Мероприятия по улучшению свойств грунтов оснований

В целях увеличения несущей способности и уменьшения дефор­мируемости грунтов, находящихся в естественных условиях залега­ния (естественных оснований), прибегают к искусственному улучше­нию их свойств, или к строительству на «искусственных основаниях». При этом достигается необходимое соотношение между прочно­стью и жесткостью сооружения и податливостью основания, обес­печивающее развитие допустимых для данного сооружения дефор­маций.

Расчет и проектирование фундаментов на «искусствен­ных» основаниях производятся по ГОСТ с использова­нием физико-механических характеристик грунтов основания после улучшения их свойств.

Мероприятия по сохранению свойств грунтов в процессе строитель­ства и эксплуатации.

Грунты как строительные материалы, облада­ют большой изменчивостью свойств при изменении их состояния от внешних воздействий.

В расчетах при проектировании оснований и фундаментов используются харак­теристики физико-механических свойств грунтов по данным отчетов инженерных изысканий в соответствии с ГОСТ.

 

Ухудшение свойств грунтов в процессе стро­ительства или эксплуатации сооружения приведет к изменению этих характеристик против принятых в проекте.

 

В процессе строительства важно обеспечить сохранение проектного состояния грунтов оснований (пример: «акт ответственности при приемке котлована»). 

На строительных площадках с грунтами, чувствительными к изме­нению влажности, должны быть предусмотрены водозащитные мероприятия:

 

-компоновка ге­неральных планов застраивамых участков:

 

- вертикальная плани­ровка территории,

-водопонижение,

-устройство дренажей,

-защиты территорий от подтопления и обеспечения условий для разработки котлована.

Особое внимание защите грунтов оснований от химически активных жидкостей, способных вызвать просадки, набу­хание, активизацию карстово-суффозионных явлений, повышение агрессивности подземных вод.

 

 

 

 

                             Тема 3 «Фундаменты»

 

                   Вопрос: 3.8 Фундаменты мелкого заложения.

                         Ответ:  Основные сведения

К фундаментам мелкого заложения относятся фундамен­ты, с отношением высоты к ширине подошвы, не превыша­ющее 4-х, передающие нагрузку на грунты основания через подошву.

 

Схема фундамента мелкого заложения: рис. 1.

 

Подошвой фундамента называется его нижняя плоскость, соприкасающаяся с основанием; верхняя плоскость фундамента, на которую опираются назем­ные конструкции, называется об­резом.

Ширина фундамента - b, длина – l.

Высота фундамента - hf  расстояние от подошвы до обреза, рассто­яние от поверхности планировки до подошвы d - глуби­на заложения фундамента.

 

 Схема фундамента мелкого заложения:

I — фундамент; 2 — колонна; 3 — обрез фундамента

 

Фундаменты мелкого зало­жения возводятся в открытых котлованах (отсюда их название - фундаменты, возводимые в открытых ко­тлованах).

 

Фундаменты разделяются на монолитные, воз­водимые в кот­лованах, и сборные, монтируемые из элементов заводского изготов­ления.

 

При устройстве монолитных фундаментов под подошвой осуществляется подготовка из тощего бетона илислоя щебня, пролитого цементным раствором.

 

Материалы фундаментов: бетон, железобетон, бутобетон.

Фундаменты, работающие «на сжатие» относятся к массивным жестким конструкциям; 

фундаменты, работающие «на сжатие и из­гиб», относятся к гибким.

По форме фундаменты мелкого заложения разделяются:

-на от­дельные,

-ленточные,

-сплошные

- массивные.

Отдельныефундаменты устраивают под колонны, опоры балок, ферм и других элементов промышленных и гражданских зданий и сооружений

Отдельные фундаменты не увеличи­вают жесткости сооружения, поэтому их применяют в тех случаях, когда неравномерность осадок не превышает допустимых значений.

Ленточные фундаменты используют для передачи нагрузки на основание от протяженных элементов строительных конструк­ций - стен зданий, ряда колонн.

 В плане ленточные фундаменты могут состоять из одинарных или перекрестных лент. Одинарные ленты - под стены, перекрестные - под сетку колонн.

 Основные типы фундаментов мелкого заложения:

а — отдельный фундамент под колонну;

6 — отдельные фундаменты под стену;

в — ленточный фундамент под стену;

г — то же, под колонны;

д — то же, под сетку колонн;

е — сплошной (плитный) фундамент.

Сплошные фундаменты, называют плитными, устраивают под всем зданием в виде железобетонных плит под стены или сетку колонн.

Фундаментные плиты «разрезаются» в пла­не «осадочными» швами в пределах каждой выделен­ной секции с обеспечением жесткости здания, совместной работы фундамента и надземной части сооружения.

Сплошные фун­даменты способствуют уменьшению «неравномерности» осадки со­оружения.

Массивные фундаменты устраивают в виде жесткого мас­сива под башни, мачты, дымовые трубы, устои мостов.

 

                                    Тема 3. «Фундаменты»

                        Вопрос: 3.9 Конструкция фундаментов мелкого заложения

 

                   Ответ:

 

Отдельные фундаменты могут выполняться монолитными или сборными.

 

Фундаменты имеют наклонную боковую грань, расширяющиеся к по­дошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости - предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.

Угол жест­кости, определяющий отношение между высотой h_y и шириной b_у уступов, или наклон боковых граней назначается в зависимости от класса бетона, давления на грунт и составляет 30...40°.

Железобетонные фундаменты монолитные или сборные проектируются как конструкции на сжимаемом осно­вании с учетом «совместной» работы сооружения и грунтов основа­ния.

Сечения и армирование принимаются по классу железобетонных конст­рукций.

 

Монолитные железобетонные фундаменты состоят, из плитной части ступенчатой формы и подколонника.

 

Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн - соединени­ем арматуры колонн с выпусками из фундамента,

Размеры подошвы, ступеней и подколонника b_у монолитных фундаментов принимаются кратными 300 мм, а высота ступеней h_y — кратной 150 мм.

Конструкция жесткого фундамента;

а — с наклонными боковыми гранями; 6 — уширяющийся к подошве уступами

 

Сборные фун­даменты под колонны формируются из одной или нескольких фун­даментных плит.

В глинистых грунтах тугопластичной, полутвердой и твердой консистенции получили распространение буробетонные ( буронабивные) фундаменты.

 

 

Сборный фундамент под колонну;

а) — из нескольких элементов;

1 — фундаментные плиты;

 2 — подко­лонник;

3 — рандбалка;

4 — бетонные столбики;

5 — монтажные петли.

 

6) — из одного элемента;

 

Ленточные фундаменты под стены устраивают либо

-монолитными, либо из

-сборных блоков.

Монолитные ленточные фундаменты выполняются в виде нижней армированной ленты и неармированной или малоармированной фундаментной стены (рис.  а).

Сборный ленточный фундамент состоит из ленты, собираемой из железобетонных плит, стены, из бетонных блоков (рис.6, «6»). 

 

Железобетонные фун­даментные плиты и стеновые блоки унифициро­ваны. Номенклатура фундаментных плит предусматривает их градацию с учетом характеристик передаваемого среднего давления на ос­нование при вылете консоли фундамента А_к.

Поэтому важным элементом конструирования сборного фундамента явля­ется проверка допустимого вылета консоли.

 

При строительстве на прочных грунтах, где модуль деформации грунта 25 МПа и более, уровне подземных вод ниже подошвы фундамента возможно применение прерывистых ленточных фун­даментов.

Ширина фундаментных стеновых блоков из бето­на, принимается равной (или меньше) толщины надземных стен,

 

 Ленточные фундаменты:

а — монолитный;

6 — сборный сплошной;

в — сборный прерывистый;

1 — армированная лента;

2 — фундаментная стена;

3 — стена здания;

4 — фундаментная подушка;

5 — стеновой блок

 

но не менее 30 см. Надземные сте­ны не должны выступать над фун­даментными более чем на 15 см. Высота типовых стеновых блоков составляет 280 или 580 мм.

 Конструкции фундамент­ных плит:

а — сплошная;

б — ребристая;

в — с угловыми вырезами

Для повышения жесткости со­оружения (выравнивания оса­док на слабых грунтах) сбор­ные фундаменты усиливают железобе­тонными поясами поверх фундаментных плит или последнего ряда стеновых блоков по периметру здания.

 

Сплошные фундаменты выполняются из моно­литного железобетона. По конструктивным решениям их разделяют на плитные и коробчатые.

 

Плитные фун­даменты, в свою очередь, могут быть:

-гладкими (безбалочными)

- ребристыми (рис. 7).

 

Толщину плиты, работающей на изгиб определяют расчетом на моментные нагрузки и на продавливание в местах опирания колонн.

 

Опирание колонн на гладкие и коробчатые плиты осуществляет­ся через сборные и монолитные стаканы.

Массивные фундаменты выполняются монолитными, с целью сокращения их объема применяют пустотообразователи (рис.), в качестве которых используют картонные или полиэтиленовые вкладыши диаметром 100...300 мм.

 Массивный фундамент с пустотообраэователямн:

1 — фундамент;

2 — пустотообразователи

 

 

                                    Тема 3. «Фундаменты»

                        Вопрос: 3.10  Расчет фундаментов мелкого заложения

                     Ответ:

 

Начинают с его конструирования, определения глубины заложения фундамента, размеров и формы подо­швы.

С принятием размеров фундамента производят рас­четы основания по предельным состояниям.

 

Расчет по второй группе предельных состояний (по деформациямоснования) являет­ся основным и обязательным для всех фундаментов мелкого зало­жения.

 

Расчет по первой группе предельных состояний (по несущей способности основания) является дополнительным и производится только в отдельныхслучаях.

 

Приняв размеры фундамента, удовлетворя­ющие двум группам предельных состояний, переходят к его конст­руированию.

Определение глубины заложения фундамента.

Чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше его стоимость.

Верхние слои грунта не всегда обладают несущей способностью, следует руководствоваться инженерно ­геологическими и гидрогеологическими факторами  площадки, глубины промерзания грунтов, конструкций возводимого сооружения, глубины заложения соседних фундаментов,прочностью и сжимаемостью.

-Глубина сезонного промерзания грунтов.

Глубина зало­жения фундамента из условия промерзания назначается в зависимости от их вида, состояния, влажности, уровня подземных вод. 

Промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образова­нием в них прослоек льда, их толщина увеличивается по мере движения воды из нижних слоев.

Это приводит к возникновению сил пучения по подошве фун­дамента, что может вызвать подъем сооружения.

При последующем оттаивании таких грунтов происходят просадки сооружения.

 

Наибольшему пучению подвержены грунты, содержащие пы­леватые и глинистые частицы.

Крупнообломочные грунты, пески гравелистые, крупные и средней крупно­сти относятся к непучинистым грунтам, глубина заложения фун­даментов в них не зависит от глубины промерзания. 

 

Если уровень подземных вод во время промерзания находится от спланированной отметки земли на глубине, равной расчетной глубине промерзания плюс 2 м (что связано с высотой капиллярного поднятия подземных вод), в песках мелких и пылеватых с любой влажностью и в супесях твердой консистенции глубина заложения фундаментов наружных стен и ко­лонн назначается без учета промерзания грунта.

 

 Во всех остальных грунтовых условиях глубина заложения наружных фундаментов назначается не менее расчетной глубины промерзания.

 

Глубина заложения внутренних фундаментов отапливаемых зда­ний назначается независимо от глубины промерзания.

В неотапливаемых зданиях глубина заложения фундаментов для пучинистых грунтов принимается не менее расчет­ной глубины промерзания.

 

df =kh dfn                                                        

где kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отаплива­емых сооружений по табл. а для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений — равным 1,1,

dfn –«нормативная» глубина сезонного промерзания.

 

Нормативную глубину сезонного промерзания грунтов опреде­ляют на основе теплотехнических расчетов или по СНиП 2.02.01 — 83*.

 

Конструктивные особенности сооружения.

Конструктивные особенности сооружения, влия­ющие на глубину заложения фундамента,:

- наличие и размеры подвальных помещений, приямков или фундаментов под оборудование;

-наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций.

 

В зданиях с подвалом и полуподвалом, глубина заложения фундамента принимается на 0,2...0,5 м ниже отметки пола в этих помещениях.

 

Фундаменты проектируемого сооружения, при­мыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется закла­дывать на одном уровне.

 

При наличии коммуникаций (трубы водопровода, канализации и т. д.) подошва фундамента должна быть заложена ниже их ввода, при этом условии трубы не подвержены давлению от фундамен­та. 

 

а — здание с подвалом в разных уровнях и при­ямком;

б — изменение глубины заложения ленточного фундамента;

 

1 —фундаментные плиты; 2 — приямок; 3 — трубопровод; 4 — стена здания; 5 — подвал; 6 — ввод трубопровода; 7 — стеновые блоки

 

 

Выбор глубины заложения фун­дамента в зависимости от конструктивных особенностей сооружения:

 

Переход от одной отмет­ки заложения ленточного фундамента к другой осуще­ствляется ступенями.

Высо­та уступа в случае сборного фундамента принимается рав­ной высоте стенового блока

При устрой­стве монолитного ленточно­го фундамента соотношение между высотой и длиной уступа в связных грунтах принимается равным 1:2, а в несвязных — 1:3 при вы­соте уступа, не превыша­ющей 0,5....0,6 м.

 

Определение формы и размеров подошвы фундаментов.

 

Форма подошвы фундамента определяется конфигурацией в плане возводимой надземной конструкции.

Она может быть:

- круг­лой, кольцевой, многоугольной (под дымовые трубы, водонапор­ные и силосные башни),

-квадратной, прямоугольной, ленточной (под колонны, столбы, стены),

 

При расчетах фундаментов мелкого заложения по второму пре­дельному состоянию (по деформациям) площадь подошвы пред­варительно может быть определена из условия

      р_п  R;

где р_п — среднее давление по подошве фундамента от основного сочетания расчетных нагрузок при расчете по деформациям; R — расчетное сопротивление грунта основания.

 

Учитывая, что обе части не­равенства содержат искомые геометрические размеры фундамен­та, расчет приходится вести методом последователь­ных приближений.

 

                                    Тема 3. «Фундаменты»

Вопрос: 3.11 Центрально нагруженный фундамент.

Ответ.

 

Центрально нагру­женным считают фундамент, у которого равнодействующая внеш­них нагрузок проходит через центр площади его подошвы.

«Реактив­ное давление» грунта по подошве жесткого центрально нагружен­ного фундамента принимается равномерно распределенным интен­сивностью

Pn = (Nan+Gfn+Ggn) /A,                                        

где Nan — расчетная вертикальная нагрузка на уровне обреза фун­дамента; Gfn и Ggn — расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах, А — площадь подошвы фундамента.

В предварительных расчетах вес грунта и фундамента в объеме «параллелепипеда ABCD», в основании которого лежит неизвестная площадь подошвы А, определяется из выражения

Gf_n+G_gn=y_mAd,                                                        

где у_т — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах, принимаемое равным 20 кН/м³; 

d — глубина заложения фундамента, м.

 

Приняв p_п=R получим фор­мулу для определения необходимой площади подошвы фунда­мента

A = Nап / (R- у_m d).                                                

 

 

Рассчитав площадь подошвы фундамента, находят его ширину b. Ширину ленточного фундамента, для которого нагрузки определя­ют на 1 м длины, находят как b=А/l. У фундаментов с прямоуголь­ной подошвой задаются отношением сторон n=l/b, тогда ширина подошвы b= A/п, для фундаментов   с круглой       подошвой :

D=2 A/

 

---

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1378; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!