Фундаменты промышленных зданий: типы и конструктивные решения

Если для жилых малоэтажных домов могут использоваться мелкозаглубленные фундаменты ленточного типа сборные или монолитные, то для строительства промышленных зданий и сооружений используются совершенно другие фундаменты, кардинально отличающиеся своей конструкцией и размерами от всех прочих.

И связано это, прежде всего, с теми нагрузками, которые должны выдерживать фундаменты промышленных зданий: оборудования, мебели, складских помещений, транспорта, в зависимости от целевого назначения.

Виды фундаментов для промзданий

Выбор того иного типа фундаментов промышленных зданий зависит от многих факторов:

• Геологической характеристики грунтов.
• Уровня промерзания почвы в районе строительства.
• Уровня грунтовых вод.
• Полного комплекса нагрузок.
• Климатических условий – преобладающих ветров, количества осадков.
• Характера деятельности того предприятия для которого выбирается тип фундамента; наличия близко расположенных автострад, железнодорожных путей, аэропортов, метро.

Для строительства промышленного объекта фундаменты могут устраиваться сборные, сборно – монолитные или монолитные.

По конструктивным особенностям фундаменты разделяют на ленточные, свайные, столбчатые или плитные.

Ленточные конструкции выполняются под несущие наружные и внутренние стены, которые возводятся из кирпича, газо-, пенно- и силикатных бетонных блоков. Лента фундамента  может выполняться как из сборных элементов, так и быть монолитной. Данный тип фундаментов может устраиваться как на грунтовое основание, так и на свайное.

При опирании фундамента на грунт нагрузки от здания передаются непосредственно в землю. Если ленточный фундамент опирается на монолитный ростверк, выполняемый, обычно, из железобетона, то в этом случае нагрузки передаются на сваи, которые уже дальше распределяют их в грунт.

Свайный фундамент применяют, когда в районе строительства грунты слабые, пучинистые, имеющие низкую несущую способность.

При этом свайные фундаменты различают по способу установки свай:

• Сваи – стойки.
• Висячие сваи.

Сваи стойки выбираются в том случае, когда под небольшим слоем слабого грунта находится пласт прочной породы, на которую и опирается свая. В противном случае, когда длина сваи не может дойти до прочного основания, устраивают сваи висячие.

Когда возводится здание с каркасной системой стен, фундаменты под колонны зданий устраиваются столбчатые. При этом подразумевается, что нагрузка и давление от отдельно стоящей колонны не превосходит несущую способность грунта. Столбчатые фундаменты могут возводиться также и под каркасные здания, где в качестве опоры используют отдельные столбы, соединяющиеся между собой рандбалками, образующими ростверк. Давление на грунт, вызываемое всеми нагрузками происходит именно через данные балки.

Фундамент плитный или, как его еще называют, «плавающий», представляет собой конструкцию в виде плоской плиты, выполняемой из железобетона, расположенной под всем зданием. Такому фундаменту не страшны любые подвижки грунта, режимы замораживания и оттаивания, просадки почвы. Здание надежно располагается на плите, которая двигается вместе с грунтом, не нанося вреда самому сооружению.

Независимо от того, какие выбраны конструктивные решения фундаментов промышленных зданий, все они должны отвечать строительным нормам и правилам, основываться на инженерных расчетах.

 Собираем нагрузки

Рассмотрим, каким нагрузкам подвергаются фундаменты зданий. Это — постоянные и временные нагрузки.

К постоянным относятся:

• Вес всех строительных материалов, используемых при возведении наружных и внутренних стен.
• Перекрытий.
• Крыши и кровли.
• Оконных и дверных конструкций.
• Вес лестничных маршей и площадок.
• Стационарного оборудования, если речь идет о промышленном предприятии.

К временным или динамическим нагрузкам можно отнести:

• Вес мобильного оборудования, мебели, людей, проживающих или работающих в данном здании.
• Инженерного оборудования, обеспечивающее безопасность и комфорт – пожарные лестницы, аэраторы, мостики и трапы на крыше, кондиционеры, вентиляция и прочее; снеговые и ветровые нагрузки.
• Нагрузка на грунт от расположенных вблизи проезжих автомобильных дорог, железнодорожных путей, аэропортов, подземных сооружений.
• Все значения собранных нагрузок учитываются при разработках проектов, где на этом основании выбирается тип и вид фундамента, его размеры и глубина залегания.

Состояние грунта

Но на глубину залегания основное влияние оказывает геологическое состояние грунта в районе строительства промышленного объекта. Почвы, как известно, состоят из разных пластов пород, расположенных на разных уровнях.

Чтобы рассчитать, например, фундаменты каркасов промышленных зданий, необходимо провести геологические изыскательские работы. Именно от их результатов будет зависеть какой тип фундамента подходит для того или иного здания промышленного типа.

Кроме состояния грунта на выбор фундамента оказывает влияние и глубина залегания грунтовых вод и уровень промерзания почвы в данном месте застройки.

Фундаменты для разнотипных зданий

• Фундамент под здание из сэндвич панелей

Если грунты слабые, то понизив уровень грунтовых вод путем устройства дренажных систем, можно устраивать фундамент под здание из сэндвич панелей, поскольку такие конструкции не имеют значительного веса, но никак не для крупных сооружений, где нагрузки велики. И в этом случае может рассматриваться свайный фундамент.

Сваи изготавливаются из железобетона, металла, дерева, бетона в виде многогранных или круглых стержней. Предназначаются данные изделия для погружения в грунт. Фундамент, образованный сваями может состоять из отдельных свай или группы, называемой кустом. Группы свай по верху соединяются жесткой конструкцией, называемой ростверк, который может быть монолитным в виде балки или плиты, или сборным, но в этом случае только балочным.

Ростверки бывают высокими и низкими. Высокие ростверки представляют собой основание здания или сооружения, лежащее выше уровня земли. Низкие, соответственно, это те, которые находятся ниже уровня земли.

• Фундамент панельных зданий

Современное строительство располагает широким набором конструктивных решений для возведения зданий и сооружений разного типа.

Например,  фундаменты панельных зданий выполняются путем устройства монолитного железобетонного или сборного основания. При этом делается расширение нижней части фундамента, которая более равномерно передает нагрузку от веса сооружения на грунт. Бетонирование происходит послойно с обязательным применением глубинных или поверхностных вибраторов, в зависимости от того, какой формы и размера элемент подлежит бетонированию.

Основание должно представлять собой песчано гравийную подушку, на которую устанавливаются фундаментные плиты трапециевидной формы. Поверх фундаментных плит монтируются бетонные блоки.

• Фундамент под модульное здание

В отличие от панельных конструкций фундамент под модульное здание, может выбираться любого типа и вида, учитывая, что такое сооружение не оказывает большого давления на грунт. В этом случае весь упор при выборе фундамента делается не на способность грунта выдержать нагрузки от веса строения, сколько на состав грунта.

Нет нужды устраивать мощный фундамент, если можно сделать основание для модульного сооружения с минимальными финансовыми затратами, использовав, например винтовые или буронабивные сваи.  Кстати, для здания из сэндвич панелей, которые в последнее время получили широкое распространение, фундамент выбирается по тому же принципу, что и для модульных сооружений.

• Фундаменты крупнопанельных зданий

В строительстве фундаменты крупнопанельных зданий, в зависимости от состояния грунта, могут устраиваться путем сооружения ленточных, свайных и плитных.

Свайные фундаменты хороши тем, что при низкой деформативности имеют хорошую несущую способность. Широко применяются в многоэтажном строительстве. Плитные фундаменты для крупнопанельного здания или сооружения представляют собой монолитную плиту из железобетона, толщина которой может достигать одного метра. Однако плитные фундаменты могут возводиться с использованием сборного железобетона.

Самыми часто применяемыми фундаментами остаются сборные ленточные, которые монтируются в виде сплошной или прерывистой ленты под всеми несущими конструкциями стен. Могут состоять из бетонных подушек и стеновых фундаментных блоков.

Основание под любое сооружение должно отличаться, прежде всего, прочностью и надежностью и долговечностью. Поэтому при расчете учитываются все нагрузки, а монтаж фундаментов осуществляется согласно технологии, принятой за основу в строительных нормах и правилах.