здания
3. Защитный слой
4. Парозащитный слой
5. Отмостка
6. Фундамент
7. ПЕНОПЛЭКС® ГЕО
8. Непучинистый грунт

Фундамент неотапливаемого здания:

1. Стена здания
2. Конструкция пола
3. Отмостка
4. Фундамент
5. ПЕНОПЛЭКС® ГЕО

Фундамент периодически отапливаемого здания (например, дачи):

1. Стена здания
2. Конструкция пола
3. Отмостка
4. Фундамент
5. ПЕНОПЛЭКС® ГЕО

Фундамент холодной пристройки (например, веранды):

1. Стена существующего отапливаемого здания
2. Стена пристройки
3. Фундамент существующего здания
4. Фундамент пристройки
5. ПЕНОПЛЭКС® ГЕО
6. Листовой материал (ОСП/фанера)

Фундамент отдельно стоящей опоры:

1. Опора
2. Водоупорный слой
3. Фундамент
4. ПЕНОПЛЭКС® ГЕО
5. Песчано-гравийная смесь

Фундамент ленточной опоры:

1. Стена
2. Ленточный фундамент
3. Отмостка
4. ПЕНОПЛЭКС® ГЕО
5. Песчано-гравийная смесь

Выбор толщины фундамента

5 марта 2019

время чтения 3 минуты

Для того, чтобы быть уверенным в надежности нашего фундамента, который является основой любого здания, необходимо правильно подобрать его параметры, в том числе определиться с толщиной (шириной, высотой).

На геометрические размеры любого фундамента в первую очередь влияют грунтовые условия и рельеф участка строительства.

Заглубление

Если мы говорим про монолитную ленту, то для правильной передачи усилий на грунт она должна быть хоть сколько-то заглублена. Обычно минимальное заглубление составляет величину, равную толщине почвенно-растительного слоя, чтобы опирание приходилось на грунт естественного сложения. При залегании сильно пучинистых грунтов и высоком уровне грунтовых вод может потребоваться заглубление фундамента ниже глубины промерзания для исключения воздействия сил морозного пучения на ленту. Наличие под почвенно растительным слоем слабых грунтов, которые не обладают достаточной несущей способностью, может повлечь за собой заглубление фундамента на величину, необходимую для возможности опирания на более прочные слои.

Верхняя часть фундамента при этом должна подниматься над уровнем земли настолько, чтобы избежать намокания нижней части стен. Например, в зимний период вокруг дома могут образовываться сугробы, данный момент желательно учитывать, поднимая фундамент на необходимую величину.

Кроме грунтовых условий на выбор высоты ленты влияет и рельеф участка, таким образом при больших перепадах высот в пятне застройки высота фундамента может быть достаточно большой.

Ширина

Помимо высоты у монолитной ленты также необходимо правильно подобрать и ширину.

В первую очередь ширина подбирается исходя из конструкции стен дома. Все несущие конструкции, расположенные выше фундамента, должны иметь достаточную площадь опирания.

Далее ширина нижней части ленты уточняется в зависимости от передаваемых нагрузок. Ширина должна быть доcтаточной для того, чтобы равномерно распределить усилия от вышестоящего здания на несущий грунт по подошве фундамента до значений, которые способен воспринять грунт основания. Таким образом, при высоких нагрузках ширина нижней части ленты может быть достаточно большой, что уточняется расчетом.

Толщина

Если рассматривать фундамент в виде монолитной плиты, то тут основным геометрическим параметром будет ее толщина.

Опять же имеет значение и геологическое сложение участка и его рельеф.

В отличие от ленточного фундамента плитный не нуждается в обязательном заглублении, он может располагаться полностью на поверхности. Заглубление выполняется скорее из каких-либо конструктивных пожеланий. Например, при необходимости не поднимать высоко уровень полов над уровнем планировки вокруг фундамента.

Вопрос с рельефностью участка чаще решается производством необходимых земляных работ, таких как отсыпка или планировка в пятне застройки. Реже, можно прибегнуть к частичной врезке фундамента, для посадки его на необходимую отметку, тем самым заглубив какую-то его часть.

Толщина монолитной плиты подбирается расчетом в зависимости от грунтового основания, залегающего под фундаментом и воспринимающего усилия от него и нагрузок от вышележащего здания. Таким образом, при «пластичных» грунтах и высоких нагрузках толщина плиты может быть достаточно большой, в то время как при «прочном» основании толщина фундамента может быть подобрана конструктивно. Частично уменьшить толщину монолитной плиты можно за счет увеличения диаметра рабочей арматуры, но только до определенного момента, так как арматура воспринимает только некоторые усилия, возникающие в фундаменте.

Высота

Высота плитного фундамента над уровнем грунта, необходимая для защиты нижней части стен от намокания, решается путем устройства по плите ростверка. Если плита достаточно мощная, можно обойтись и без устройства ростверка сверху.

Также не стоит забывать, что на толщину фундамента влияют такие факторы как защитный слой бетона, используемый диаметр рабочей арматуры, необходимое минимальное расстояние между арматурными каркасами и, разумеется, класс применяемого бетона.

 

Задать вопрос

подошва, высота и глубина залегания, как рассчитать минимальную ширину?

Любое строение имеет под собой фундамент, тип которого определяется конструктивными особенностями строения, видом грунта, климатическими и другими параметрами. При проектировании ленточного фундамента размеры его определяются на основании инженерных расчетов.

Ленточный  фундамент может быть как монолитным, так и сборным из готовых заводских блоков. Но в любом случае производится расчет ширины и высоты фундамента, глубины его залегания. Для монолитных фундаментов, кроме всего прочего, делается расчет необходимого сечения арматуры и её количества. Только при всех произведенных грамотных расчетах можно надеяться, что фундамент будет прочной и надежной основой вашего дома.

Заглубленный ленточный фундамент

Фундаменты под  строения могут быть: 

• мелкозаглубленными,
• заглубленными.

В первом случае предполагается заглубление фундамента на высоту, не превышающую 1 м. Во втором случае — глубина заложения фундамента может доходить до 2- 3 м.  В основном это делается, когда в подвальном этаже планируется устраивать некоторые вспомогательные помещения типа гаража, бани, бильярдной и тому подобное.

При проектировании размеры ленточного фундамента под дом определяются в соответствии с размерами и планировкой  будущего дома, т. е. ленточный фундамент должен устраиваться под все наружные и внутренние несущие стены.

Обычно жилые дома строятся на мелкозаглубленном ленточном фундаменте, что позволяет значительно экономить финансовые средства, поскольку устройство такого основания, как правило, производится силами самих застройщиков.

Что нужно знать при определении размеров фундамента

Чтобы выбрать необходимый оптимальный размер фундамента, обеспечивающий надежность всего строения, нужно знать:

• состав грунта на участке;
• высоту залегания грунтовых вод;
• глубину промерзания почвы в данном регионе;
• вес самого здания,  т.е. нагрузки на фундамент от веса стен, перекрытий, и крыши.

Минимальная ширина фундамента ленточного должна быть равной ширине стен или больше.

Допускается свес стен над фундаментом на ширину 10-13 см, но не более. Это объясняется тем, что железобетон имеет высокую прочность, намного выше прочности стеновых материалов, поэтому может выдержать нагрузку от более широкой стены, а узкий фундамент, позволяет сократить расход бетона и арматуры.

Определяемся с подошвой фундамента

Расчет ширины фундамента определяется в зависимости от ширины его подошвы, которая рассчитывается исходя из нагрузок, давящих на фундамент. Фундамент, в свою очередь, оказывает давление на грунт.

В итоге получается, чтобы правильно рассчитать размер фундамента необходимо знать свойства грунта на месте строительства.

Если грунт на участке пучинистый, а дом предполагается строить из кирпича или бетонных блоков, то лучшим вариантом выбора фундамента будет – заглубленный. А поскольку фундаменты такого типа устраиваются ниже уровня промерзания почвы, то высота ленточного фундамента для дома будет в пределах  1–2,5 м до уровня земли.

Закладка фундамента на пучинистом грунте

Для небольших строений – бани, гаража или дачного домика, вполне подойдет мелкозаглубленный фундамент с высотой от основания до верха в пределах 60-80 см. При этом в земле будет находиться 40-50 см высоты фундамента, остальная часть будет выступать над уровнем почвы и являться цоколем строения. Несмотря на малую высоту, прочность фундамента будет гарантирована свойствами бетона и арматурного каркаса.

Определяя высоту фундамента, необходимо помнить, что под любой фундамент устраивается песчаная или гравийная подушка высотой слоя 10-20 см. Поэтому глубина котлована или траншеи будет больше на величину подушки.

Перед тем, как рассчитать ширину ленточного фундамента, необходимо подсчитать нагрузки, которые можно легко определить, зная размеры всех конструкций стен, крыши и удельный вес используемых материалов. К этим нагрузкам добавляется вес людей и всего того, что будет находиться в доме – мебели, бытового оборудования и прочего.

Размеры подошвы ленточного  фундамента рассчитываются таким образом, чтобы  нагрузка на основание не была больше допустимых нагрузок на грунт в данном месте строительства.

Рассчитывая ленточный фундамент, мы узнаем высоту и ширину, после чего определяем:

• количество бетона, необходимого для заливки,
• количество арматуры,
• материала для опалубки.

Как видите, размеры фундамента позволяют узнать многое для устройства надежного основания.

Первым делом необходимо определить глубину заложения фундамента ленточного заглубленного. Для этого нужно знать глубину промерзания грунта в вашем регионе в зимний период. Все это можно найти в строительных справочниках.

Глубина промерзания грунта в разных регионах

Производя расчет, сначала задают предварительные размеры фундамента (ширину подошвы, высоту), ориентируясь на конструктивные особенности дома. Если несущая способность грунта больше, чем давление здания на грунт, то выбранные размеры оставляют без изменения, в противном случае, размеры подбирают, чтобы расчетное сопротивление грунта не было меньше, чем удельное давление веса здания.

Сложность расчетов заключается, прежде всего, в точном определении вида грунта в основании фундамента и его свойств.

А если, ко всему прочему, есть основание полагать, что на участке высокий уровень грунтовых вод, то расчет фундамента и оценку грунта лучше всего заказать у специалистов, чтобы не рисковать вложенными в строительство деньгами. Потому что  пучинистые грунты со временем могут изменять свои свойства под действием некоторых факторов, таких, например, как изменение уровня грунтовых вод.

Самостоятельно узнать высоту ленточного фундамента над землей можно, воспользовавшись онлайн-калькулятором, где программа сама рассчитает и площадь подошвы фундамента, и его высоту, и толщину песчаной подушки на основании данных о вашем грунте.

Особенности устройства мелкозаглубленного фундамента

Специалисты советуют не устраивать мелкозаглубленный  высокий фундамент, так как это делает его слишком жестким. К  тому же, это ведет к перерасходу арматуры и бетона. Более низкий фундамент вполне справится с возложенными на него нагрузками и будет достаточно экономичным и надежным.

Когда решается вопрос, какая глубина ленточного фундамента под дом оптимальна, стоит подумать об утеплении мелкозаглубленного фундамента. Правильно сделанная тепло- и гидроизоляция может существенно сэкономить средства, одновременно создав надежное основание под дом.

Мелкозаглубленные фундаменты специально спроектированы для частных малоэтажных построек. Это, на сегодняшний день, самый распространенный вид фундаментов в частном домостроении.

Благодаря высокой прочности железобетона глубина залегания подошвы монолитного ленточного мелкозаглубленного фундамента может быть в пределах 50 см от поверхности земли. Но к этому значению следует добавлять высоту песчаной подушки, которая не должна быть менее 20 см.

Подушку делают  из крупного песка, гравия или их смеси. Количество песка и гравия в процентном отношении  должно быть  40: 60.

Высота фундамента над землей может варьироваться в пределах 40-50 см, в итоге, общая  высота фундамента будет не выше одного метра. Для одноэтажных домов такого фундамента вполне достаточно, но для двухэтажных коттеджей и выше нужен фундамент усиленный и более глубокого залегания.

Фундаменты. Как правильно выбрать тип фундамента

Автор:admin

Опорной частью любого здания является фундамент, «миссия» которого – передача нагрузок от вышерасположенных конструкций на основание. Природные условия и конструктивные особенности здания определяют выбор конструкции, материала и глубинызаложения фундамента. От правильно сделанного выбора, в свою очередь, будут зависеть эксплуатационные характеристики здания и его долговечность. Фундаменты бывают: плитные, ленточные, столбчаты и свайные (в том числе и винтовые сваи). Стоимость устройства фундамента составляет от 15-20% от затрат на строительство всего дома.
Самое серьёзное разрушительное воздействие на фундамент оказывает морозное пучение. Если грунты тяжёлые, пучинистые, содержат глины и суглинки, насыщенные водой, то сила пучения может достигать 100-150 кПа. К примеру, при промерзании грунта на 1-1,5 м вертикальное перемещение может составлять порядка 15 см.

Как защитить фундамент от сил морозного пучения

Частично избежать сил морозного пучения можно за счёт глубины заложения фундамента. Почему частично? Дело в том, что силы пучения действуют не только снизу вверх, но ещё и сбоку. Боковое воздействие называется касательными силами. Чтобы эти самые силы нейтрализовать, основание необходимо делать с расширением в виде площадки-анкера. Внутрь фундамента нужно заложить каркас из арматуры, который выполнит защитную функцию, предохраняя от послойного разрыва. Бывает, что фундаменты делают из камня, блоков без капитального армирования. В этом случае стены фундамента выполняют с сужением вверх.

В качестве дополнительных мер по защите от морозного пучения могут быть выполнены следующие работы: утепление поверхностного слоя грунта вокруг фундамента, покрытие боковых поверхностей фундамента материалами, снижающими трение грунта.

Минимальное заглубление подошвы фундамента для такой серьёзной конструкции, как дом, должно составлять 0,7 м. Для частной бани или иной небольшой постройки глубина заложения может быть и меньше. Фундаменты мелкого заглубления требуют очень серьёзного подхода, чтобы исключить перекос углов и иные неприятные последствия ошибок в проектировании и устройстве фундамента. Особое внимание уделяется армированию таких фундаментов.

Безусловно, первостепенное значение имеет, в какой климатической зоне вы живёте. Например, я живу в климатической зоне 1В, и при проектировании домов у нас, обычно, в расчёт берётся температура воздуха -38 градусов. Пучинистые грунты у нас – это тоже норма, поэтому фундаментам уделяется очень серьёзное внимание. А, например, на Кавказе, мои знакомые говорят, что они просто забутовывают и проблем не знают.

Глубина фундамента во многом зависит от глубины промерзания, которая указана в таблице 1, и от уровня грунтовых вод.

Таблица 1. Глубина заложения фундаментов

Грунты в пределах расчетной глубины промерзания	Расстояние от планировочной отметки до грунтовых вод в период промерзания грунтов	Глубина заложения фундаментов для 1 и 2-х этажных зданий
Скальные и полускальные породы	Может быть любым	Любая, независимо от глубины промерзания
Крупнообломочные грунты, пески гравелистые, крупные и средние	Может быть любым	Независимо от глубины промерзания грунта, но не < 0,5 м
Пески мелкие, пылеватые, супеси, суглинки, глины (при замерзании в увлажненном состоянии становятся пучинистыми грунтами)	Ниже расчётной глубины промерзания грунта более 2 м	Независимо от глубины промерзания грунта, но не < 0,5 м
	Ниже расчётной глубины промерзания грунта более 2 м	Не менее ¾ расчетной глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м
	Менее расчетной глубины промерзания	Не менее расчетной глубины промерзания грунта

Выбор глубины заложения – немаловажный аспект возведения фундамента, но в его устройстве очень важно правильно выбрать тип фундамента, его конструкцию.

Для того чтобы определиться с типом фундамента, нужно сделать достаточно простые расчёты, попробовать «спроектировать» фундамент с применением тех или иных материалов и, таким образом, сделать наиболее оптимальный выбор.

Например, вы сомневаетесь, какой фундамент выбрать: ленточный или столбчатый. Чтобы принять решение, сначала нужно определить состав грунта, где будут производиться работы. С этой целью нужно пригласить специалистов для проведения инженерно-геологических изысканий.

Определение состава грунтов

Определение состава грунтов – ОЧЕНЬ ВАЖНО. Инженерно-геологические изыскания должны проводиться непосредственно на вашем участке. Если вы обратитесь в существующую на протяжении длительного времени фирму, занимающуюся подобными работами, то, скорее всего, у них есть данные по всем районам в вашем городе и его окрестностях, которые можно получить бесплатно или за небольшую плату. Но эти данные носят общий характер. У вашего соседа могут быть одни грунты, а на вашем участке возможны отличия. Или, например, там находится плывун или «линза». Кроме того, грунты с течением времени меняются, и исследования, проведённые пару лет назад, уже не будут достоверными. Кстати, если строительство объекта ведётся более двух лет, то Комитет по архитектуре и градостроительству рекомендует заново проводить инженерно-геологические изыскания.

Таблица 2. Виды грунтов и расчетные сопротивления грунтов

Виды грунтов	кПа	кгс/см²
Крупнообломочные грунты, щебень, гравий	500-600	5,0-6,0
Пески мелкие и пылеватые средней плотности	100-200	1,0-2,0
Пески мелкие и пылеватые плотные	200-300	2,0-3,0
Пески средней крупности	250-350	2,5-3,5
Пески гравелистые и крупные	350-450	3,5-4,5
Супеси твердые и пластичные	200-300	2,0-3,0
Суглинки твердые и пластичные	100-300	1,0-3,0
Глины твердые	300-600	3,0-6,0
Глины пластичные	100-300	1,0-3,0

Определение нагрузок на фундамент

Общее давление на грунт не должно превышать предельного сопротивления грунта. На фундамент действуют нагрузки от стен, крыши, перекрытий и самого фундамента, а также эксплуатационные нагрузки от разного рода оборудования, мебели. Эти нагрузки называют постоянными. К временным нагрузкам относят природные воздействия, например, снег и ветер. Из таблиц 3, 4 и 5 можно рассчитать примерную нагрузку на фундамент. В таблицах даны не все виды материалов и нагрузок, а  приведены только самые распространённые материалы. При необходимости, можно ознакомиться с существующими нормативными документами.

Таблица 3. Нагрузка на квадратный метр стены

Материал стен	кПа	кгс/м²
Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с минераловатным утеплителем	0,3-0,5	30-50
Брусчатые и бревенчатые толщиной 140-189 мм	0,7-1,0	70-100
Из опилкобетона толщиной 350 мм	3,0-4,0	300-400
Из керамзитобетона толщиной 350 мм	4,0-5,0	400-500
Из шлакобетона толщиной 400 мм	5,0-6,0	500-600
Из эффективного кирпича толщиной, мм
380	5,0-6,0	500-600
510	6,5-7,5	650-750
640	8,0-9,0	800-900
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной, мм
250	4,5-5,0	450-500
380	7,0-7,5	700-750
510	9,0-10,0	900-1000

Таблица 4. Нагрузка на квадратный метр перекрытий пролётом до 4,5 м.

Тип перекрытия	кПа	кгс/м²
Чердачные по деревянным балкам плотностью, кг/м³, до
200	0,7-1,0	70-100
300	1,0-1,5	100-150
500	1,5-2,0	150-200
Цокольное по деревянным балкам плотностью, кг/м³, до
200	1,0-1,5	100-150
300	1,5-2,0	150-200
500	2,0-3,0	200-300
Цокольное железобетонное	3,0-5,0	300-500

Таблица 5. Нагрузка на квадратный метр горизонтальной проекции крыши

Тип кровли	Па	кгс/м²
Кровельная сталь при уклоне 27 °	200-300	20-30
Рубероидное покрытие (два слоя) при уклоне 10°	300-500	30-50
Асбестоцементные листы при уклоне 30°	400-500	40-50
Черепица гончарная при уклоне 45°	600-800	60-80

Глубина сезонного промерзания (а значит и глубина заложения фундамента:

• Симферополь и север Крыма– 0,6 — 0,7 м
• ЮБК – 0,35 м
• Севастополь – 0,6 – 0,7 м

По ДБН В. 2.1-10-2009 «Основания и фундаменты сооружений» по формуле в пункте 7.5.3, по которой определяется глубина сезонного промерзания грунтов при отсутствии наблюденй за фактическою глубиной промерзания в данном районе и для данных грунтов.

В пункте 7.5.2 ДБН В.2.1-10-2009 писано: «нормативную глубину сезонного промерзания грунта принимают такою, что равняется средней из ежегодных МАКСИМАЛЬНЫХ глубин сезонного промерзания грунта (по данным наблюдений не менее чем за 10 лет) на открытой, оголенной от снега и доступной ветрам горизонтальной площадке при УРОВНЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При ОТСУТСТВИИ наблюденй за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что глубина промерзания должна определяться по температуре, что характеризует (в соответствии с ДБН Б.В.2.1-2-82) переход пластично-мерзлого грунта в твердомерзлый. Но и это нормативная глубина, а не расчетная, так как расчетная глубина промерзания = минимальной глубине заложения фундамента может быть от 0,4 нормативной до нормативной в зависимости от конструкции здания и фундаментов, наличия подвалов и средней температуры в помещениях примыкающим к внешним фундаментам.

На метеостанциях определяют несколько средних месячных температур для района в том числе:

1. Средняя месячная, по которой Вал сделал расчет нормативной глубины промерзания для города Симфорополя (январь — 1, февраль — 0,7)
2. Средняя из минимальнах температур, в отличии от абсолютных минимумов, которые случаются крайне редко, среднюю из минимальных температур можно ожидать почти ежегодно.

Так вот, для Симферополя средняя минимальная температура декабря -2,7, января — 4,7, февраля -5,3. (это не из СНиПа 1982 года средняя месячная, а по данным метеостанции средние из минимальных).
Вообще глубина промерзания для Крыма дело тонкое, зима на зиму не приходится… многие крымские регионы не имеет отрицательных среднемесячных температур по таблице СНиП 2.01.01-82, но трубы тем не менее замерзают и грунты пучит…).

По эксперементальным данным наибольшая глубина промерзания на севере полуострова: 60-70 см (до 120-130 см — Кировский район), на ЮБК до 25-35 см. Для многих крымских городов повторяемость абсолютных минимумов 40- 41%. Кроме того глубина промерзания зависит не только от типа грунта, но и от уровня грунтовых вод, капилярного поднятия, абсолютной отметки участка над уровнем моря…

Силы, действующие на фундамент

Рассмотрим силы, действующие на фундамент в летнее и зимнее время года и в наиболее тяжелых условиях эксплуатации — на пучинистом грунте с высоким уровнем грунтовых вод (УГВ), расположенным выше уровня промерзания грунта (УПГ).

В летний период года (левый рисунок) на фундамент действуют всего две силы:

• нагрузка строения на фундамент А;
• сила сопротивления грунта Б.

Рисунок в центре — схема сил, действующих на фундамент в зимнее время для случая, когда его нижняя опорная поверхность — подошва — расположена выше уровня промерзания грунта. Такое устройство фундамента следует отнести к неправильным. В зимний период в результате промерзания грунта под его подошвой появляются силы вспучивания В. Кроме того, промерзший грунт сжимает фундамент и старается вытолкнуть его из фундаментной ямы. Действие этих касательных сил обозначено индексом Г. Совместное действие сил В и Г приводит к подъему фундамента на величину «а». Как уже отмечалось выше, величина подъема фундамента «а» и возврат фундамента на место после оттаивания грунта не одинаковы для всех участков фундамента. По этим причинам и появляются его деформации, приводящие к неприятным последствиям.

На рисунке справа — схема сил для фундамента, подошва которого находится ниже уровня промерзания грунта. При таком решении подошва фундамента не испытывает давления мерзлого грунта снизу. А если нет сил вспучивания, то нет и зимнего подъема фундамента силами вспучивания на величину «а». Недостаток этого решения — резкое увеличение действия сил типа Г. Величина этих сил также значительна.

Для нейтрализации действия этих сил рекомендуется:

• изготавливать фундамент только из армированного бетона;
• основание фундамента делают уширенным, в виде опорной площадки;
• вертикальные стенки делают сужающимися к верхней части фундамента;
• боковые поверхности фундамента покрывают скользящим слоем (полиэтилен, отработанное машинное масло, песчаные засыпки и т. д.).

бетон на фундамент для строительства дома в Калининградской области заказать в АСБИ с доставкой по телефону 52-07-52.

ФУНДАМЕНТ — это примерно 40% затрат от строительства дома.
Какие бывают фундаменты?

В Калининградской области распространены следующие виды фундаментов:
〉〉  монолитные железобетонные (бетон)
〉〉  сборные железобетонные (ФБС, ФЛ)
〉〉  свайные  (забивные, буроналивные, винтовые).

 Для чего необходим фундамент?

Фундамент нужен для того, что бы держать вес дома на основании, т.е. на грунте, а грунт, в свою очередь его несущая способность зависит от содержания в ней влаги, которая меняется в зависимости от количества осадков и  сезона года. Возможно проседание грунта или его выпячивание от промерзания, что повлечет трещины на стенах дома. Что бы подобного не случилось помните, что глубина промерзания не менее 70 см и соответственно глубина залегания фундамента не менее 70 см, обязательно не забудьте о дренаже, это ваша защита от трещин.

Давайте разберем два наиболее распространенных варианта в Калининградской области. Нас интересует:  какой тип из них более оправдан и какая стоимость за фундамент вместе с материалами и работами?

______________________________________________________________________________________________________
Из истории: в СССР была разработана строительная база с опорой на сборный железобетон т.к. это быстрее и дешевле, но требует инвестиций в создание опорных железобетонных заводов, социализм мог позволить себе решение подобных задач. Западный мир пошел по другому пути: они отказались от опорных железобетонных заводов и  упор сделали на бетонные заводы  — так дешевле по затратам, но дороже в строительном цикле производства строительных работ.

Нам досталось от социализма прогрессивная технология производства работ, конструкции выпускаются в условиях заводского производства с контролем качества, а на стройплощадке упрощенно монтируют краном, выигрыш в скорости работ от 5-10 раз. Слабым местом этой технологии являлась нехватка  достаточного количества фундаментных блоков (ФБС и ФЛ), что послужило толчком к развитию железо-бетонного монолита. Но в настоящее время вопрос с недостатком ФБС и ФЛ решен, в наличии есть любое количество!
_______________________________________________________________________________________________________________
При производстве фундамента методом железобетонного монолита упор делается не на монтаж готовых изделий на объекте, а на изготовление фактически этих же изделий на объекте. От сюда возникают сложности:

• сооружение надежной, точно-выверенной системы опалубки в стесненных условиях траншеи;
• необходимость армирования монолитного фундамента;
• возможность ошибок и просчетов со стороны строительной бригады;
• армирование, аренда опалубки,  оплата работы строителей по созданию опалубки и армирующего каркаса, что в конечном итоге удорожает  монолитный фундамент в отличии от ФБС и ФЛ  примерно на 30 %;
• увеличение времени и сроков работ; 

Вот по этим причинам сборные железобетонные фундаменты более рентабельны практически во всех случаях, за исключением строительства на особо сложных грунтах. Высокий уровень залегания грунтовых вод требует обработку фундаментных блоков спец.составами и материалами, в отличии от монолитного, если он выполнен из гидротехнического бетона. Повысить теплостойкость железобетонных фундаментов необходимо теплоизоляционными материалами.

Распространенные ошибки при производстве фундаментных работ:

〉〉  Маленькая глубина фундамента. Заглубление фундамента в Калининградской области должно быть не менее 70 см, т.к. глубина промерзания грунта — 70 см.

〉〉  Замена ФЛ на ФБС. Нельзя положить плашмя ФБС по той причине, что ФЛ армировано таким образом, что бы выдерживать изгибающие нагрузки, а ФБС  нет, результат — ФБС лопнет!

〉〉  Отсутствие дренажа. При устройстве любого из перечисленных типов фундамента обязательно устройство дренажа.

〉〉  Вода в бетоне. Запрещено добавлять воду в бетон при устройстве монолитного фундамента! При проектировании фундамента закладывается соответствующая марка бетона по прочности, водопоглощению и морозостойкости. Добавление воды резко уменьшает данные характеристики бетона. Если бетон недостаточно пластичен и подвижен необходимо добавить пластификатор, но никак не воду!

〉〉 Непрочная и неточная в размерах опалубка. При устройстве опалубки для монолитного фундамента необходимо прочно и точно собрать опалубку. Отклонение от заданных размеров опалубки буквально на 1 см  на площади заливки 100 м2 дает перерасход бетона в 1 куб! Подпирайте опалубку, т.к. подаваемый бетон идет под напором, опалубка может не выдержать, в итоге бетона потребуется больше от запланированного количества.

Заказать бетон: тел. 52-07-52.
Заказать железобетонные изделия: ФБС, ФЛ  тел. 51-53-53
#заказать бетон в Калининграде

Методы опускания подвала (опора или скамья)

Вам и вашей семье нужно больше места, но никто не хочет покидать ваш комфортабельный дом или район! Вы можете построить пристройку, но есть фантастический сад или задний двор и есть проблемы с зонированием. Можно построить, но это требует серьезных бюджетных соображений. Еще один способ увеличить жилую площадь в вашем доме — лучше использовать существующий подвал. В вашем подвале низкий потолок, и в нем могут жить только эльфы? Не то, если вы беретесь подкрепить или опустить цокольный этаж.Многое будет зависеть от бюджета, который у вас есть на ремонт, и от того, сколько места вы хотите добавить в свой дом. Стоит задуматься о том, чтобы расширить свой дом.

Подвалы, особенно в старых домах, — это места, где электрические, водопроводные и другие системы проходят вдоль потолков. Прачечная может быть в подвале, и там, вероятно, есть лазейка, но на самом деле это не то место, в котором кто-то хотел бы проводить серьезное время. Часто подвал считается последним рубежом — когда вы не знаете, куда что-то положить, оно уходит в подвал, в результате чего много вещей в ящиках засоряют пол.

Подвалы, однако, могут служить дополнительным местом для сна, зонами отдыха, офисами или даже потенциальными помещениями для сдачи в аренду. Сначала они должны быть удобными, сухими и светлыми. Вы можете взяться за создание такого пространства вместе с креативными дизайнерами City Wide Group. Какие соображения следует учитывать?

Как опустить подвал

Во многих домах подвал использовался только как часть каркасной конструкции, на которой можно было строить постройки. Недостаточно высок, чтобы вам было удобно ходить, некоторые из них в основном предназначены для обхода, чтобы дать вам доступ к домашним устройствам.Когда вам нужно больше места на потолке и вы хотите расширить площадь, нужно изменить структуру фундамента. Есть два метода понижения пола в подвале. Один из них называется «Подкрепление», а другой — «Скамья». Оба включают структурные изменения ваших фундаментных стен и опор, которые позволят вам получить больше полезного пространства и гидроизолировать подвал. И то, и другое стоит изучить в зависимости от объема работы, которую вы хотите проделать в подвале, количества нового жилого пространства, которое вы хотите создать, и вашего бюджета. У любого проекта есть свои плюсы и минусы.

Основание фундамента

Подкладка позволяет вам создавать пространство, в то же время укрепляя фундамент вашего дома. Этот проект включает в себя устранение любых трещин в вашем фундаменте. Вы можете провести всевозможные обновления вашей сантехнической, электрической и изоляционной систем, чтобы модернизировать и привести их в соответствие со стандартами Строительного кодекса. Вы можете установить или модернизировать систему гидроизоляции, чтобы поддерживать комфорт в сухом состоянии в новом помещении.Ваш дом нуждается в улучшении HVAC?

Процесс опоры включает в себя вырытие ряда отверстий под существующим фундаментом фундамента и их последовательное заполнение для укрепления и опускания фундамента при сохранении структурной прочности ваших стен. В конце концов, почву, оставшуюся внутри фундамента, можно будет выкопать, чтобы провести оставшуюся часть ремонта. Это медленный процесс, который необходимо проводить осторожно и с привлечением опытных инженеров. Вы должны выделить достаточно времени для такого рода проектов.Как и в случае с любым другим проектом, требующим много времени, вы должны учитывать свои бюджетные требования.

Результатом может быть просторное место для отделки в соответствии с вашими требованиями. Вы всегда мечтали о игровой комнате или развлекательном центре? Вы хотите дать своим подросткам отдельное пространство? Знание о том, что теперь у вас есть место, где вы можете сдавать в аренду офис, сухое складское помещение или целую квартиру, повышает ценность вашего дома.

Скамья для фундамента

Скамья — это менее затратный и быстрый способ освободить больше места в подвале.Это включает в себя копание на глубину, на которую вы хотите, чтобы был ваш новый фундаментный пол, и создание новых стен, которые простираются от новой глубины до существующей. Эта новая стена должна быть усилена и иметь заглушку, которая создает скамейку вокруг вашего нового фундамента. Вы можете использовать новую стену, чтобы создать книжные шкафы, полки или добавить шкафы для хранения. Этот метод хорош, если вам нужно создать полезное пространство, чтобы освободить место в другом месте вашего дома. Он добавляет жилое пространство, но не так сильно, как метод подкладки.

Тем не менее, скамейка может быть решением в зависимости от условий почвы вокруг вашего дома, близости к дому вашего соседа, системы канализации, используемой в вашем доме, вашего бюджета или графика, в котором вы хотите завершить работу.

Итак, опора или опора? Оба добавляют места. Оба укрепляют ваш фундамент. И то, и другое делают ваш подвал более гибким местом для ремонта. Фундамент увеличивает жилое пространство, что требует больше времени и денег. Скамья добавляет меньше места, но работает быстрее и дешевле.

Ваш дом — это место, где ваша семья собирается вместе, чтобы вместе проводить время. Создание большего количества места может сделать это время более комфортным и привести к добавлению долгосрочной стоимости вашей собственности. Если вы хотите поговорить о различных вариантах опускания подвала и увеличения дома, позвоните в City Wide Group и получите бесплатную оценку. Наши специалисты проведут вас через все факторы, которые необходимо учитывать, включая состояние вашего существующего фонда, краткосрочные и долгосрочные планы и бюджет.Вы можете быть уверены, что наш 50-летний опыт будет задействован, когда мы превратим ваш темный подвал в пространство вашей мечты.

Типы глубоких фундаментов и их применение в строительстве

🕑 Время считывания: 1 минута.

Глубокий фундамент необходим для того, чтобы выдерживать нагрузки от конструкции через слабосжимаемые грунты или насыпи на более прочные и менее сжимаемые грунты или скалы на глубине или по функциональным причинам. Глубокие фундаменты закладываются слишком глубоко под готовой поверхностью грунта, чтобы на их несущую способность основания влияли условия поверхности, обычно это происходит на глубине> 3 м ниже уровня готовой земли.Глубокий фундамент может использоваться для передачи нагрузки на более глубокие и более подходящие слои на глубине, если неподходящие почвы присутствуют у поверхности.

Содержание:

• Типы глубоких фундаментов
• 1. Фундамент подвала
• 2. Плавучесть (фундаменты с пустотелыми коробами)
• 3. Фундаменты кессонов
• 4. Цилиндры
• 5. Фундаменты просверленных валов
• 6. Сваи фундаменты

Типы глубокого фундамента

Типы фундаментов общего пользования следующие:

1. Подвалы
2. Плавучие плоты (фундамент пустотелый)
3. Кессоны
4. Цилиндры
5. Фундамент ствола
6. Фундамент свайный

1.Фундамент подвал Это полые подконструкции, предназначенные для создания рабочего или складского пространства ниже уровня земли. Конструкция конструкции определяется их функциональными требованиями, а не соображениями наиболее эффективного метода противодействия внешнему земному и гидростатическому давлению. Они строятся на месте в открытых раскопках.

2. Плавучие плоты (фундамент с полыми коробками) Плавучие плоты представляют собой полые подконструкции, предназначенные для обеспечения плавучести или полуплавучего основания, под которым чистая нагрузка на почву снижается до желаемой низкой интенсивности. Плавучие плоты могут быть спроектированы так, чтобы их можно было затопить как кессоны, они также могут быть построены на месте при открытых раскопках. Подробнее about Плавучие плоты (фундаменты с пустотелыми ящиками)

3. Фундаменты кессонов

Кессоны — это полые подконструкции, предназначенные для строительства на поверхности или вблизи поверхности, а затем погружения как единого целого до необходимого уровня. Подробнее о фундаментах кессонов

4. Цилиндры Цилиндры представляют собой небольшие однокамерные кессоны.

5. Фундамент бурения стволов Фундаменты шахт сооружаются внутри глубоких котлованов, опираясь на возведенную на месте облицовку, которая впоследствии заполняется бетоном или другими сборными несущими элементами.Узнать больше о Фундаменты с просверленными валами.

6. Фундамент свайный

Свайные фундаменты представляют собой относительно длинные и тонкие элементы, сооружаемые путем забивки предварительно отформованных элементов на желаемый уровень основания или путем вбивания или бурения труб на требуемую глубину — трубы заполняются бетоном до или во время извлечения, либо путем бурения без футеровки, либо полностью или частично облицованные скважины, которые затем заполняются бетоном. Подробнее о Свайных фундаментах

Construction Executive | Добро пожаловать

В связи с тем, что во многих городских районах пространство имеет большое значение, застройщики закладывают более глубокий фундамент, чтобы увеличить площадь жилых, коммерческих и многофункциональных зданий.В Дубае, например, строится новое торговое и рабочее место класса «люкс», включающее подвал в семь этажей. Отсутствие парковочных мест во многих городах побуждает разработчиков строить многоуровневые автостоянки под землей. В других случаях может потребоваться глубокий фундамент из-за больших расчетных нагрузок или плохого грунта на небольшой глубине.

Копание более глубоких фундаментов имеет много преимуществ, но также порождает множество проблем, которые необходимо решить на этапе проектирования.

Почвенное давление

На глубокую строительную яму оказывается огромное внешнее давление.Как правило, это требует бурения горизонтальных свай по бокам скважины, чтобы укрепить их и предотвратить падение грунта. Затем в прочную коренную породу просверливаются высокопрочные скальные анкеры, которые затем соединяются с конструкцией, чтобы помочь конструкции противостоять подъемным силам.

Гидростатическое давление

Если почва вокруг фундамента насыщена водой, это оказывает огромное гидростатическое давление на фундамент. Все это давление означает, что вода будет проталкиваться через фундамент, даже через мельчайшие трещины.Там, где это позволяет местная гидрология, дренажные системы могут перенаправлять часть воды от фундамента, но они, как правило, не являются достаточной защитой для готового подвального помещения. Полностью приклеенная предварительно нанесенная гидроизоляционная мембрана обеспечивает высочайшую степень защиты в этих условиях. Создавая неразрывную связь с залитым бетоном, гидроизоляционный барьер предотвращает проникновение воды даже при высоком гидростатическом давлении.

Обезвоживание

В большинстве случаев попасть в воду можно, копнув на глубине 5–10 метров. Это означает, что подрядчику потребуется постоянное обезвоживание, чтобы участок оставался достаточно сухим для строительства фундамента. Обезвоживание предполагает постоянную работу насосов, что очень дорого.

Подрядчик захочет ускорить завершение проекта, чтобы минимизировать эти затраты. Выбор простых в установке строительных материалов будет выгодным, потому что это позволит подрядчику быстрее залить бетон и закончить подвал, что поможет им сэкономить деньги. Некоторые решения, такие как предварительно нанесенные гидроизоляционные мембраны, можно размещать во влажных условиях, что помогает ускорить завершение проекта.

Коррозионные грунтовые воды

Углубление копания увеличивает вероятность контакта с грунтовыми водами, которые в некоторых регионах могут содержать высокие концентрации хлоридов и сульфатов. Эти условия вызывают сильную коррозию бетона. Конструкцию можно защитить от коррозии с помощью гидроизоляционного барьера, устойчивого к агрессивным почвенно-водным условиям.

Глубина вашего фундамента определяет высоту вашего успеха.

У природы есть способ преподать нам множество уроков, если мы внимательно наблюдаем. Джордж Вашингтон Карвер сказал, : «Читать о природе — это хорошо, но если человек идет в лес и внимательно слушает, он может узнать больше, чем написано в книгах». Прогуливаясь по лесу, вы можете увидеть деревья разных размеров. Различные размеры отчасти обусловлены типом дерева, но также и наличием почвы и питательных веществ, чтобы корни дерева распространились и образовали прочный фундамент. Деревья не перерастут в свою способность противостоять внешним воздействиям из-за прочного основания своих корней.

Урок, извлеченный из прочности основы из деревьев, имеет множество применений. С течением времени он привел к успеху в самых разных отраслях, с многочисленными лидерами.

Успех строительства Самый простой пример применения уроков, извлеченных из фундамента деревьев, — это строительство зданий. Фундамент здания должен выдерживать вес конструкции над ним. По всей стране действует множество строительных норм и правил, которые учитывают состав почвы и ожидаемые будущие нагрузки.Здания опираются на фундамент во время физических нагрузок, таких как сильный ветер, дождь или износ, вызванный годами оккупации.

«Чем выше здание, тем глубже должен быть заложен фундамент». — Томас Кемпис.

Жизненный успех Человеческая жизнь полна стрессов — физических, эмоциональных и духовных. Как и деревьям, нам нужен прочный фундамент, который не откажется от поддержки в трудные времена. Когда ваше тело дрогнет, как вы выздоровеете? Когда вам грустно или сердито, с кем вы можете поговорить? Когда вы сомневаетесь, во что вы поверите? Всем нам понадобится поддержка и какой-то момент в нашей жизни.

«Основой сбалансированного успеха являются честность, характер, порядочность, вера, любовь и преданность». -Зиг Зиглар

Ежедневный успех Успешная жизнь — это кульминация ежедневного успеха; и каждый ежедневный успех основан на успешных привычках. Одна из лучших привычек — наполнять свой разум позитивными мыслями. Подобно деревьям или зданиям, основа каждого дня — это начало, это то, что скрепляет остаток дня.Начните свой день с этих успешных привычек: рано вставайте, благодарите за вчерашний успех и за новый день сегодня, запишите пять дел, которые вы сделаете сегодня, и представьте себе конец дня, когда они будут выполнены.

«Постройте этот день на основе приятных мыслей». — Ог Мандино

Репутационный успех Ваша репутация — загадка; Гарантируется, что вы всегда приедете раньше вас и останетесь после вашего отъезда. Знание этого факта поможет вам выделиться из толпы.Ваша репутация послужит вам знаком, она установит ожидания для тех, кому вы соответствуете. Ваша репутация будет напоминать другим о ваших продемонстрированных способностях. Во многих отношениях ваша репутация — это ваше лицо, и вы хотите, чтобы он говорил о вас прекрасные вещи. Следовательно, вы должны тщательно строить фундамент своей репутации своими действиями.

«Характер — это прочный фундамент, на котором нужно строить, чтобы завоевать уважение… На слабом персонаже нельзя построить прочную репутацию, достойную уважения.” — R.C. Самсель

Экономический успех Информация, знания, мудрость — хотя все они имеют несколько разное значение, общая тема — полезно учиться и хорошо понимать различные варианты, когда вы делаете выбор, особенно экономический. Абрахам Маслоу сказал, : «Если у вас есть единственный инструмент, это молоток, вы, вероятно, будете воспринимать каждую проблему как гвоздь». Под этой часто используемой фразой он имел в виду, что человек ограничен своими знаниями и опытом в своей способности предлагать решения проблем.

«Чтобы добиться успеха, вы, как и я, скоро поймете важность прочного фундамента образования — грамотности, как вербальной, так и числовой, и коммуникативных навыков». — Алан Гринспен

Вы заложили глубокий фундамент в своей жизни; как личное, так и деловое? Ваш успех в каждом из них будет определяться вашими инвестициями в их фонд.

Что такое глубокий фундамент — емкость забивных свай и модификация грунта

Американский фонд с Гэри Сейдер: глубокие фундаменты

В этом выпуске американского фонда Гэри Сейдер обсуждает глубокие фундаменты.Брент Чисхолм, Рассел Адкинс и Фил Шид анализируют процессы, лежащие в основе забивных свай, их вместимость, а также конкретизируют типы фундаментов. Прочтите краткое содержание этого видео ниже и посмотрите полную версию, чтобы узнать все о глубоких основах от ведущих профессионалов отрасли.

Что такое Deep Foundation?

Глубокий фундамент — это фундамент, который закладывается на значительную глубину, чтобы выдержать определенную нагрузку. Глубина, определяемая отношением глубины к длине, обычно должна превышать 10 футов, чтобы фундамент действительно был глубоким.

Насколько глубоко могут забиваться забивные сваи в глубоком фундаменте?

Это зависит от типа почвы. Грунты могут быть разными, поэтому сваи следует устанавливать в несущие слои почвы. В некоторых частях страны, например в Новом Орлеане, он может достигать 100 футов. Однако в других частях страны, таких как Техас, он может достигать 7-10 футов.

Зачем нужен глубокий фундамент?

От верхнего Среднего Запада до Колорадо глубокие фундаменты используются для того, чтобы утяжелить конструкцию глубже в почву.Будь то на Среднем Западе, где он находится на высоте 20 футов, или в районе Скалистых гор, где вы достигаете высоты 50 футов, установка спирали на глубину в несущем уровне почвы требует глубокого фундамента.

Когда следует выбирать глубокий фундамент?

Инженер примет решение о том, использовать ли глубокий фундамент или нет, исходя из существующих условий на площадке. Не всегда нужно использовать глубокий фундамент, и в распоряжении инженеров будет база данных с различными фондами.Они смогут выбрать подходящую основу для соответствующего приложения, используя свои ресурсы. Если, например, у вас есть расширяющаяся глина, инженер поможет вам определить, что вы можете использовать винтовые сваи с меньшей площадью поверхности вала, чтобы снизить вероятность набухания грунта и возникновения проблем с фундаментом.

Как обращаться с расширяющимися грунтами

Винтовые сваи и опоры сопротивления полезны в расширяющихся грунтах. Когда почва начинает набухать от влаги, она может цепляться за глубокие основания, и они потенциально могут быть выброшены из земли.Бетонные сваи или просверленные валы использовались в прошлом для обширных грунтов, но с учетом обширного характера грунта винтовые сваи намного более надежны, потому что площадь поверхности меньше, что затрудняет захват почвы. Сваи, шпунтовые сваи, сваи труб и другие традиционные способы установки, которые были знакомы людям, изменились в 1980-х годах, когда компания CHANCE разработала винтовые сваи.

Посмотрите видео полностью, чтобы увидеть, как Гэри и его команда объясняют забивные сваи, их вместимость и методы модификации почвы.

Тобиас Вест Инженеры-конструкторы — Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Когда вы думаете о фундаменте здания, многие люди представляют себе кусок бетона, закопанный в землю для поддержки колонны или стены, и в большинстве случаев это верно. Фундамент может состоять из неглубокого фундамента, аналогичного представленному выше, или может состоять из ряда конструктивных элементов или сваи, вбитой в землю. Эти различные типы фундамента будут определять, как здание будет работать выше, в зависимости от почвенных условий на месте.

Фундаменты мелкого заложения — самые распространенные типы. Они наиболее рентабельны, и во многих случаях их будет достаточно, чтобы поддержать здание. Однако этот тип фундамента может нести столько веса, сколько позволяет грунт под ним. Это одна из причин, почему мы всегда рекомендуем привлекать инженера-геолога к каждому проекту. Они могут помочь ответить на вопрос «что может поддерживать почва?» и снимите большую ответственность с проектной группы, а также обеспечьте душевное спокойствие владельцу, а вашему инженеру-строителю эта информация понадобится для правильного проектирования опор конструкции.

Часто грунтовые условия на площадке могут быть недостаточными, чтобы выдержать вес здания. Некоторыми причинами этого могут быть сжимаемые почвы, такие как глины, или почвы, которые могут разжижаться во время землетрясения, например, с большим количеством песка. Эти плохие почвенные условия могут быть причиной для поддержки здания на глубоком фундаменте. Обычно он состоит из деревянной, стальной или бетонной сваи, забиваемой ниже уровня земли. Емкость сваи достигается за счет трения сваи о окружающий грунт или опоры сваи на более глубокие и подходящие грунты или их комбинации. Командная работа инженера-строителя и инженера-геотехника имеет решающее значение, потому что один зависит от другого, чтобы дать наилучшие рекомендации для объекта.

Решение о том, какой тип фундамента использовать для здания, должно приниматься всей командой. Необходимо учитывать такие факторы, как ожидаемые характеристики здания, оборудование, чувствительное к движению, эффект размыва от затопления или разжижения почвы из-за высокой сейсмической активности. Мы спроектировали множество фундаментов для жилых домов на побережье, где домовладелец выбрал свайный фундамент, потому что хотел получить душевное спокойствие. В большинстве случаев свайный фундамент обеспечивает наибольшую устойчивость вышеупомянутой конструкции, но он будет дороже и не всегда потребуется. Мы предпочитаем максимально активное участие инженеров-геологов, чтобы можно было изучить все варианты. Включение в команду проектировщиков опытного инженера-строителя и инженера-геотехника имеет решающее значение для долгосрочной работы вашего здания.

Фундаменты мелкого и глубокого заложения — мероприятие

(0 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 8 (6-8)

Требуемое время: 45 минут

Расходные материалы на группу: 5 долларов США.00

Размер группы: 4

Зависимость действий: Нет

Тематические области: Физические науки

Поделиться:

Резюме

Студенты исследуют критическую природу фундаментов по мере того, как они изучают различия между мелкими и глубокими фундаментами, включая концепции опорного давления и осадки. Используя модели, представляющие неглубокий фундамент и фундамент с глубокими сваями, они тестируют, видят и ощущают эффекты на испытательном стенде из картонной коробки, состоящего из слоев гальки, почвы и песка. Они также проводят расчеты давления на опору и рекомендации относительно того, какой тип фундамента использовать в различных инженерных сценариях.

Инженерное соединение

В мире построек, созданных руками человека (дома, школы, магазины, небоскребы, мосты, шоссе, гаражи и террасы на заднем дворе), фундаменты являются критически важными компонентами для обеспечения устойчивости.Геологические изыскания предоставляют важную информацию инженерам-строителям и строителям, проектирующим эти конструкции, особенно широкие мосты и высокие здания. Инженеры должны знать характерные для участка характеристики почвы и основания, иногда на большую глубину, чтобы они могли определить наиболее подходящие строительные материалы и тип фундамента, необходимые для распределения нагрузки и спроектировать надежную конструкцию или мост.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

• Создайте модель, исследуйте и объясните свойства мелкого и глубокого фундамента.
• Опишите технические термины, такие как опорное давление и оседание.
• Используйте простые уравнения для анализа сил, действующих на модель фундамента.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными предметами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

Общие основные государственные стандарты — математика

• Пишите, читайте и оценивайте выражения, в которых буквы заменяют числа.(Оценка 6) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Плавно складывайте, вычитайте, умножайте и делите десятичные дроби, используя стандартный алгоритм для каждой операции.(Оценка 6) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Решайте реальные и математические задачи, связанные с площадью, объемом и площадью поверхности двух- и трехмерных объектов, состоящих из треугольников, четырехугольников, многоугольников, кубов и прямых призм.(Оценка 7) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология

• Конструкции опираются на фундамент.(Оценки 6 — 8) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Выбор конструкций для конструкций основан на таких факторах, как строительные законы и нормы, стиль, удобство, стоимость, климат и функция.(Оценки 6 — 8) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

• Картонная коробка, ~ 12 дюймов x 12 дюймов x 12 дюймов (30 см x 30 см x 30 см)
• Мелкая галька или камни (достаточно, чтобы создать слой размером 1 дюйм [2.5 см] глубина; около 10 чашек)
• Земляной грунт или верхний слой почвы (достаточно, чтобы создать слой глубиной 4 дюйма [10 см]; около 2 галлонов)
• Песок (достаточно, чтобы создать слой глубиной 2,5 дюйма [6,35 см]; около 1,25 галлона)
• Деревянный брусок, ~ 2 x 2 x 1 дюйм глубиной (5 x 5 x 2,5 см), вырезанный из обрезков древесины 2 x 4
• Деревянный дюбель ½ дюйма (1,27 см), длиной не менее 12,5 дюйма (32 см)
• Клей для дерева, для фиксации дюбеля в отверстии, просверленном в деревянной колодке
• Рабочий лист по основам, по одному на команду
• Несколько книг для балансировки на фундаменте общим весом ~ 10 фунтов (~ 4.5 кг)
• (необязательно) Рабочий лист по основам математики, по одному на команду

Для использования учителем (или для всего класса):

• Доступ к деревообрабатывающим инструментам: сверло, сверла и пила
• Весы для взвешивания книг

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_brid_lesson03_activity1] для печати или загрузки.

Больше подобной программы

Предварительные знания

Студенты должны иметь некоторые предыдущие знания о мостах, в том числе знакомство с типами мостов и нагрузками, как это было представлено на первых двух уроках модуля «Мосты».

Введение / Мотивация

Что могло бы случиться, если бы вы построили фундамент моста или сооружения на песчаной дюне? На скале? На болоте? Это сработает? Что, если бы ваш запланированный мост действительно стоял на шаткой земле — в сейсмоопасной зоне? Как вы могли заставить его работать? Вы бы построили фундамент моста или сооружения по-другому, в зависимости от состава почвы в этом месте? Что ж, инженеры призваны проектировать мосты и конструкции для самых разных мест, и они не всегда имеют идеальный профиль почвы.Таким образом, они выясняют, какой тип фундамента необходимо построить для работы с существующими почвенными условиями, чтобы создать надежную конструкцию, которая не упадет и не сломается.

Что вы знаете о Пизанской башне в Италии? Эта восьмиэтажная колокольня является примером широко известного провала фундамента (см. Рис. 1). Строительство началось в 1173 году, и к тому времени, когда был построен третий этаж, он начал наклоняться из-за плохого фундамента и рыхлой почвы. Это очень тяжелое сооружение, на строительство которого ушло более 150 лет.Стены у основания имеют толщину 8 футов (2,4 м). Его первоначальный фундамент находился на глубине всего 3 метра на ложе из сухих камней. Башня пережила 800 лет смещения фундамента, наклонных стен и многих усилий, направленных на ее выпрямление и стабилизацию.

Хотя Пизанская башня является ярким примером, она указывает на то, что, хотя мы редко видим или замечаем фундаменты, они могут быть наиболее важным компонентом дизайна для обеспечения долгосрочной стабильности мостов, зданий и сооружений, от которых мы зависим. день.Вы можете отремонтировать или укрепить наземную часть конструкции, но плохой фундамент исправить сложнее. Мелкие и глубокие фундаменты — это два разных типа фундаментов, которые в основном различаются тем, насколько далеко каждый из них уходит в землю. Однако есть и другие отличия.

Рис. 2. Фундамент жилого дома из литого бетона, обработанный черным барьером от влаги. Авторское право

Авторские права © 2007 Дениз Карлсон, Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере.

Как нетрудно догадаться, фундаменты неглубокого заложения не уходят очень глубоко в землю.Что еще более важно, они распределяют структурные нагрузки на почвы, расположенные близко к поверхности. Неглубокие фундаменты могут включать в себя фундаменты с раздельными опорами и маты, которые обычно используются для жилых построек (см. Рисунок 2) или любых конструкций с небольшими нагрузками. Раздвижные опоры — это просто расширения в нижней части колонн или стен, которые распределяют приложенные структурные нагрузки по достаточно большой площади почвы. Фундаменты с раздвижными опорами являются наиболее распространенным типом фундаментов из-за их низкой стоимости и простоты строительства.Матовый фундамент — это, по сути, очень широкое основание, которое обычно покрывает всю площадь конструкции, например, подвал.

Если неглубокий фундамент находится близко к поверхности, что, по вашему мнению, представляет собой глубокий фундамент? Вас не удивит, что глубокий фундамент простирается на большую глубину, чем фундамент неглубокий. Но что еще более важно, они распределяют свои структурные нагрузки на почвы, которые находятся не у поверхности. Типы глубоких фундаментов включают кессоны, бурильные стволы и сваи.Кессоны — это ящики или цилиндры, которые погружаются в землю на желаемую глубину. Просверленные валы создаются путем просверливания тонкого цилиндрического отверстия в земле, вставки арматурной стали и заполнения ее бетоном. Сваи, которые чаще всего используются для мостов, сооружаются путем заблаговременного изготовления тонких колонн и забивания или вдавливания их в землю.

При проектировании фундамента инженеры также должны учитывать еще два важных фактора. Конструкция фундамента должна соответствовать предельным значениям давления на грунт (или силе, действующей на грунт снизу фундамента), а также требованиям допустимой осадки для конструкции.

Видел ли когда-нибудь ущерб, нанесенный мостам, зданиям или даже ступеням и тротуарам из-за поселений? (Послушайте рассказы студентов.) Что такое поселение? Осадка — это вертикальное движение фундамента вниз, которое, в свою очередь, вызывает движение конструкции вниз. Один тип поселения, называемый просто «осадкой», — это когда весь фундамент или конструкция перемещается вертикально вниз на одинаковое расстояние во всех точках. Другой тип осадки, называемой дифференциальной осадкой, — это когда части фундамента или конструкции перемещаются вертикально вниз дальше, чем другие точки.Поселение неравномерное; поэтому дифференциальная осадка создает наклон (наклон) в фундаменте или конструкции. Хотя реальные расчеты осадки, которые инженеры выполняют в рамках проектирования подходящего фундамента для конкретного участка, могут быть сложными, самое важное, что нужно знать, — это то, что осадки могут иметь место и действительно происходят, и часто очень разрушительно для конструкции. Как вы думаете, происходило ли какое-то урегулирование с Пизанской башней?

Рисунок 3. Несущее давление на неглубокий фундамент.авторское право

Copyright © Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере.

Давление на опору — это сила контакта на единицу площади по дну фундамента (нарисуйте на доске рис. 3, чтобы все могли его увидеть). Инженеры используют простое уравнение для расчета опорного давления, которое фундамент оказывает на почву под ним. (Нарисуйте на доске: Опорное давление = q = Сила (P) ÷ Площадь (A).) В наших сегодняшних целях (для простоты) мы проигнорируем вес основания и влияние уровня грунтовых вод.Подшипниковое давление определяется как q в этом уравнении. Сила (P) — это нагрузка, действующая на фундамент из-за конструкции, которую он поддерживает. Площадь — это нижняя часть фундамента, контактирующая с почвой. Значение давления в подшипнике не должно превышать допустимую несущую способность грунта (которая определяется испытанием), в противном случае произойдет отказ. Какая допустимая несущая способность? Ну, это зависит от почвы и от того, делаете ли вы фундамент неглубокий или глубокий.

Передача нагрузок от глубоких фундаментов на грунт отличается от передачи нагрузок от фундаментов мелкого заложения.Фундаменты мелкого заложения в первую очередь передают нагрузку на почву посредством опорного давления. Глубокие фундаменты также передают нагрузку посредством трения по длине (или глубине) фундамента, называемого поверхностным трением. Сила, остающаяся на дне глубокого фундамента, передается на почву за счет опорного давления.

Сегодня мы собираемся разделиться на группы и провести собственные мелкие и глубокие испытания фундамента, чтобы почувствовать силы и посмотреть, как выглядит «провал» фундамента под нагрузкой.Затем мы проведем собственные расчеты, чтобы найти опорные нагрузки, которые фундамент оказывает на почву.

Процедура

Перед мероприятием

• Соберите материалы и сделайте копии рабочего листа по основам и рабочего листа по математике (по желанию), по одному на команду.

Рис. 4. Профиль почвы для настройки деятельности. Авторское право

Copyright © 2007 Дениз Карлсон, Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере.

• Подготовьте для каждой команды картонную коробку со слоями почвы (см. Рис. 4): на дно внутри коробки поместите слой мелкой гальки или камней глубиной примерно ½ — 1 дюйма (1,3–2,5 см). Затем насыпьте на гальку почву или землю примерно на 10 см. Затем положите слой песка на почву толщиной 2-3 дюйма (5-8 см). В завершение положите сверху слой почвы толщиной 3–4 дюйма (8–10 см).

Рис. 5. Деревянный инструмент, созданный для обозначения как неглубокого (конец блока), так и глубокого (конец дюбеля) фундамента для испытания модельных фундаментов.авторское право

Copyright © Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере.

• Постройте модель деревянного фундамента для каждой команды: распилите обрезок доски 2 x 4 на 2 x 2 x 1 дюймовые деревянные блоки (5 x 5 x 2,5 см). Просверлите на одной из сторон отверстие глубиной ½ дюйма (1,27 см) размером 2 дюйма (5 см) с диаметром, равным диаметру дюбеля. Вставьте дюбель в отверстие; используйте столярный клей, чтобы закрепить его. Обрежьте дюбель до длины 12 дюймов (30 см), измеренной от деревянного бруска (см. Рисунок 5).Конец блока служит моделью для неглубокого фундамента, а конец стержня — моделью для глубокого фундамента.
• Разделите класс на команды по четыре ученика в каждой.

• Постройте модель деревянного фундамента для каждой команды: распилите обрезок доски 2 x 4 на 2 x 2 x 1 дюймовые деревянные блоки (5 x 5 x 2,5 см). Просверлите на одной из сторон отверстие глубиной ½ дюйма (1,27 см) размером 2 дюйма (5 см) с диаметром, равным диаметру дюбеля. Вставьте дюбель в отверстие; используйте столярный клей, чтобы закрепить его.Обрежьте дюбель до длины 12 дюймов (30 см), измеренной от деревянного бруска (см. Рисунок 5). Конец блока служит моделью для неглубокого фундамента, а конец стержня — моделью для глубокого фундамента.
• Разделите класс на команды по четыре ученика в каждой

Со студентами

1. Изучите вместе со студентами основные концепции мелкого и глубокого фундамента. Объясните, что сегодня они будут моделировать мелкие и глубокие фундаменты.
2. Объясните настройку всему классу.Картонная коробка, заполненная галькой, землей и песком, представляет собой участок площадки (землю), на котором необходимо построить фундамент под мост.

Рис. 6. Тестирование неглубокого фундамента. Авторское право

Copyright © Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере.

3. Поручите студенческим командам провести испытание неглубокого фундамента (см. Рис. 6): Держась за конец дюбеля, поместите деревянный брусок прямо на почву. Затем сложите на него книги, чтобы создать опорное давление на почву, как если бы этот фундамент выдерживал нагрузку от части тяжелого моста.(Студентам, возможно, придется слегка балансировать руками.) Что происходит? (Ученики должны заметить, как почва отодвигается в стороны и немного поднимается вокруг деревянного бруска. Это показывает разрушение почвы.) Попросите учеников записать на своих рабочих листах вес книг, которые они могли бы уравновесить на своем неглубоком основании, прежде чем он стал слишком шатко.
4. Теперь попросите студентов провести второй тест на неглубокий фундамент. Используя тот же деревянный брусок, поместите его глубже в почву, чтобы верх блока был на одном уровне с верхом почвы.Затем складываем на нее книги, чтобы создать опорное давление на почву. Что происходит? Что вы заметили? (Почва снова разрушается из-за высокого опорного давления. Однако сила, которую необходимо приложить к деревянному блоку, должна быть выше. Снова обратите внимание, как почва отталкивается в стороны и немного поднимается вокруг деревянного блока.) Попросите учащихся записать на своих рабочих листах вес книг, которые они могли бы сбалансировать на этом неглубоком основании, прежде чем оно стало слишком шатким.
5. Восстановить почву (при необходимости).Поручите студенческим командам провести испытание глубокого фундамента (см. Рис. 7): держась за конец деревянного блока, направьте дюбель на землю и вдавите его в землю. Что происходит? (Деревянный дюбель проникает в почву, и по мере того, как он становится глубже, его становится труднее вдавить в почву. Если вставить деревянный дюбель достаточно сильно, он достигнет слоя породы на дне ящика. Для моста или другой большой конструкции , сваи будут помещены на эту глубину, чтобы добраться до более плотных грунтов, глины и горных пород.Затем сложите книги на конце деревянного блока, чтобы создать опорное давление на почву. Сколько книг может вместить фонд на этот раз? Попросите учащихся записать на своих рабочих листах вес книг, которые они могли бы уравновесить на своем глубоком основании, прежде чем оно стало слишком шатким.

Рис. 7. Проверка глубокого фундамента. Авторское право

Copyright © Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере.

6. Затем попросите учащихся вычислить на своих рабочих листах, сколько именно силы было приложено к фундаменту при разрушении.Попросите их поразмышлять над своими расчетами и предложить, как можно изменить конструкцию фундамента, чтобы выдержать больший вес (например, увеличить размер дюбеля). Обсудите со студентами, как тест на глубокое основание выдерживает больший вес.
7. Завершите обсуждение в классе, сравнив результаты рабочего листа и вопросы после занятия, представленные в разделе «Оценка». (Необязательно) Назначьте учащимся Рабочий лист по основам математики.

Словарь / Определения

опорное давление: давление, действующее на почву из-за фундамента и приложенных нагрузок от конструкции.

Коренная порода: твердая порода, которая лежит в основе рыхлых отложений почвы, песка, глины и гравия. Считается нижним слоем и нижним слоем.

кессон: сборный ящик или цилиндр, который погружается в землю на желаемую глубину как часть глубокого фундамента.

глубокий фундамент: фундамент, уходящий глубоко в землю. Примеры типов: кессоны, бурильные стволы и сваи.

инженер: человек, который применяет свое понимание науки и математики для создания вещей на благо человечества и нашего мира.

сбой: неспособность системы или компонента выполнять требуемую функцию в указанных пределах.

фундамент: конструкция, которая соединяет мост или здание с землей для поддержки.

модель: (существительное) представление чего-либо, иногда в меньшем масштабе. (глагол) Сделать или сконструировать что-то, чтобы помочь визуализировать или узнать о чем-то еще.

свая: цилиндрический элемент, забиваемый вертикально в почву и образующий часть глубокого фундамента или подпорной стены.

Расчет: Вертикальное движение фундамента вниз.

неглубокий фундамент: фундамент, не уходящий глубоко в землю. Примеры типов: основания с раздельными опорами (или нижние колонтитулы, или опоры) и основания матов.

Профиль почвы: вертикальная последовательность слоев природного материала, обнаруженных под землей на определенном участке, часто от поверхности земли до материнской породы. Диаграмма, показывающая вертикальный разрез почвы, изображающий различные типы и глубину присутствующего грунта и горного материала.

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Мозговой штурм : В небольших группах предложите учащимся участвовать в открытом обсуждении. Напомните им, что ни одна идея или предложение не являются «глупыми». Все идеи следует с уважением выслушать. Спросите учащихся: Какой тип фундамента вы бы использовали для следующих сценариев строительства инженерных мостов, неглубокий или глубокий?

• Транспортный мост строится через широкую реку, где почва преимущественно песчаная.
• Строится транспортный мост через очень глубокий овраг.
• Короткий пешеходный мост через местный ручей.
• Переносной мост, который можно перемещать с места на место, для строительной площадки.

Встроенная оценка деятельности

Рабочий лист : Попросите учащихся заполнить основной лист в команде. Используя рабочий лист, студенты записывают свои наблюдения и рассчитывают опорное давление, которое фундамент оказывает на почву.Попросите членов команды проверить работу друг друга. Просмотрите ответы, чтобы оценить их уровень владения предметом.

Оценка после деятельности

Обсуждение в классе : Пересмотр инженерных сценариев наведения мостов из мозгового штурма перед оценкой активности. Могут ли студенты изменить свои ответы после этого задания? Какой тип фундамента вы бы использовали для следующих инженерных сценариев, неглубокий или глубокий?

• Транспортный мост строится через широкую реку, где почва преимущественно песчаная.(Ответ: Глубокий фундамент.)
• Строится транспортный мост через очень глубокий овраг. (Ответ: Глубокий фундамент.)
• Короткий пешеходный мост через местный ручей. (Ответ: Фундамент неглубокий.)
• Переносной мост, который можно перемещать с места на место, для строительной площадки. (Ответ: Фундамент неглубокий.)

Вопрос / ответ : Задайте классу следующие вопросы или индивидуально в качестве домашнего задания:

• Что происходит с грунтом для неглубокого фундамента при превышении его несущей способности? (Ответ: Грунт под фундаментом неглубокого фундамента отодвигается в сторону и вздувается вверх.Грунт сбоку от фундамента сдвигается, потому что земля под ним вдавливается в него.)
• Почему тяжелее произвести отказ несущей способности, когда неглубокий фундамент заделан в грунт? (Ответ: в этом случае почва сбоку от неглубокого фундамента помогает предотвратить обрушение. Когда происходит сбой, вы замечаете, что почва сбоку от фундамента отодвигается в сторону и вздувается вверх. Дополнительное присутствие и вес почвы сбоку помогает предотвратить это.)
• Что бы произошло, если бы неглубокий фундамент углубили в землю? (Ответ: Он был бы даже сильнее, потому что для разрушения необходимо было сместить больше грунта сбоку от фундамента. В этом случае для разрушения потребуется большее давление в опоре.)
• Почему глубокий фундамент становится труднее вдавить в почву по мере того, как он становится глубже? (Ответ: Площадь поверхности глубокого фундамента увеличивается по мере того, как он углубляется в почву. То есть, чем глубже он идет, тем больше фундамент контактирует с почвой.Таким образом, трение между глубоким фундаментом и почвой увеличивается, и сила, необходимая для его преодоления, становится больше.)
• Если бы мост должен был быть установлен на глубоком фундаменте, используемом в этой деятельности, насколько глубоко должен был бы пройти глубокий фундамент? (Ответ: Глубокий фундамент необходимо уложить на глубину до твердой почвы или, в данном случае, слоя камня / гальки.)
• Какие еще факторы могут учитывать инженеры при проектировании фундамента? (Ответ: Оседающие эффекты грунта; наличие более двух мостовых оснований для распределения веса / сил может по-разному влиять на грунт; разные типы грунтов могут действовать по-разному.)

Math Application : Раздайте каждой команде рабочий лист по фундаментальной математике и попросите членов группы вместе вычислить давление на опору, которое оказывает фундамент в различных сценариях грунта, и допустимую несущую способность, которой может противостоять грунт. Попросите членов команды проверить работу друг друга. Просмотрите ответы, чтобы оценить их уровень владения предметом.

Советы по устранению неполадок

Если учащимся не удается визуализировать слои почвы, вы можете заменить одну сторону коробки прозрачным материалом, чтобы помочь им увидеть слои почвы.Или начертите на доске простой профиль почвы (см. Рисунок 3). Или наполните прозрачный пластиковый контейнер типичными слоями, чтобы они могли видеть порядок. Или попросите учащихся подготовить картонные коробки, чтобы они видели слои по мере их заливки.

При испытании фундамента некоторые учащиеся могут не приложить достаточно силы. Убедите их относительно сильно надавить на фундамент, чтобы создать «провал» и, в случае глубокого фундамента, достичь коренной породы.

Расширения деятельности

Добавьте изюминку к этому занятию, поместив один из ящиков с землей на ручную шлифовальную машинку.Для каждого испытания моделей фундамента включайте ручной шлифовальный станок, чтобы имитировать землетрясение. Попросите учащихся записать свои наблюдения за тем, что происходит с каждым фундаментом во время моделирования землетрясения.

Предложите студенческим командам изучить историю Пизанской башни в Интернете и сообщить классу о многочисленных усилиях по выпрямлению и стабилизации Пизанской башни за последние 800 лет. Попросите их описать первоначальный фундамент и состояние почвы для башни. Попросите их включить в свои исследования и отчеты то, что они узнали об основаниях, несущих нагрузках и оседании.Начните с просмотра Википедии, NOVA Online (см. Раздел «Дополнительная поддержка мультимедиа») и веб-сайтов Пизанской башни.

Масштабирование активности

• Для младших классов заполните рабочий лист вместе, как класс.
• Для старших классов попросите студенческие команды подготовить картонную коробку со слоями почвы и попросите учеников заполнить рабочий лист индивидуально.
• Попросите студентов, изучающих математику продвинутого уровня, заполнить рабочий лист по математике.

Дополнительная поддержка мультимедиа

Найдите отличные дополнительные материалы о Пизанской башне на сопутствующем веб-сайте PBS для телевизионного фильма NOVA «Падение падающей башни» 1999 года, в котором исследуется, почему знаменитая башня еще не рухнула, и исследуются многочисленные усилия, предпринятые для сохранения этого средневекового сокровища. . Посмотрите панораму Пизы, интервью с экспертом по почвам и историю вмешательств на веб-сайте NOVA Online: http: // www.pbs.org/wgbh/nova/pisa/

использованная литература

Dictionary.com. ООО «Издательская группа« Лексико ». По состоянию на 9 октября 2007 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com

Гамбино, Франческо и Морабито, Фиорелла. Историческая справка Пизанской башни. Перевод Гэри Фейерштейна, 17 марта 1998 г. Пизанский университет.

Пизанская башня.Последнее изменение 2 мая 2007 г. Википедия, бесплатная энциклопедия. По состоянию на 2 мая 2007 г. http://en.wikipedia.org/wiki/Tower_of_pisa

авторское право

© 2006 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Джонатан С. Гуд; Джо Фридрихсен; Натали Мах; Денали Лендер; Дениз В. Карлсон; Малинда Шефер Зарске

Программа поддержки

Интегрированная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано при гранте Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Министерство образования и Национальный научный фонд ГК-12, грант No. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.