Подушка из щебня под фундамент: Подушка из щебня под фундамент. Технология и тонкости укладки

Подушка из щебня под фундамент. Технология и тонкости укладки

Хотите спокойно спать – выбирайте правильную подушку. Особенно, если спать собираетесь в своем доме, а подушка – это подстилающий слой под его фундаментом. Скажем сразу: для серьезной постройки, коттеджа любой этажности подушка должна быть из щебня. Это под сарайчик или легкий щитовой домик можно подстелить песок. Массивное сооружение требует более прочного основания.

Почва может выполнять функцию подушки только если при рытье котлована вы добрались до природного щебеночного слоя нужной толщины. В остальных случаях его необходимо организовать самостоятельно.

Подушка из щебня имеет более высокую прочность, чем песчаная, и используется для массивных конструкций

Зачем нужна подушка под фундамент

Подушка из щебня выполняет несколько задач:

• равномерно перераспределяет нагрузку от фундамента;
• существенно уменьшает точечное давление на грунт;
• помогает выровнять дно котлована;
• значительно уменьшает вероятность усадки грунта;
• защищает основание фундамента от подземных вод.

Щебень – это продукт дробления природных материалов. В зависимости от исходной породы он бывает нескольких видов:

• Известняковый. Имеет самую низкую прочность, но зато и сравнительно недорог и показывает хорошую морозоустойчивость.
• Гравийный щебень. Обладает высокой прочностью и чаще всего используется при строительстве.
• Гранитный щебень. Применяется при строительстве массивных зданий, производстве блоков из железобетона, отличается повышенными прочностными характеристиками.

Обратите внимание также на фракцию щебня, чаще всего используется зерно размером 20–40 мм.

Формируем подушку из щебня

Устройство подушки под фундамент производится в несколько этапов.

1. Укладка песчаного слоя. Без песка нам все равно не обойтись – он будет отделять щебеночную подсыпку от грунта. Толщина песчаного слоя на дне котлована должна составлять 10–15 см. Для этих целей используйте качественный средний или мелкий речной песок без органических включений.

Его необходимо хорошо разровнять, увлажнить и утрамбовать. Если песок уже находится в увлажненном состоянии, трамбовать его не нужно.

Перед укладкой щебня песчаный слой необходимо увлажнить и утрамбовать

2. Формирование подушки из щебня. Его слой должен быть не меньше 25 см толщиной. Щебень нужно разровнять и хорошо утрамбовать специальным катком. Подушка должна выступать за пределы фундамента по 20 см в каждую сторону.
3. Устройство основания. Производится с помощью специального цементного раствора, который укладывается поверх щебня слоем 20 см.

Формируя подушку, обратите внимание на уровень подъема грунтовых вод, если он очень высокий, толщину слоев лучше увеличить. При их укладке следите за ровностью и горизонтальностью поверхности – это важный момент.

Вид, толщина и другие размеры подушки во многом зависят от типа фундамента, который она будет держать. Кстати, чтобы полностью исключить смешение грунта с первым песчаным слоем, дно можно проложить водонепроницаемым материалом, например, тем же рубероидом.

Подушка должна выходить за края фундамента на 20 сантиметров

И в раствор тоже

Если после укладки подушки у вас остался щебень и вы решили использовать его в растворе для фундамента, учтите ряд моментов:

• Для раствора необходим щебень разных фракций. Если использовать только крупный, его будет невозможно качественно утрамбовать и уложить равномерно. Так что запаситесь заранее более мелким щебнем. И учтите, что цемента понадобится больше.
• Мелкий щебень можно применять в самостоятельном виде для небольших построек. Среднюю фракцию используют для массивных сооружений и смешивают с мелкой. Крупный щебень применяется в основном при строительстве многоэтажек и других зданий больших размеров.
• Не перепутайте мелкий щебень с крупным песком. Если размер крупинок меньше 5 мм, это уже песок, который обладает более низкими прочностными характеристиками.

От фракции щебня зависит его использование в фундаментах разного типа

При соблюдении технологии устройства подушки под фундамент вся конструкция вашего дома будет иметь надежную опору. Это защитит фундамент и стены здания от таких неприятностей, как проседание, перекос и образование трещин.

Подушка под фундамент из щебня: разновидности и расчёт

Содержание

• Предназначение подушки под фундамент
• Виды подушек
• Использование щебня для изготовления подушки
• Какой щебень подойдет для создания подушки
• Как сделать подушку из щебня
• Расчет количества щебня и песка для подушки
• Особенности изготовления подушки под фундамент

Подушка под фундамент из щебня является первым слоем основания, которая располагается под подошвой фундамента, на котором планируется соорудить постройку. Данный вид подушки обладает большей прочностью, чем песчаные. Их используют при строительстве построек из тяжелого материала.

к содержанию ↑

Предназначение подушки под фундамент

Для чего нужна подушка под фундамент и можно ли вообще, ее не делать?

Предназначение щебенчатой подушки основывается на:

• Разравнивания траншейного или котлованного дна.
• Подготовка благоприятной площадки для планируемого сооружения.
• Замена щебнем глинистого или пылеватого грунта.
• Обеспечение фундаменту защиты от негативного воздействия влаги.
• Создается наилучшая нагрузка на основании фундамента.

к содержанию ↑

Виды подушек

Как делать подушку под фундамент для определенного вида грунта?

Подушки бывают трех видов: песочная, щебеночная и комбинированная гравийно-песчаная.

Песочная подушка может устанавливаться под ленточный фундамент. Песок должен быть крупнозернистый или среднезернистый.

На слабонесущем грунте устанавливается песчано-щебеночная подушка. Соотношение такого тандема должно быть: песок – сорок процентов, щебень – шестьдесят процентов. Щебенчатая подушка не сжимается после того как ее уложили и спокойно выдерживает вес деревянного дома, даже без усиленной трамбовки. Если же планируется строить более тяжелые здания, то трамбовка такой подушки обязательна.

к содержанию ↑

Использование щебня для изготовления подушки

Очень сложно представить хотя бы одну стройку, которая бы обошлась без щебня. Этот строительный материал очень сложно заменить чем – то другим. Его получают путем дробления горных камней, валунов, гравия.

Щебень бывает разных типов:

1. Гравийный – обладает высокой прочностью, заниженным радиационным фоном. Его получают путем просеивания горных пород, дроблением камней на специализированном оборудовании. Обладает невысокой стоимостью.
2. Гранитный – высокопрочный тип, применяется преимущественно в гражданском строительстве, легок в обработке и выдерживает серьезные нагрузки. Получают его при помощи обработки натурального гранита, который добывается путем взрывания скальных пород. Он идеален при производстве железобетонных блоков, заливании фундамента. Но у него имеется незначительный недостаток, он накапливает в себе радиацию. Конечно же, накопления не значительны и совершенно не опасны для человеческого здоровья. 
3. Известняковый – самый дешевый тип щебня. Обладает более низкими качественными характеристиками по сравнению с двумя предыдущими типами. Получают его из известняковых пород, устойчив к низким температурам.

к содержанию ↑

Какой щебень подойдет для создания подушки

Самый распространенный вид щебня для подсыпания под фундамент, имеющий фракцию двадцать – сорок миллиметров. Он входит в первую категорию по радиоактивности, абсолютно безопасен для человеческого здоровья. Прочность – М1200. Имеет морозостойкие характеристики, что очень удобно для трамбования из него подушек.

Если рассматривать дешевый вариант, то к нему можно отнести вторичный щебень, который получают при дроблении старого бетона.

Для того чтобы здание простояло долгие годы, а фундамент не видоизменялся, используется гранитный щебень. Это самый дорогостоящий вариант. Но благодаря своим характеристикам, он выдержит любые постройки. Обычно гранитный щебень комбинируют с другими строительными материалами, чаще всего с песком.

к содержанию ↑

Как сделать подушку из щебня

Подушка из щебня под фундамент используется в строительстве больших загородных домов, коттеджей, при этом неважно из какого материала строится здание.

Перед началом строительных работ, следует основание покрыть более мелким материалом. В качестве него, можно использовать речной песок среднего или крупного размера. Он не содержит в себе органических веществ, которые со временем могут разлагаться и гнить. Поэтому его можно использовать без дополнительной переработки. Насыпь из песка должна составлять от десяти до пятнадцати сантиметров. После чего она нуждается в тщательном равномерном распределении и утрамбовывании. Если не выполнить данное требование, поверхность может получиться неровной, а позже этот недостаток исправить вряд ли получится.

Только после создания предварительного слоя можно насыпать щебень, слой которого должен варьироваться от двадцати – двадцати пяти сантиметров. Его, так же как и песчаный слой требуется хорошо разровнять и утрамбовать с помощью виброплиты или трамбовочного катка.

Если же в арсенале не имеется таких приспособлений, можно такой инструмент сделать самому. Для этого понадобиться бревно, размером около одного метра. К нему прикручивают две ручки, после чего, бревно торцевой частью проводится по всей площади будущего фундамента. Данный процесс прост в применении, для этого нужно просто подбрасывать бревно и когда оно будет падать, будет происходить уплотнение песчано-щебенчатого настила.

Этот слой то и будет началом фундамента.

Далее необходимо продолжить работы по созданию фундамента. Слой из щебня покрывается строительным раствором. Он может быть песчано-цементным, известково-цементным, цементно-глиняным. Укладка фундамента производится на готовый щебенчатый слой. Высота обычно выбирается от пятнадцати до двадцати сантиметров от уровня земли. Кладка, при этом, может состоять из кирпича, так и из бутового камня. Кладку армируют посредством стальной проволоки. Это действие совершается для усиления надежности и прочности фундамента.

Иногда подушка создается только из щебня. Но это происходит лишь в том случае, если грунт на котором будет стоять здание, песчаный. Технология идентична укладке песчано-щебенчатой подушки. Кроме того щебенчатое основание идеально вписывается под фундамент, в этом случае долговечность службы фундамента обеспечена на долгие годы. Щебень легко станет заменителем песка, а его использование незаменимо на проблематичных грунтах, на которых заливка фундамента очень осложнена.

к содержанию ↑

Расчет количества щебня и песка для подушки

Но сколько щебня нужно для подушки? Обычно под фундамент ложится первый слой из песка как средней, так и крупной зернистости. Плотность щебня должна быть от 2,0 – 2,7 г/см³. Предварительную работу по выравниванию траншеи можно и не проводить, так как подушка сама является частью выравнивающего слоя. Толщина у подушки должна варьироваться в пределах десяти до пятидесяти сантиметров, но может изменяться из-за несущих характеристик основания. Подушка отсыпается послойно, каждый слой должен быть десять сантиметров и очень хорошо увлажнятся водой. После чего производится трамбовка с помощью вибротрамбовки.

Песчаная подушка рассчитывается по формуле. Первым делом требуется произвести расчет глубинного заложения фундамента. Но если грунт проблематичный, тогда стоит учесть его замену на песок. Далее вычисляется ширина фундаментальной поверхности.

Есть более простой способ вычисления: Для этого производят замеры фундамента. Умножается ширина и длина траншеи. Результат еще раз умножается на общую толщину.

Сделать подушку из щебня своими руками можно и другими способами.

к содержанию ↑

Особенности изготовления подушки под фундамент

• При засыпании в траншею мокрого песка, можно исключить процесс утрамбовывания, уплотнение произойдет само собой. Если же песок будет сухим, то его нужно тщательно увлажнить и утрамбовать. Для этого насыпь из песка должна производиться пропорционально и поочередно трамбоваться. Для проверки качества положенной подушки, можно пройтись по ней. Если на ней не остаются следы от подошвы, то работа выполнена хорошо.
• При изготовлении подушки, необходимо учитывать и то, насколько поднимается грунтовая вода в межсезонье. Если она поднимается выше нормы, тогда толщину песчаной и щебеночной прослойки нужно увеличивать.
• При утрамбовывании подушки стоит обращать внимание на ее ровность и горизонтальность. Проконтролировать процесс возможно с помощью строительного уровня.
• Некоторые специалисты – строители рекомендуют на дно траншеи укладывать геотекстиль или рубероид. Данный трюк помогает избежать смешивания почвы с песком.
• Большим фактором выбора подушки является вид фундамента, который будет устанавливаться.

размеры по ГОСТу вариантов фундамента, конструкции основания, толщины бетона и песка ФЛ

Фундамент здания является одним из основных конструктивных элементов, отвечающих за общую устойчивость сооружения и продолжительность его срока службы . Основание любого строения испытывает серьезные весовые и вибрационные нагрузки, которые связаны с подвижностью грунта, этажностью, особенностями эксплуатации сооружения. С целью повышения прочности и долговечности конструкции под фундамент укладывается подушка, многократно повышающая эксплуатационные характеристики объекта.

Особенности

Фундаментная подушка представляет собой искусственное основание, которое укладывается поверх пескоотвала и формируется из различных материалов. Подушка для основы выполняет несколько важных функций.

1. Выравнивание Данная миссия является одной из основных и заключается в устранении дефектов котлована, возникающих после работы строительной техники. Для таких целей обычно используют песчаную подушку. В случае укладки наливного фундамента подушка оборудования не является обязательным условием: достаточно залить бетонным раствором, который эффективно заполнит все имеющиеся пустоты и каверны, и выровняется без применения дополнительных мероприятий.
2. Иметь уменьшенную нагрузку на землю. Подушка фундамента защищает грунт от подвижек и просадок, выполняя роль компенсатора и принимая на себя весовую нагрузку. За счет его образования происходит замена слабых и пучинистых грунтов на пески, в результате чего существенно повышается несущая способность грунта и обеспечивается прочность фундамента.
3. Функция дренажа. При устройстве подушки из песка толщиной 30 см нарушается капиллярная проницаемость грунта. Это приводит к невозможности подъема влаги из грунта к фундаменту, а также к отводу избыточной влаги от осадков к нижний уровень по отношению к фундаменту.

Технические требования

Устройство подушки фундамента регламентируется СНиП и ГЭСН, поэтому при ее формировании важно учитывать все требования и нормы. Так, при устройстве железобетонных подушек руководствуются ГОСТ 13580, принятым в далеком 1985, но до сих пор не потерял своей актуальности. Документ регламентирует нормы устройства и ассортимент бетонных подушек для фундаментов промышленных и гражданских объектов, предполагающих наличие тяжелых стен.

Слоистые элементы представляют собой конструкции, включающие тяжелый бетон и стальную арматуру.

Такие блоки должны строго соответствовать всем требованиям ГОСТ, иметь высокую прочность, стойкость к сейсмическим нагрузкам, экстремально низким температурам и коррозии. Бетонная подушка, применяемая в ленточном фундаменте, значительно увеличивает ширину основания опоры, что, в свою очередь, приводит к уменьшению удельной нагрузки на единицу площади. Это позволяет рассматривать подушку основания как основной конструктивный элемент, предполагающий вся весовая нагрузка. Именно поэтому при возведении фундамента важно строго соблюдать все необходимые нормы и стандарты.

Виды

Фундаментные подушки могут быть изготовлены из различных материалов, выбор которых зависит от этажности, грунтовых условий, сейсмичности и назначения строения.

Песок

Самый недорогой строительный материал, используемый при обустройстве подушек легких каркасных или деревянных одноэтажных зданий. При толщине слоя 25–30 см песок надежно защищает основание дома и выполняет роль компенсатора при усадке грунта. При устройстве подушки может использоваться как речной, так и карьерный песок. Основными преимуществами использования этого недорогого материала являются его доступность, простота монтажа, низкая теплопроводность, существенное снижение теплопотерь в здании и высокие показатели уплотнения.

С помощью песчаного слоя можно легко устранить неровности дна ямы или ландшафта.

К недостаткам песка можно отнести невозможность его использования при строительстве многоэтажных домов и промышленных предприятий, а также нерациональность его применения на грунтах с высоким залеганием грунтовых вод. В тех случаях, когда уровень водоносного горизонта нестабилен и испытывает сезонные колебания, перед сооружением подушки следует установить дренажную систему.

Песок и гравий

Этот вариант является наиболее распространенным для формирования подушек, широко применяется при строительстве частных домов и коттеджей. Такая подушка образуется на слабонесущих грунтах и ​​нуждается в тщательном утрамбовывании. Смесь должна иметь среднезернистую структуру, недопустимо использование песчаной пыли или мелкого песка.

Материал используется в тех случаях, когда нужен надежный фундамент под сруб или сруб, оборудованный мансардой или имеющий большую площадь.

Щебень

Довольно прочный материал, равномерно распределяющий весовую нагрузку по всей площади основания. Применяется для формирования базовых подушек в домах не выше двух этажей. Для формирования щебеночного слоя в качестве вспомогательных компонентов используют песок и гравий, доля которых должна составлять не менее 30 % от общей толщины.

Бетон

Является самым дорогим и надежным материалом, применяется при строительстве многоэтажных жилых домов и производственных зданий. Бетонная подушка выступает компенсатором реакции проблемных пучинистых грунтов и принимает на себя полную массу конструкции. Бетонная подушка представляет собой блок из железобетона, маркированный ФЛ, что означает ленту фундамента

Плотность такого блока не менее 2,5 т/м3, что является очень высоким показателем и свидетельствует о повышенной прочности монолитной плиты.

Гравий

Использование этого материала в качестве подушки при строительстве многоэтажных домов предполагает наличие в составе крупных фракционных элементов, размер которых варьируется от 2 до 4 см.

Каждый из материалов, используемых для создания подушки под фундамент, обладает уникальными техническими характеристиками или сочетает в себе несколько свойств, присущих его составным компонентам. Так, при формировании щебеночного слоя, песка и гравия необходимы компоненты , без которых функционирование подушки будет неполным. Поэтому при выборе подходящего материала необходимо учитывать совокупность всех факторов, влияющих на прочность и долговечность фундамента.

Устройство

Монтаж некоторых видов подушек основания можно осуществить самостоятельно без применения дорогостоящего оборудования и привлечения специалистов. Наиболее эффективным, но в то же время недорогим способом обустройства прослойки является устройство песчано-гравийной подушки, технология монтажа которой включает несколько этапов.

Изначально следует вырыть траншею, глубина которой будет соответствовать началу плотного слоя грунта. Затем в подготовленный ров следует насыпать крупный речной песок. Засыпку следует производить небольшими порциями, постепенно формируя равномерные слои толщиной 15 см, попеременно проливая их и утрамбовывая.

Между слоями песка укладываются слои гравия. Их толщина может варьироваться от 5 до 25 см и зависит от типа грунта и высоты дома. Песчано-гравийную подушку рекомендуется обустраивать под все здание: это обеспечит равномерную усадку здания и предотвратит появление трещин на стенах. Ширина подушки должна выступать за пределы фундамента на 30 см.

Важным условием устройства такого типа слоев является особо тщательная трамбовка каждого слоя. Плотность свежезалитого основания для фундамента должна быть 1,6 г/см3 по отношению к плотности грунта.

Особое внимание следует уделить выбору песка. В ее составе не должно быть вкраплений глины, иначе это может привести к вздутию подушки при контакте с влагой.

Аналогично изготавливается устройство подушки из щебня. При этом два нижних слоя – песчано-гравийные, на которые сверху насыпается слой щебня толщиной от 25 до 30 см. Горизонтальность уложенного слоя следует проверить с помощью строительного уровня. Размеры подушки должны превышать размеры фундамента на 50 см.

Устройство песчаной подушки довольно простое. Для его установки сначала нужно сделать разметку и удалить грунт на необходимую глубину. Затем на дно выкопанной траншеи нужно постелить геотекстиль, который послужит защитой фундамента от влаги. Затем можно приступать к засыпке дренажного слоя, для формирования которого подойдет крупнозернистый песок.

Толщина дренажа должна быть не менее 25 см. Затем следует приступить к обратной засыпке речного или карьерного песка, с тщательной трамбовкой и обильным увлажнением каждого слоя.

Качество трамбовки можно проверить следующим образом. : нужно наступить на подушку обеими ногами, а потом слезть с нее и проверить наличие следов обуви. На правильно отшлифованном песке не должно быть следов. В противном случае следует возобновить работу и добиться высокой плотности созданной подушки.

Расчет толщины основного слоя производится индивидуально и зависит от площади дома и материала конструкции стен. В любом случае общая толщина песчаной подушки должна быть не менее 15 см. По завершению монтажных работ нужно еще раз проверить горизонтальность, после чего можно приступать к возведению опалубки и заливке фундамента.

Рекомендации

Прежде чем перейти к выбору материала для создания подушки, необходимо учесть ряд моментов.

• При устройстве ленточного фундамента толщина слоя должна быть не менее 25 см, а ширина должна быть больше ленты на 10 см с обеих сторон. Процесс трамбовки песчано-гравийных прослоек лучше производить с помощью виброплиты. По окончании трамбовки подушку необходимо тщательно выровнять и нанести на нее слой гидроизоляции.

• При строительстве монолитного фундамента устройство подушки производят на всей площади вырытого котлована. Для этого его дно выравнивают и засыпают щебнем или гравием. Толщина слоя должна быть 15 см. Поверх щебня насыпают 10 см песка, после чего весь пирог тщательно утрамбовывают виброплитой. Далее слой гидроизолируется и начинается монтаж фундамента.

• Для столбчатых и свайных фундаментов рекомендуется обустраивать песчано-гравийную подушку толщиной не менее 30 см. Его ширина должна быть на 20 см больше, чем у столба. Сверху подушку необходимо накрыть полиэтиленом или рубероидом, что предотвратит впитывание влаги из залитого бетонного раствора.

• Для двух- и трехэтажных частных домов иногда используют самодельную бетонную подушку. Для этого на дно ямы насыпают гравий слоем 10 см и хорошо утрамбовывают. Затем производится установка опалубки высотой 30 см. Для усиления конструкции можно сделать арматуру из щебня или арматурных прутьев. Далее следует приготовить бетонный раствор и залить его в подготовленную опалубку. После полного затвердевания бетона подушку рекомендуется гидроизолировать.

Фундаментные подушки

являются эффективным решением проблемы слабых грунтов при строительстве зданий и сооружений. Они помогают сформировать прочное основание, укрепить фундамент и значительно продлить срок эксплуатации строения.

Подробнее о том, как сделать подушку для фундамента своими руками, расскажет следующее видео.

Проектирование и строительство фундамента резервуара для хранения

Фундамент – часть конструкции, которая передает нагрузку веса установки на грунт основания и распределяет нагрузку на такую ​​площадь основания, которая позволяет давлению основания фундамента не превышать предполагаемые уровни. В проекте могут быть предусмотрены разные виды фундамента: сплошные плиты (плиты) под всю конструкцию, ленточный фундамент — только под стены, столбчатый фундамент в виде отдельных несущих конструкций. Выбор типа фундамента зависит от сопротивления грунта сжатию, его пучинистых свойств при сезонном промерзании, глубины его залегания, планируемой формы сооружения, а также от параметров весовой нагрузки и схемы ее передачи на грунт основания.

При устройстве фундамента резервуара следует предусматривать выполнение специальных мероприятий, обеспечивающих отвод грунтовых вод и атмосферных осадков из-под днища резервуара.

Все работы по устройству фундамента должны быть выполнены до начала его монтажа. Планируемую дорожку по периметру подвала (мощение), фундамент шахтной лестницы, опоры для трубопроводов рекомендуется устанавливать после сборки металлокаркаса резервуара.

В современной практике строительства существует большое разнообразие типов фундаментов резервуаров. Выбор наиболее эффективного типа зависит от грузоподъемности и инженерно-геологических условий. Использование фундаментов на естественном основании, частично или полностью без свай под днищем резервуара представляется наиболее предпочтительным из-за дешевизны.

3.1. Круглый (кольцевой) фундамент резервуара

Балочный (стеновой) фундамент часто применяется в сочетании с цокольным слоем. Грунтовое основание (как с железобетонным кольцом под стенкой резервуара, так и без него) может быть использовано в качестве фундамента резервуара… Для резервуаров емкостью более 2000 м³ под стенку резервуара устанавливается железобетонное кольцо основания. Ширина кольца должна быть не менее 0,8 м для резервуаров вместимостью менее 3000 м³ и не менее 1,0 м для резервуаров вместимостью более 3000 м³. Толщина кольца ни в коем случае не должна быть менее 0,3 м .

Как показывает практика, такая конструкция фундамента обеспечивает устойчивость только слоя залегания, при этом не увеличивая жесткость стыка стенки резервуара и его днища. Эта конструкция также не влияет на неравномерность осадки основания резервуара.

При определенных условиях также эффективен фундамент в виде круглой стены. Он прорезает верхние слои грунта подвала и может передавать нагрузку нижележащим плотным слоям.

Требования стандартов требуют установки фундаментных колец для всех резервуаров независимо от грузоподъемности, устанавливаемых в районах с расчетной сейсмической активностью равной и превышающей 7 баллов по шкале Рихтера. Ширина должна быть не менее 1,5 м, кольцо толщина подразумевается не менее 0,4 м.

Фундаментное кольцо рассчитано на сочетание основных напряжений (нагрузок). Для строительных площадок в сейсмических районах (7 баллов и выше по шкале Рихтера) также учитывается специфическое сочетание напряжений.

Также практикуется использование кругового фундамента из гравия или щебня вместе с подсыпным слоем; а также железобетонный кольцевой фундамент, расположенный непосредственно под стенкой резервуара, а также фундамент в виде железобетонной подпорной стенки, расположенный в наружном пространстве резервуара. При устройстве кольца в виде подпорной стенки засыпка курс делается из песчано-гравийной смеси или гравия.

Фундамент железобетонный обычно выполняют из монолитного железобетона прямоугольного сечения. Иногда фундамент делают на природном основании с каменным кольцом под стеной. Такой фундамент эффективен при предполагаемой просадке не более 15 см. В этом его главная особенность: непосредственно под стеной вместо песка используется щебень для устройства щебеночной или гравийной насыпи высотой не менее 60 см с шириной по верху 1-2 м. Щебень укладывается слоями по 20 см каждый. , основательно испорчен. Непосредственно под днищем по всей его площади устраивают слой щебня, не менее 10 см. Дренажные трубы около 9см в диаметре устанавливаются дополнительно.

Для широких резервуаров могут применяться следующие конструктивные схемы: под днищем устраивают слой песчаной подсыпки, а под стенку устраивают железобетонный или щебеночный кольцевой фундамент в зависимости от грунтовых условий.

Подстенный слой подсыпки с наружной стороны фундамента уложен с небольшим уклоном 1:5, который в нижней части опирается на подпорную стенку. Обваловка оборудована дренажными трубами и защищена асфальтовым покрытием ).Между подошвой и железобетонной поверхностью кольцевого фундамента имеется демпфирующий слой асфальта толщиной не менее 20 см.

Постоянно разрабатываются дополнительные меры по усилению фундамента для повышения безопасности больших резервуаров.

Песчано-гравийная подушка засыпается смесью песка, щебня, битумной эмульсии и цемента, спрессованной вальцовкой. Полученная поверхность снимает часть амортизирующей нагрузки, передавая ее на железобетонное кольцо.

Фундамент также может быть выполнен в виде железобетонных плит. В этих случаях резервуар стоит на железобетонной плите, установленной либо на поверхности фундамента, либо ниже планировочной отметки. Железобетонная стена по периметру плиты заземляется ниже ее фундамента и служит для уменьшения бокового смещения грунта.

3.2. Свайные фундаменты резервуаров

3.2.1. Традиционный подход к устройству свайных фундаментов

Этот тип фундамента довольно часто используется на объектах с мягким грунтом .  Опыт строительства в промышленном и гражданском строительстве показывает, что в большинстве случаев сваи позволяют достичь приемлемого уровня просадки конструкции. Однако практика свайного фундамента в резервуаростроении показывает, что не всегда он помогает получить желаемый результат. Вместе с тем, такой тип фундамента достаточно затратен по деньгам, а уровень капитальных затрат практически равен стоимости самого металлокаркаса.

Неоднократно фиксировалось, что резервуары на свайном фундаменте в ходе гидроиспытаний показали большую, чем планировалось, осадку, составляющую половину уровня осадки, предусмотренной за весь срок эксплуатации резервуара.

Неэффективное использование свайного фундамента при строительстве резервуаров можно объяснить тем, что при больших резервуарах сваи обычной длиной 0,25 диаметра резервуара и менее располагаются в зоне максимального вертикального напряжения у резервуара подвал. Поэтому снижение напряжения за счет углубления фундамента не оказывает существенного влияния на просадку такого фундамента.

Применение свайных фундаментов может быть даже опасным при наличии слоев повышенной сжимаемости на большой глубине в основании резервуара. Выявить такие слои не всегда удается из-за технических сложностей, связанных с пробивкой и отбором проб грунта на больших глубинах.

Специалисты склонны считать, что свайный фундамент с монолитным ростверком представляет собой достаточно жесткую конструкцию. Имеются отдельные результаты исследований просадки резервуаров со свайным фундаментом, убедительно опровергающие эту точку зрения.

3.2.2. Фундаменты со сваями под цельное днище и с железобетонным ростверком

В результате многолетнего опыта строительства резервуаров на мягких водонасыщенных грунтах существует несколько эффективных мероприятий по подготовке основания. Основной целью этих мероприятий является уплотнение мягкого грунта перед началом строительных работ, что направлено на улучшение физико-механических характеристик грунта.

Предполагается, что это достигается применением призматических забивных свай различной длины и сечения в сочетании с ростверком и плитами. Сваи, как правило, устанавливаются под все днище в виде сплошного свайного поля, каждая свая находится на расстоянии 1 м от другой.

Применяются также фундаменты со сваями под все днище и с промежуточной подсыпкой. Здесь поверх свай насыпается слой щебня или сыпучего материала, который служит вместо железобетонного покрытия.

3.2.3 Кольцевой свайный фундамент

Это эффективное решение для участков с мягким грунтом.

Фундамент кольцевой монолитный железобетонный воспринимает нагрузку стенки резервуара и передает ее на плотный малосжимаемый грунт по одной из следующих схем:

• Подушка из щебня,
• Матрас на бетонном основании
• Монолитный железобетонный ростверк,
• Два ряда плотно закрепленных свай.

Данная конструкция позволяет уменьшить неровности просадки фундамента под стенку резервуара.

3.2.4. Кольцевой свайный фундамент со сдвигом (смещением):

Используется как усовершенствованный вариант кольцевого свайного фундамента.

Смещение монолитного железобетонного кольца и кольцевого свайного фундамента относительно стенки резервуара считается одним из решений проблемы осадки резервуара. Скорость смещения определяется в зависимости от местных особенностей грунтового основания, строительной нагрузки и количества рядов свай в ростверке.

Это может привести к значительному уменьшению неравномерности осадки по периметру резервуара и всей конструкции в течение срока эксплуатации.

При устройстве данного типа фундамента планируют грунтовое основание, устанавливают сваи в намеченной точке, их расположение определяют в зависимости от местных особенностей грунтового основания, нагрузки на конструкцию и количества рядов свай в ростверк. Монолитный железобетонный кольцевой ростверк устанавливается на оголовки свай, после чего устраивается щебеночная подсыпка, на которую укладывается монолитное железобетонное кольцо. Планируется и устраивается песчаная подушка под днищем резервуара, затем монтируются металлические каркасы резервуара.

3.3. КОНСТРУКЦИЯ ФУНДАМЕНТА НЕФТЕХРАНИЛИЩА ДЛЯ СЛОЖНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ:

3.3.1. Фундамент железобетонный ленточный армированный

Жесткость кольцевого фундамента целесообразно учитывать при мощном мягком грунте, чтобы избежать достаточной неравномерности осадки естественного основания. В этой ситуации возможно применение массивного ленточного железобетонного фундамента под стенкой резервуара, что придает дополнительную жесткость конструкции по ее периметру.

Высота фундамента определяется из расчета основания фундамента ниже уровня сезонного промерзания грунта.

Для уменьшения высоты фундамента и передачи нагрузки от резервуара на фундамент целесообразно устроить подушку из щебня. Поскольку нагрузка в этом случае невелика, площадь поперечного сечения фундамента может быть относительно небольшой. Борта фундамента покрыты неморозостойким пучинистым материалом.

При достаточной неравномерности осадки по периметру такой фундамент дает возможность выровнять край резервуара. Для этого можно устроить в щебневой подушке выгребную яму (яму), предназначенную для размещения подъемного устройства (например, съемника обсадной колонны или домкрата), опирающегося на железобетонный фундамент. После того, как край резервуара поднят до необходимого уровня, подтягивающее устройство снимается, а приемная яма снова заполняется.

Применение сборных железобетонных элементов позволяет уменьшить количество мокрых процессов при выполнении работ и повысить трудоемкость начальных строительных работ («нулевой» цикл).

3.3.2. Железобетонное кольцо по внешнему контуру стены

При наполнении резервуаров большого объема возникает стыковочный момент в месте примыкания стенки к днищу. Этот суставной момент имеет достаточную величину и влияет на деформационно-деформированное состояние днища и его основания. Для уменьшения крутящего момента (крутящего момента) и повышения жесткости стыка «стенка-дно» предлагается использовать железобетонное кольцо, расположенное по внешнему контуру стенки резервуара вместе с металлическими кольцами жесткости в виде уголка. брекеты (см. рис. 6).  Количество их определяется путем построения или расчета, что зависит от грузоподъемности цистерны.

3.4. КОНСТРУКЦИЯ ФУНДАМЕНТА СВАЙНОГО РЕЗЕРВУАРА ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНОВ

Свайные фундаменты в сейсмических районах применяются так же, как и в районах, не проявляющих сейсмической активности. Необходимо выполнение требований СП 50-102-3003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов», в частности – части 12 «Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах» и приложения Д «Расчет свай для комбинированных воздействие вертикальных и горизонтальных сил и моментов».

Нижние концы свай должны опираться на скальные грунты, крупнообломочные грунты, песчаные грунты высокой и средней плотности, твердые и плотные грунты, малопластичные глинистые грунты. Не допускается размещение нижних кромок свай в сейсмических районах на рыхлых водонасыщенных песках, пластичных глинах, грунтах высокой пластичности и сыпучей консистенции.

Опирание свай на наклонные полки из крепких и псефитовых пород допускается только в том случае, если сейсмостойкость грунта обеспечивается не свайным основанием и при отсутствии возможности проскальзывания нижних кромок свай.

Допускается установка свай на водонасыщенный песок высокой и средней плотности. Их несущую способность при этом следует определять по результатам натурных испытаний свай на моделируемое сейсмическое воздействие. Сваи в сейсмоопасных районах должны быть заглублены в грунт не менее чем на 4 м, за исключением случаев, когда они опираются на крепкий скальный грунт.

Сваи монолитные в сейсмических районах следует устраивать в связном грунте малой влажности с диаметром свай не менее 40 см. Отношение их длины к диаметру не должно превышать 25. При изготовлении свай необходим строгий контроль качества.

В исключительных случаях допускается срезка слоев водонасыщенного грунта съемными обсадными трубами (приводными трубами) и глинистым раствором. В структурно-неустойчивых грунтах монолитные сваи могут применяться только с оставленными в грунте обсадными трубами. Армирование монолитных свай обязательно, коэффициент армирования принимается не менее 0,05.

Расчет свайного фундамента на сейсмическое воздействие производится при экстремальных состояниях первой группы. Обычно включает:

• Определение несущей способности сваи на вертикальную нагрузку;
• Испытание свай на стойкость металла к совместному действию расчетной нормальной силы прогибающего момента и перерезывающей силы;
• Проверка стойкости свай к ограничению давления, передаваемого на грунт боковыми гранями свай.

При проверке устойчивости грунта вокруг сваи расчетный угол сопротивления сдвигу принимают уменьшенным на следующие нормы:

• 2° на сейсмоактивность 7 баллов,
• 4° на сейсмоактивность 8 баллов,
• 7° на сейсмоактивность 9 баллов.

Для фундаментов с высоким свайным ростверком расчетные нормы сейсмических усилий следует определять, как для зданий с гибкой нижней частью. Динамический коэффициент следует увеличивать в 1,5 раза в случаях, когда период собственных колебаний основного тона равен 0,4 и более .

При наличии приемлемого технико-экономического обоснования возможно применение свайных фундаментов с промежуточной подушкой из сыпучих материалов – щебня, гравия, крупнозернистого песка. Практически исключена возможность передачи горизонтальной нагрузки от вибрирующей конструкции на сваю. Поэтому расчеты на горизонтальную сейсмическую нагрузку не производятся, а конструкция свай принимается такой же, как и в несейсмических районах.