FUNDATII SI SUBSOLURI
Prezentare generala
Infrastructura cladirilor cuprinde ansamblul elementelor de rezistenta situate sub nivelul terenului, fundatii, subsoluri).
Incarcarile transmise de constructie terenului de fundare produc in zona de fundatie o stare de tensiune si deformatie. La randul lor, deformatiile din terenul de fundare, prin deplasari provocate in punctele de sprijin ale constructiei determina schimbarea starii de tensiune, respectiv redistribuirea eforturilor in elementele structurii de rezistenta ale constructiei.
La alegerea si proiectarea infrastructurii trebuie sa se tina seama de urmatorii factori determinanti:
planul cladirii si exigentele functionale privitoare la spatiile utile din subsoluri;
studiul de sistematizare aprobat pentru zona de amplasament a constructiei;
clasa de importanta a cladirii;
particularitati impuse de amplasament (relief, adancime de inghet, grad de seismicitate);
caracteristicile hidrogeologice ale terenului (variatia apelor subterane, gradul de agresivitate, permeabilitatea terenului);
schema generala a incarcarilor la nivelul infrastructurii, determinata de tipul structurii, distributia elementelor portante, inaltimea constructiei;
regimul termic determinat de conditiile climatice.
Clasificare
Fundatiile se pot clasifica dupa mai multe criterii.
A. Din punct de vedere al adancimii:
fundatii de suprafata (adancime de fundare este la max. 5-6 m);
fundatii de adancime.
B. Dupa materialul din care sunt alcatuite:
fundatii din beton;
fundatii din beton armat ;
fundatii din piatra;
fundatii din zidarie - caramida;
fundatii din lemn (numai sub forma de piloti). Se utilizeaza la constructii exploatate sub apa.
C. Dupa modul de transmitere al incarcarilor la terenul de fundare:
fundatii directe, cand transmiterea incarcarilor se face numai prin suprafata talpii fundatiei aflate in contact cu terenul;
fundatii indirecte cand transmiterea incarcarilor se face atat prin talpa fundatiei, cat si prin peretii laterali. Din aceasta categorie fac parte fundatiile pe piloti si fundatiile pe chesoane.
D. Dupa rigiditatea si starea de tensiuni la care sunt supuse, fundatiile se pot grupa in :
fundatii rigide, caracterizate prin aceea ca sectiunea cea mai solicitata a talpii de fundatie nu preia decat tensiuni de compresiune sau de intindere;
fundatii elastice, caracterizate prin aceea ca in sectiunile cele mai solicitate ale talpii de fundatie pot sa apara tensiuni de intindere si forfecare mari, fiind necesara utilizarea betonului armat.
Prin urmare, fundatiile rigide sunt acelea care la actiunea incarcarilor date de constructii si la reactiunea terenului in sectiunile cele mai solicitate, apar numai tensiuni de compresiune sau daca apar si tensiuni de intindere, acestea sunt preluate numai de capacitatea de rezistenta la compresiune si intindere a materialului din care sunt executate.
Fundatiile rigide se clasifica astfel:
fundatii rigide izolate sub stalpi;
fundatii rigide sub ziduri cu descarcari pe reazeme izolate;
fundatii rigide continue sub zidarie.
1 - bloc din beton simplu; 2 - cuzinet din beton armat; 3 - armaturi de ancorare.
Fig. 2.Fundatie izolata elastica prismatica
Fundatiile elastice se pot grupa in:
fundatii elastice izolate sub stilpi;
fundatii elastice continue sub ziduri;
fundatii elastice continue sub siruri de stalpi - grinzi de fundare;
fundatii pe radiere general.
Criterii pentru alegerea adancimii de fundare
Principalele criterii de alegerea adancimi de fundare sunt:
Particularitatile constructive si de exploatare ale structurii
- existenta unor canale;
- regimul termic al subsolului;
- fundatii utilaje.
- Cota de fundare a cladirilor invecinate;
- Adancimea de inghet;
- Adancimea de afanare (adancimea pe care se produce eroziunea) ;
- Conditii geologice si hidrogeologice.
Fundatii de suprafata numite si fundatii directe , se folosesc atunci cand terenul de fundare asigura capacitatea portanta necesara preluarii incarcarii data de constructie.
Fundatii rigide continue sub ziduri si sub diafragme din beton armat
Fundatiile rigide continue transmit incarcarile provenite din ziduri si urmaresc conturul acestora.
Latimile minime rezulta din executia manuala a sapaturii.
Calculul fundatiilor dezvoltate simetric se efectueaza pe un tronson de 1m din lungimea fundatiei.
Dimensionarea fundatiei are in vedere urmatoarele conditii:
p ef = 
ptr
unde:
p ef = presiunea efectiva la nivelul talpii de fundatie;
N forta axiala la baza stalpului;
Gf = greutatea proprie a fundatiei si a pamantului de deasupra ei (Gf = 0,1 0,5 N).
Suprafata de contact a fundatiei cu terenul:
A = 
Dimensiunile suprafetelor de contact pentru solicitari excentrice pe o directie se calculeaza astfel:
Se porneste de la distributia presiunilor efective:
P1/2=
unde:
N = forta axiala la baza stalpului;
A c suprafata de contact;
e = excentricitatea in directia solicitarii momentului;
L = dimensiunea fundatiei ce se supune momentului.
pm = 
ptr
unde:
N forta axiala la baza stalpului;
Gf 0,1 0,15 N
ptr capacitate portanta de calcul a terenului;
Presiunile efective trebuie sa satisfaca relatiile:
p1 a . ptr
p2 > 0
Dimensiunile fundatiei B si L rezulta din urmatoarea conditie:
B3 - 
unde:
B3 latimea fundatiei ;
N forta axiala la baza stalpului;
Mb momentul incovoietor la baza stalpului.
n = 
= 1,1 . 1,3
Determinarea dimensiunilor suprafetei de contact pentru solicitari excentrice dupa doua directii:
p1/2/3/4 = 
Conditiile pentru aceste presiuni sunt:
p1 = p max a ptr
p4 = p min > 0
p0= 
< ptr
Dupa calculul dimensiunilor L si B se determina unghiul a
Pentru ca in blocul de fundatie din beton simplu eforturile de intindere sa nu depaseasca o anumita limita si fundatia sa lucreze cu efect rigid , este necesare ca:
tg a > tg a min.
Valoarea a fiind definita , se trece la completarea formei blocului de fundatie:
pentru :
H < 60 blocul va avea o singura treapta;
pentru :
H > 60 cm, blocul de fundatie va avea 2-3 trepte.
Cand sarcinile N sunt mari iar caracteristicile terenului sunt scazute ptr, rezulta Ab foarte mare. Din conditia de rigiditate a fundatiei este necesara adancirea acestuia si deci cresterea greutatii proprii a fundatiei. In aceste conditii, este posibil a fi depasita capacitatea portanta a terenului.
Fundatia rigida are latime maxima limita data de relatia:
Lmax = 
gm greutatea volumetrica a betonului si pamantului aflat deasupra fundatiei ; gm = 2000 daN/m3
Fig. Fundatii continue rigide:
a - la cladrii fara subsol; b - la cladiri cu subsol.
Aceste tipuri de fundatii lucreaza, in special, la eforturi de compresiune. Treptele fundatiei trebuie sa aiba cel putin 40 cm inaltime, iar tangenta unghiului a format de inaltimea treptelor si latimea lor trebuie sa satisfaca conditiile din tabel, in functie de presiunea sub talpa fundatiei si de marca betonului utilizat.
Verificarea presiunilor pe teren se face admitand o distributie liniara. In cazul solicitarilor excentrice, fundatia se va dimensiona astfel incat rezultanta tuturor fortelor R sa nu depaseasca treimea mijlocie a talpii, astfel ca fundatia sa transmita presiunile pe toata latimea ei.
|
Presiunea maxima pe teren, in [daN/m2] |
Valorile minime ale tga pentru beton de marca: |
||
|
C28/3,5 |
C6/7,5 |
C8/10 |
|
|
p | |||
|
p | |||
|
p | |||
|
p | |||
Daca rezulta o latime a fundatiei mai mare , atunci fundatia rigida nu poate fi realizata si se impune un alt tip de fundatie elastica.
Fig. 4. Fundatii continue elastice:
a-cedarea fundatiei prin solicitare la incovoiere transversala; b-tipuri de fundatii continue elastice; 1-fundatie elastica de forma prismatica; 2-fundatie continua elastica cu muchii tesite; 3-fundatie continua elastica sub forma de obelisc.
unde:
p1 presiunea maxima pe suprafata de contact a cuzinetului din beton;
Kc coeficient;
Rc rezistenta la compresiune a betonului;
Ab suprafata primei trepte a fundatiei;
Ac - suprafata cuzinetului.
Armarea cuzinetului se realizeaza la partea inferioara calculandu-se momentele dupa cele doua directii Mx , My . Cand aria de armatura necesara este mai mica decat cea rezultata din procentul minim de armare se va considera p = 0,05 %.
Ancorarea cuzinetului de fundatie se realizeaza in cazul cand forta axiala N actioneaza pe cuzinet cu o excentricitate ce depaseste limita samburelui central.
In cazul zonei active este necesar ca:
A activ 70% (bc lc)
In acest caz , volumul presiunilor de intindere rezultat va fi preluat de armaturile ancorate in beton.
Fundatii izolate elastice
Fundatiile izolate elastice pentru stalpi armati monolit se proiecteaza atunci cand nu se pot realiza fundatii rigide. Se recomanda la stalpi cu incarcari foarte mari sau la terenuri compresibile.
Fundatiile izolate elastice sunt:
- centrice fata de stalp;
- excentrice in raport cu stalpul;
- dezvoltate numai pe o parte.
Dimensiunile in plan ale cuzinetului trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii:
lc = L - 2H tga
bc = B - 2H tga
Conditii:
(bloc cu o
singura treapta);
(pentru 2-3 trepte) .
Inaltimea cuzinetului se stabileste astfel ca sa fie respectate conditiile:
hc 30 cm
25 cm
bc
Verificarea la strivire a suprafetei de contact a cuzinetului cu blocul din beton la fundatii cu presiuni mai mari de 3 daN/cm2 se realizeaza cu relatia:
p1 Kc . Rc
Kc
= 
Armatura de rezistenta se dimensioneaza pe baza momentelor incovoietoare calculate in functie de presiunile repartizate pe talpa fundatiei (fig. 5.).
Fig. 5. Fundatie izolata elastic sub forma de obelisc.
Fundatiile stalpilor din beton armat prefabricati pot fi si sub forma unui pahar (fig. 6).
Fig. 6. Fundatie izolata elastica tip pahar pentru stalpi prefabricati
1 - beton de monolitizare; 2- beton de egalizare; 3 - stalp; 4 - perete pahar
Incastrarea stalpului in fundatie in situatia precizata, se realizeaza prin asezarea si impanarea stalpului in golul paharului, utilizandu-se beton de marca C18/22,5 cu agregate avand dimensiunea maxima de 16 mm.
Grosimea fundului paharului se recomanda a fi de min. 25 cm.
Fundatii continue elastice sub ziduri si diafragme
Se utilizeaza la incarcari mari transmise de structura si la tasari neuniforme ale terenului de fundare.
Fundatiile continue sub stalpi pot fi:
- grinzi sub siruri de stalpi dupa o directie;
- grinzi dispuse dupa doua directii.
Aceste fundatii se realizeaza din beton armat pe un strat de egalizare. Calculul fundatiilor elastice se efectueaza un metru liniar.
Datele constructive sunt:
bf = bz + 2 a0;
a0 10 cm;
= 0,25
0,30 pentru fundatii centrice;
= 0,25 0,30 pentru fundatii excentrice.
- pentru H 40 cm se adopta fundatii de tip prismatic;
- pentru H 40 cm se adopta fundati de tip obelisc.
Armatura de rezistenta se dispune transversal la max. 25 cm interax adoptandu-se min = 10 mm pentru QB37 si 8 mm pentru PC 52.
Procentul minim de armare este de 0,05%.
La partea superioara a fundatiei elastice se prevede armatura constructiv, 12/50 cm iar in sens longitudinal 10% din Afx.
In dreptul golurilor de fundare sectiunea se verifica la forta taietoare:
T Af. Rt
Af sectiunea supusa forfecarii ;
Rt rezistenta de calcul a betonului la intindere;
T = pef . B (Lu - 
pentru forte
orizontale mici;
T = 3T max - pentru forte orizontale mari;
Tmax = forta taietoare din buiandrugul cel mai solid.
Lu = 
,
Fundatiile se calculeaza ca niste grinzi intoarse continue, rezemate pe stalpi si actionate de jos in sus de reactiunile terenului.
Etapele de calcul sunt :
se determina lungimea totala Lt a grinzii de fundare;
se determina solicitarile la baza fiecarui stalp: forte axiale si momente incovoietoare . Se reduc la un punct 0 situat la mijlocul grinzii;
se determina presiunea pe teren .
p1 /2 = 
p1 max a ptr
P2 min. >
pm = 
Momentele incovoietoare din camp si pe reazeme ale grinzii continue determina armarea longitudinala a talpii. O varianta a fundatiilor continue sub stalpi o constituie fundatiile pe talpi incrucisate, rezultata din dispunerea talpilor pe doua directii (fig. 9, 10.).
Fig. 9.Fundatie pe talpi incrucisate
Fig. 10. Radier cu placa dreapta
Fundatii pe radiere
Se utilizeaza la cladiri cu mai multe nivele si in cazul terenului cu o capacitate redusa, neomogen si cu tasari diferentiate.
Ca forma, radierul este un planseu intors cu placa pe teren fiind actionat de sus in jos de incarcarile date de structura prin elementele sale de rezistenta, stalpi, diafragme, zidarie portanta, iar de jos in sus de reactiunea terenului.
Radierele pot fi de greutate si de rezistenta.
Radierele de greutate se folosesc la constructii cu subsol sub nivelul apei subterane pentru a realiza cuve incluse.
Radierele de rezistenta se pot grupa in:
- radiere pentru structuri cu pereti portanti si diafragme;
- radiere pentru structuri si cadre;
alte tipuri de radiere.
Subsoluri la cladiri civile
8.1. Elemente de alcatuire
Subsolul este spatiul functional al unei cladiri situat partial sau total sub cota terenului amenajat.
Problemele pe care le ridica executia unui subsol sunt:
iluminatul;
ventilarea;
izolarea hidrofuga.
Aceste elemente fac ca o constructie astfel realizata sa aiba un cost ridicat cu 5-6%.
In zonele cu grad
seismic ridicat, constructiile cu regim mare de inaltime trebuie incastrate in
teren (
) H , astfel
ca realizarea subsolurilor devine absolut necesara.
Iluminatul subsolului se realizeaza prin 2 metode:
ridicarea pardoselii cotei 0,00 si prevederea unor ferestre la min. 30 cm deasupra trotuarului (fig. 11.);
prevederea curtilor de lumina (fig. 12.).
Fig. 11. Iluminarea directa a subsolului prin ferestre
1 - fundatie; 2- perete subsol; 3 - planseu peste subsol; 4- placa-suport a subsolului; 5 - pardoseala subolului; 6 -fereastra; 7 - izolatie hidrofuga rigida, orizontala; 8 - izolatie hidrofuga bituminoasa verticale; 9 - zidarie de protectie a izolatiei hidrofuge verticale; 10-tencuiala hidrofuga; 11-sort din tabla; 12- trotuar; 13 - pat de nisip; 14 - balast pentru ruperea capilaritatii
realizarea curtilor de lumina
Utilizand aceasta ultima varianta, se impune rezolvarea aspectelor privind colectarea si indepartarea apelor din precipitatii, asigurarea stabilitatii taluzului, asigurarea circulatiei pietonale pe trotuare cu parapete si balustrade.
La cladiri amplasate pe terenuri sensibile la umezire (loessoide) nu este permisa realizarea curtilor de lumina.
Fig. 12. Curte de lumina
1- fundatie; 2-perete subsol; 3-planseu peste subsol; 4-placa-suport a pardoselii subsolului; 5-fereastra; 6-perete parter; 7 -zid de sprijin; 8 - trotuar; 9- dop de bitum; 10- parapet; 11-canalizare ape pluviale; 12- acoperire circulabila (necirculabila) a curtii de lumina; 13-ascensor pentru materiale (marfa); 14- izolatie hidrofuga bituminoasa orizontala; 15 - izolatie hidrofuga bituminoasa verticala; 16 - tencuiala hidrofuga; 17-zidarie de protectie a izolatiei hidrofuge verticale; 18-strat de balast pentru ruperea capilaritatii.
Iluminarea si ventilarea indirecta se poate realiza prin prevederea unor ferestre situate deasupra trotuarului cladirii si a unor goluri verticale practicate in grosimea peretelui .
a b
Fig. 1 Iluminarea indirecta a subsolurilor:
a- in cazul unui singur subsol; b-in cazul a doua subsoluri; 1-fundatie; 2-perete subsol; 3-planseu peste subsol I sau II; 4-placa-suport a pardoselii subsolului; 5-perete parter; 6-fereastra; 7-gol in peretele subsolului; 8-izolatie hidrofuga orizontala; 9-izolatie hidrofuga bituminoasa verticala; 10-zidarie de protectie a izolatiei hidrofuge verticale; 11-izolatie hidrofuga orizontala , bituminoasa; 12-tencuiala hdirofuga; 13-trotuar; 14-dop de bitum; 15-pat de nisip; 16-strat de balast pentru ruperea capilaritatii
8.2. Functiile subsolului
amenajarea anexelor gospodaresti;
spatiu de depozitare;
amenajare puncte termice;
tehnic;
garaje, etc.
8. Solutii constructive pentru subsoluri
Peretii subsolurilor se pot executa din zidarie de caramida in grosime de minim 37,5 cm , din beton armat clasa C10/12 in grosime de 25-30 cm sau din zidarie mixta. Nu se va folosi la executia zidariei caramizi cu goluri, blocuri mici cu agregate usoare, beton celular autoclavizat.
Planseul peste subsol se executa din beton armat monolit sau din elemente prefabricate. Planseele din beton armat monolit, impreuna cu peretii subsolurilor formeaza o cutie rigida, avand un rol deosebit de important la transmiterea incarcarilor de la elementele structurii de rezistenta la teren, mai ales in cazul constructiilor cu grad mare de protectie antiseismica sau a celor fundate pe terenuri sensibile la umezire sau contractile.
Subsolul poate fi total sau partial.
O atentie deosebita trebuie acordata protectiei termice. Pentru reducere pierderilor de caldura in constructii si pentru imbunatatirea conditiilor de confort higrotermic la primul nivel, pot fi aplicate diverse solutii constructive (s-au utilizat in tarile nordice):
izolatii termice la socluri si sub pardoselile in contact cu terenul de fundatie (fig. 14);
subsol construit cu izolatie termica continua la care se renunta la hidroizolatiile verticale dar se realizeaza in jur o umplutura cu teren permeabil (pietris) si se asigura respiratia peretilor,ceea ce determina un regim favorabil de umiditate (fig. 15).
|
|
|
|
|
Fig. 14. Izolatie termica la cladire de locuit cu pereti din panouri usoare realizata in Suedia: 1-perete cortina; 2-pardoseala;3-fundatie si soclu; 4-trotuar; 5-izolatie termica din pasla minerala rigida; 6-izolatie termica din polistiren celular; 7-izolatie hidrofuga |
Fig. 15. Izolatie termica la subsol locuibil: 1-perete din zidarie de beton celular autoclavizat; 2-planseu; 3-trotuar; 4-pardoseala; 5-izolatie termica din pasla minerala rigida; 6-izolatie hidrofuga; 7-tub drenant; 8-pietris; 9-teren compactat; 10-directie de migratie a vaporilor de apa |
|
|
Politica de confidentialitate |
 .com |
Copyright ©
2024 - Toate drepturile rezervate. Toate documentele au caracter informativ cu scop educational. |
Personaje din literatura |
| Baltagul – caracterizarea personajelor |
| Caracterizare Alexandru Lapusneanul |
| Caracterizarea lui Gavilescu |
| Caracterizarea personajelor negative din basmul |
Tehnica si mecanica |
| Cuplaje - definitii. notatii. exemple. repere istorice. |
| Actionare macara |
| Reprezentarea si cotarea filetelor |
Geografie |
| Turismul pe terra |
| Vulcanii Și mediul |
| Padurile pe terra si industrializarea lemnului |
| Termeni si conditii |
| Contact |
| Creeaza si tu |
