Расчет фундаментов начинают с предварительного выбора их конструкции и основных размеров, к которым в первую очередь относится глубина заложения фундамента.
Обычно, чем меньше глубина заложения фундаментов, тем ниже стоимость работ по их устройству. Это ведет к стремлению закладывать подошву фундамента как можно ближе к дневной поверхности. Однако верхние слои грунта не соответствуют требованиям, предъявляемым к основаниям. Как правило, это почвен-но-растительные и насыпные грунты. В связи с этим основная задача при выборе глубины заложения подошвы фундаметов состоит в решении вопроса о несущем слое грунта. При этом приходится учитывать следующие факторы: а) инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки строительства; б) климатические особенности района строительства (промерзание — оттаивание, высыхание - увлажнение); в) особенности возводимого и соседних сооружений; г) способ производства работ по отрывке котлованов и возведению фундаментов.
Заглубление фундаментов в грунт ниже дневной поверхности или уровня пола подвала принимают не менее 0,5 м. Исключение составляют скальные породы, при наличии которых обычно снимается верхний, сильно выветренный слой.
Archive for мая, 2010
Основные факторы, влияющие на глубину заложения фундаментов
Суббота, мая 29, 2010Фундаменты глубокого заложения
Воскресенье, мая 23, 2010При большой глубине залегания прочного грунта и значительных нагрузках применяют фундаменты глубокого заложения — сваи-оболочки, буронабивные столбы и столбы, изготовленные струйной технологией.
Сваи-оболочки — тонкостенные железобетонные цилиндры диаметром 0,8...3,0 м, собираемые из звеньев длиной 6... 10 м столщиной стенок 12 см, армированные продольной и поперечной арматурой. С увеличением глубины трение грунта по внутренней полости оболочки возрастает. Для дальнейшего погружения требуется выемка этого грунта грейфером. После погружения одной сборной секции ее наращивают следующей. Стык секций - фланцевый (болтовой) или сварной. Сваю-оболочку, достигшую проектной отметки, заполняют бетоном (всю или частично) и получаютжелезобетонный столб с большой несущей способностью по грунту и материалу.
Нижний конец сваи-оболочки оснащен металлическими ножами. Наиболее эффективно несущая способность оболочки по материалу используется, когда оболочка опирается на скальный грунт. Через внутреннюю полость оболочки в скальном основании разбуривается скважина, в которую устанавливается арматурный каркас, после чего производится бетонирование.
При наличии менее прочных грунтов для повышения несущей способности можно сделать уширенную пяту. Все оболочки объединяются ростверком.
Буронабивные столбы выполняются путем бурения скважин диаметром более 0,8 м с последующим заполнением их бетоном. Столбы армируют в верхней части для соединения с ростверком, а если они работают на изгиб, то и по всей длине. Буронабивные столбы применяют при больших и сосредоточенных нагрузках и глубоком залегании прочного грунта (более 15...60 м).
Грунтобетонные столбы изготавливаются по струйной технологии. Для этого бурят скважины, в которые опускают специальный инъектор. В него подается жидкий цементный раствор под большим давлением (до 100 атм), который через пару тонких отверстий размывает грунт и перемешивается с ним, образуя грун-тоцемент. При вращении трубы и постепенном поднятии ее вверх образуется вертикальный столб, который и является фундаментом глубокого заложения.
Некоторые сведения о расчетах фундаментов глубокого заложения приведены в разд. 7.6. Более подробные сведения можно найти в специальной литературе или учебниках по основаниям и фундаментам мостов.
Сплошные (плитные) и массивные фундаменты
Воскресенье, мая 16, 2010Сплошные (плитные) фундаменты в виде железобетонных безбалочных или ребристых плит устраивают в следующих случаях: при слабых грунтах и больших нагрузках с целью выравнивания возможной неравномерности осадки колонн и стен; для устройства водонепроницаемых конструкций (для гидроизоляции подвалов, днищ резервуаров и тп.). Примеры устройства сплош-ных фундаментов показаны на рис. 2. \,ж. Сплошной фундамент рассчитывают как плиту на упругом основании (см. разд. 8.4).
К сплошным фундаментам также относят железобетонные фундаменты коробчатого типа, применяемые под здания, имеющие один или несколько подземных этажей (рис. 2.11). Они состоят из двух плит (верхней и нижней) и перекрестных стенок, соединяющих эти плиты в единую конструкцию.
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
Воскресенье, мая 9, 2010До начала проектирования фундаментов необходимо:
1) изучить местный опыт строительства;
2) ознакомиться по отчету инженерно-геологических изысканий с напластованием грунтов и положением уровня подземных (грунтовых) вод на строительной площадке, ожидаемым во время строительства фундаментов и эксплуатации сооружения;
3) установить нормативные и расчетные характеристики грунтов каждого слоя для расчета по обеим группам предельных состояний;
4) оценить характер и величины ожидаемых осадок;
5) наметить с учетом напластования грунтов наиболее рациональное размещение (если оно не задано) сооружения на участке строительства.
Опыт предшествующего строительства, особенно сданными наблюдений за осадками сооружений, часто дает возможность принять наиболее рациональное решение при проектировании фундаментов.
Инженер-проектировщик оценивает инженерно-геологические условия по данным изысканий, приводимых в отчете или заключении. Напластование грунтов оценивается по разрезам и колонкам скважин. Характерными напластованиями грунтов являются: однородный слой грунта в пределах большой глубины; слоистое напластование с согласным залеганием слоев, когда слои грунта относительно горизонтальны и каждый подстилающий слой менее сжимаем, чем несущий; сложное, когда слои грунта выклиниваются, залегают линзообразно или имеются сильносжимаемые грунты.
Особое внимание должно уделяться оценке уровня грунтовых вод, его сезонным колебаниям, возможным изменениям вследствие возведения сооружения, их агрессивности по отношению к материалу фундаментов.
При определении ниже уровня грунтовых вод учитывают взвешивающее действие воды. В случае наличия на некоторой глубине водонепроницаемого слоя грунта, подстилаемого водоносными грунтами с напором менее, чем напор в выше расположенных грунтах, в водонепроницаемом слое взвешивающее действие воды не учитывают.
При возведении зданий обычно считают, что в пределах зон пластических деформаций грунт уплотняется по мере увеличения нагрузки.
Однако при широких фундаментах иногда учитывают, что к моменту развития касательных напряжений грунт еще не получил надлежащего уплотнения.
Нагрузки, учитываемые при расчете оснований и фундаментов
Понедельник, мая 3, 2010Нагрузки от сооружения фундаментов передаются на основание. Однако они не в одинаковой степени воздействуют на различные грунты, поэтому важно возможное основное сочетание нагрузок, под действием которых развивается рассматриваемый Вид перемещений основания, приводящий к деформации элементов конструкции.
При определении нагрузок на фундаменты и основания руководствуются СНиП 2.01.07 - 85 по нагрузкам и воздействиям (их рекомендации кратко излагаются ниже).
Нагрузки и воздействия делятся на постоянные и временные.
Постоянные нагрузки и воздействия прикладываются во время строительства и проявляются в течение всего периода эксплуатации (собственный вес конструкций, давление грунта и т.п.).
Временные нагрузки и воздействия прикладываются или возникают в отдельные периоды строительства или эксплуатации, они могут уменьшаться или полностью исчезать. Различают длительные, кратковременные и особые нагрузки и воздействия. Ниппельными называют нагрузки, действующие продолжительное время (вес оборудования, нагрузка от складируемых материалов и т.п.). К кратковременным относятся нагрузки, действующие непродолжительное время (от транспорта, включая краны, веса людей, снега, ветра и т.п.). Особые нагрузки возникают в исключительных случаях (сейсмические, аварийные, от просадки основания при его замачивании и т.п.).
Различают следующие сочетания нагрузок:
Основные, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок или воздействий; из кратковременных учитывают те. которые способны вызвать рассматриваемый вид деформации (при учете двух и более крагковременных нагрузок их принимают с коэффициентом надежности по нагрузке у = 0,9).
Особые, состояшие из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок и воздействий.
, Различают нагрузки нормативные (максимальные типичные) и расчетные, получаемые путем умножения значения нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке yf, учитывающий возможное отклонение нагрузки от типичного значения.
Расчеты основания по деформациям ведут на основные сочетания расчетных нагрузок yf = I. Когда рассчитывают осадки основания, сложенного медленно деформирующимися пылевато-гли-нистыми грунтами, целесообразно учитывать постоянные и длительные нагрузки и периодически действующие кратковременные нагрузки. Если же определяется неравномерность осадок, то при расчете важно получить наибольшую осадку одного фундамента и наименьшую — другого. При определении наименьшей осадки учитывают все постоянные нагрузки и только те временные, которые обязательно должны действовать в условиях нормальной эксплуатации сооружения.
Расчеты основания по их несущей способности, по устойчивости фундаментов на сдвиг и выдергивание выполняют на основные и при необходимости особые сочетания расчетных нагрузок, определяемых по нормативным значениям путем умножения их на коэффициент надежности по нагрузке уГ как правило, более I. а на удерживающие нагрузки вводится коэффициент надежности по нагрузке менее 1.
Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений или их отдельными элементами, правильнее устанавливать расчетом, исходя из рассмотрения совместной работы несущих конструкций сооружения и основания. Однако, вследствие сложности правильного определения жесткости сооружения или его частей, во многих случаях нагрузки на основание определяют без Учета их перераспределения над фундаментной конструкцией и принимают в соответствии со статической схемой сооружения.