Таблица 19. Несущая способность одной опоры
В таблице 19 приведена несущая способность одного фундаментного столба, созданного по технологии ТИСЭ. Она определена исходя из прочности влажного грунта и диаметра его опорной поверхности.
Величина несущей способности грунтов в таблице дана для глубины около 1,5 м. У поверхности она почти в 1,5 раза ниже.
Приведенные в таблице данные по несущей способности опоры не учитывают её увеличение за счет создания вокруг расширенной части опоры массива грунтобетона, возникающего после просачивания в поры грунта цементного молока (рис. 127). Просачивание цементного молока сквозь структуру грунта происходит за счет гидростатического давления, создаваемого бетонной смесью.
Рис. 127. Ореол грунтобетона вокруг опорной части фундаментного столба: 1 — опора; 2 — грунтобетон; 3 — граница промерзания; 4 — уплотненный грунт
Если грунтовой воды в скважине нет, то внедрение цементного молока в толщу грунта может происходить более чем на 6 см. В этом случае опора увеличит свою не–сущую способность почти–в 1,5 раза. При создании опор в песчаном грунте проникновение цементного молока может произойти более чем на 10 см, при этом несущая способность опоры увеличится почти в 2 раза (подбирая состав бетонной смеси, следует увеличить относительное содержание цемента и воды на 20%). Еще раз напоминаем, что в таблице 19 это увеличение несущей способности опор не учитывается.
При наличии в скважине воды увеличение несущей способности опор произойдет в незначительной степени.
Сказочные возможности опор ТИСЭ
Замеры на строительной площадке, проводимые в процессе возведения двухэтажного каменного дома, показали, что на суглинистом грунте при высоком уровне грунтовых вод опоры фундамента с диаметром расширения 0,6 м от нагрузки в 6 тонн просели всего на 7…8 мм.
При такой высокой несущей способности даже две опоры, выполненные по технологии ТИСЭ, способны выдержать вес небольшого дома (рис. 128).
Рис. 128. Две опоры ТИСЭ способны выдержать вес небольшого дома
Разбивки фундаментных опор
Для нахождения среднего шага опор сначала следует определить потребное их количество. Для этого расчетный вес дома делится на несущую способность одной опоры.
Распределяя опоры по периметру фундамента, следует учитывать, что под внутренней несущей стеной, загруженной балками (плитами) перекрытий с двух сторон, шаг столбов следует уменьшить на 10…15% по сравнению с шагом опор под внешними стенами.
Шаг фундаментных столбов при возведении каменных стен по технологии ТИСЭ не следует делать больше чем 2…3 м. Это позволяет обойтись небольшим поперечным сечением ленты–ростверка. Столбы по внешнему периметру фундамента располагают, как правило, по его углам и на пересечении с внутренними стенами дома. Тем не менее, это не обязательно.
Пример
Выполним разбивку фундаментных опор для двухэтажного дома 7x8 метров с внутренней силовой стеной и с пологой крышей.
Рассмотрим два варианта перекрытий — на деревянных балках и с бетонными пустотными плитами. Перекрытия утеплены минватой. Внешние стены возведены с использованием опалубки ТИСЭ-3 и имеют внутреннюю засыпную теплоизоляцию (трехслойная стена). Внутренняя стена возведена с опалубкой ТИСЭ-2.
Строительство выполняется на суглинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод (несущая способность грунта принимается 3,5 кг/см2).
Исходные данные:
Площадь кровли…………………………………………72 м2
Площадь чердачного перекрытия………………………50 м2
Общая площадь перекрытия первого
и второго этажа составляет………………………………100 м2
Площадь внешних стен (400 кг/м2)……………………..160 м2
Площадь внутренних силовых стен (270 кг/м2)………..50 м2
Общий периметр фундамента (по оси опор)……………35 м2
Весовой расчет
Вес кровли из мягкого гофрированного листа (25 кг/м2)………1,8 т
Вес чердачного перекрытия дерево/бетон (150/350 кг/м2)…….7,5/17,5 т
Вес перекрытий 1 и 2 этажа дерево / бетон (200/400 кг/м2)…….20/40 т
Вес внешних стен (400 кг/м2)………………………………………64 т
Вес внутренних стен (270 кг/м2)………………………………….13,5 т
Вес фундамента (ростверк и столбы — 450 кг/пог. м)…………16 т
Вес полезной нагрузки (люди, оборудование, мебель…)……….26 т
Вес снегового покрова (100 кг/м2)………………………………..7 т
Общий вес дома……………………………………………………156/186 т
Расчетная нагрузка на опоры фундамента должна быть больше максимального веса дома на 30%. Поэтому общий вес дома умножим на 1,3. Расчетный вес для дома:
— с деревянными перекрытиями…….200 т
— с бетонными перекрытиями……….242 т
При несущей способности одной опоры 10т для дома с деревянными перекрытиями
необходимы 20 опор, а с бетонными — 24. При общем периметре фундамента в 35 м средний шаг опор для дома с деревянными перекрытиями — 1,7 м, а с бетонными — 1,4 м.
Внешние стены тяжелее в 1,5 раза, чем внутренняя стена, поэтому шаг опор под внутренней стеной не уменьшаем. При согласовании выбранного шага с реальными габаритами дома уточняем разбивку опор (рис. 129, а, б). Число опор может быть больше расчетного, если это удобно по разбивке.
Рис. 129. Примеры разбивки опор фундамента: А — дом с деревянными перекрытиями; Б — дом с бетонными перекрытиями; В — переразбивка одной опоры; Г — разбивка опор у проема под гаражные ворота; 1 — опора по разбивке; 2 — лента–ростверк; 3 — намеченная опора; 4 — реальная опора; 5 — проем гаража
Из данного расчета можно дать и некоторые рекомендации по выбору материалов. При строительстве на слабых грунтах желательно использовать деревянные перекрытия, применять островерхие крыши с легким кровельным материалом. Выбирая проект дома на очень слабых грунтах, следует ограничить его этажность, ориентируясь на одноэтажный дом с мансардой. Двух–трехэтажный дом на слабых грунтах лучше опирать на плиту.
При высоте ленты–ростверка больше 30 см опоры могут располагаться вне углов дома и вне узлов пересечения внешних и внутренних стен, да и шаг опор может иметь некоторый разброс по величине. Высокая изгибная жесткость ленты–ростверка помогает сгладить передачу сил на опоры.
Так тоже можно
Если при бурении скважин под опору фундамента попался валун, который обойти невозможно, то рядом можно пробурить новую скважину, не меняя разбивку остальных опор фундамента (рис. 129, в).
Похожая ситуация может возникнуть, когда в каменном доме организуют проем под ворота гаража. В зоне проема лента ростверка разрывается, хотя при равномерном распределении нагрузки на фундамент следовало бы в зоне проема создать опору. Чтобы обойти это недоразумение, лента ростверка с каждой стороны проема поддерживается двумя близко расположенными опорами (рис. 129, г).
Если дом имеет ярко выраженную разность по этажности отдельных его частей, то и разбивка опор должна этому соответствовать (рис. 130). При возведении стен такого дома в зоне перехода этажности в стену вводят эффективное горизонтальное армирование (сейсмопояс), исключающее появление трещин в зоне резкого изменения жесткости стен. Лучшая зона расположения горизонтального армирования — над надоконной перемычкой.
