Классификация фунд.

Нормативные и расчетные хар-р-ки гр.

Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформации, являются прочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения j, удельное сцепление с, модуль деформации грунтов Е, предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc и т.п.). Допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом основания и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.). Примечание. Далее, за исключением специально оговоренных случаев, под термином «характеристики грунтов» понимаются не только механические, но и физические характеристики грунтов, а также упомянутые в настоящем пункте параметры. Характеристики грунтов природного сложения, а также искусственного происхождения, должны определяться, как правило, на основе их непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружений. Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов устанавливаются на основе статистической обработки результатов испытаний по методике, изложенной в ГОСТ 20522-75. 2.13. Все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов Х, определяемых по формуле Х=Хn/gg (1) где Хn - нормативное значение данной характеристики; gg - коэффициент надежности по грунту. Коэффициент надежности по грунту gg при вычислении расчетных значений прочностных характеристик (удельного сцепления с, угла внутреннего трения j нескальных грунтов и предела прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc, а также плотности грунта r) устанавливается в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности a. Для прочих характеристик грунта допускается принимать γ_g = 1

Классификация фунд.

По классификации фундаменты делятся на столбчатые, ленточные и свайные (рис. 8).

Фундаменты классифицируют:

• по материалу: из естественных материалов (дерево, бутовый камень) и из искусственных материалов (бутобетон, бетон сборный или монолитный, железобетон);

• по форме: оптимальной формой поперечного сечения жестких фундаментов является трапеция, где обычно угол распределения давления принимают: для бута и бутобетона — 27—33°, бетона — 45°. Практически эти фундаменты с учетом потребностей расчетной ширины подошвы могут быть прямоугольными и ступенчатыми. Блоки-подушки выполняют прямоугольной или трапециевидной формы;

• по способу возведения фундаменты бывают сборными и монолитными;

• по конструкционному решению — ленточные, столбчатые, свайные, сплошные; Столбчатые фундаменты выполняют из штучных материа-лов: камня, кирпича, бетона, деревянных и железобетонных столбов, металлических и асбестоцементных труб. По расхо­дам материалов и трудовым затратам столбчатые фундаменты в 1,5-2 раза дешевле ленточных. Особенно эффективно их применять в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании.

Ленточные фундаменты обычно применяют для зданий стя-желыми стенами и перекрытиями, а также при наличии подва­ла или теплого подполья. Их устраивают при мелком заложении на сухих непучинистых грунтах. В этом случае они становятся как бы заглубленным цоколем, а по расходу материалов и тру­дозатратам приближаются к столбчатым фундаментам.

Конструкция мелкозаглубленных бетонных ленточных фун­даментов с фундаментными блоками, совмещающими функ­ции цоколя, с подушкой шириной на 40-50 см больше шири­ны фундамента снижает расход бетона на 50% и трудоемкость возведения - на 40%.
Плитные фундаменты являются разновидностью мелко-заглубленных ленточных, однако в отличие от них имеют жест-кое пространственное формирование по всей несущей плос­кости. Конструкция плитных (плавающих) фундаментов -сплошная или решетчатая железобетонная плита. Рекоменду­ется для применения на пучинистых, подвижных и просадоч-ных грунтах.
Свайные фундаменты применяют для передачи нагрузок в слабых и сильно сжимаемых грунтах (плывуны и т.д.), в рай­онах вечной мерзлоты, а также при больших нагрузках на ос­нование. Они состоят из сбаи и ростверка (плита, в которую за­деланы концы свай). Сваи могут опираться на твердый фунт (сваи-стойки) или быть висячими, т.е. передавать нагрузку на грунт за счет трения по боковым поверхностям сваи.
Конструкции столбчатых и ленточных фундаментов выпол­няют из различных строительных материалов в неподвижных и пучинистых грунтах.

• по характеру статической работы фундаменты бывают: жесткие, работающие только на сжатие, и гибкие, конструкции которых рассчитаны на восприятие растягивающих усилий. К первому виду относят все фундаменты, кроме железобетонных. Гибкие железобетонные фундаменты способны воспринимать растягивающие усилия;

• по глубине заложения: фундаменты мелкого заложения (до 5 м) и глубокого заложения (более 5 м). Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий принимают под наружные стены не менее глубины промерзания плюс 100—200 мм и не менее 0,7 м; под внутренние стены не менее 0,5 м.

5. Осн. типы уфнд мелк залож.. Фунд, возводим в откр котлованах, прим-ся в разл ИГУ в сборном и в монолитн варианте. Прим-е сборн. фунд < сроки земляных работ, но > расход мет по сравн с монолитн.

Мат-л выбир-т в завис-ти от мат-ла осн констр-ций. По материалу: деревян, камен, бет, ж/б.

По форме: отдельные (под кол, балки, арки, опоры рам), ленточн (под стены, колоны, располож по одной оси, опорные рамы оборуд-я), сплошные (плитные гладкие, ребристые, коробчатые) (- под высотн зд-я, трубы), массивные (под башни, мачты, мостов опоры, ко, станки, оборуд-е).

1. Ленточн сборн фунд: сост из бет блоков стен подвалов и ж/б фунд плит. В целях экономии плиты ленточн сборн фунд уклад-т с промежутками, т.е. устр-т прерывистый ленточн фунд; давление в гр под подошвой выравнивается => он работает как сплошной, и рассчит-т его как сплошной без вычета промежутков. Расстояния м/у плитами уст-ся в проекте всего фунд при раскладке плит в плане. Зазоры м/у плитами заполн-ся уплотненн гр-м. Фунд уклад-т на цементом р-ре с толщ швов 20 мм. Для обеспеч-я пространств жесткости сборн фунд предусматр-т связь м/у продольн и попереч стенами путем перевязки их фунд стенов блоками или закладки в горизонт швы сеток из арм диам 8-10 мм. Для < числа типоразм ФБС, для устр-ва вводов оставл-т проемы дл не < 0,6 м, кот при необх-ти запол-ся кирпич/бет. Лежащ выше блок д. перекрывать проемы.

2. Монолитн фунд: сост из плитн части сткупенч формы, передающ нагр на основ-е, и подколонника, стыкующегося с колонной. Сопряжения сборных колонн с фунд осущ-т с пом стакана; монолитных – соед-м арм колонн с выпусками из фунд; стальных – креплением башмака колонны к анкерн болтам, забетонированн в фунд. Размеры – кратны 300 мм. Под монолитн фунд – сплошная бет подготовка толщ 100 мм из бет марки не < М50.

3. Группов монолит фунд: одинарные и перекрестные ленты, плитные фунд. Проектир-т для каркасн зд, когда развитию плитной части фунд препятст оборуд-ние и констр-ции подземн части сооруж-я и когда констр-ции соседних одиночн плитн фунд близко располож. Плиты одновременно служат фунд для наружных и внутр стен, полом заглублен помещен. Для сопряжения плитн и ленточн фунд с колоннами на поверх-ти устраив-т подколонники, заглублен нстаканы и выпуски арм.

6. Глубина заложения фунд. (п. 2.25, 2.28-2.32 СНиП “Основания”) Приним-ся с учетом: 1. назнач-я и конструктивн особ-й проектируем сооруж-я, нагр и возд-й на фунд; 2. глубины залож-я фунд, примыкающ сооруж-й, глубины прокладки инж коммуникаций; 3. существующ и проектируем рельефа застраиваемой террит-и; 4. ИГУ площадки строит-ва; 5. гидрогеол усл-й площ. и возможн их измен-й в проц строит-ва и экспл-ции сооруж-я; 6. возможн размыва гр у опор сооруж-й, возводимых в руслах рек (мосты, переходы трубопроводов); 7. глубины сезонного промерзания гр.

Нормативн глубину сезонного промерзания грунта d_fn опред-т на основе теплотехническ расчетов в завис-ти от ср. температуры возд и по картам СНиП.

Расч глубина сезонного промерзания грунта d_f = k_h d_fn, где k_h - коэф-т, учит. влияние теплового режима сооруж-я: для наружн фунд отапливаемых сооруж-й - по СНиП, для наружн и внутренн фунд неотапливаемых сооруж-й =1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Глубина заложения фунд отапливаемых сооруж-й по усл-м недопущения морозного пучения гр основ-я назнач-ся: а) для наружн фунд (от ур планировки) - по СНиП; б) для внутренн фунд - независимо от расчетн глубины промерзания.

Глубину заложения наружн фунд допуск-ся назначать независимо от расч глуб промерзания, если: фунд опир-ся на пески мелкие, и спец исслед-ми на данной площадке установлено, что деф-ции гр основ-я при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационн пригодность сооруж-я; предусмотр спец теплотехнич меропр-я, исключающ промерзание гр.

Глубину заложения наружн и внутрен фунд отапливаем сооруж-й с холодн подвалами и техническими подпольями приним-ся по СНиП, считая от пола подвала/тех подполья.

Глубина заложения наружн и внутрен фунд неотапливаемых сооруж-й д. назнач-ся по СНиП, при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала/техподполья - от ур планировки, а при наличии - от пола подвала/техподполья.

В пpоекте основ-й и фунд д. пpедусм-ся меpопpиятия, не допускающие увлажнения гp основ-я, пpомоpаживания их в пеpиод стpоит-ва.

Сборн фунд – глуб залож-я дополнит опр-ся принятой констр-цией и размещением по выс ФБ и подушек; монолитн фунд – прочностью сеч-я фунд и конструктивн треб-ми.

Необх.: 1. предусмотреть заглубление фунд в несущий слой гр на 10-15см; 2. избегать наличия под подошвой фунд слоя гр малой толщины, если его строит св-ва хуже св-в подстилающего слоя; 3. закладывать фунд выше у.г.в. для исключ-я необх-ти прим-я водопонижения. При необх-ти закладывать ниже у.г.в. след. предусмотреть мет-ды произв-ва работ, сохраняющ структуру гр.

Если глуб залож-я по расчету окаж-ся чрезмерно большой, то необх. предусм. мероприятия по улучш св-в гр / переход на свайн фунд.

Для защ. гр основ-я от увлажнения площадка д.б. ограждена напорными канавами, устроены водостоки / дренажи.

7. Виды деф-ций осн. (см. п 2.38 СНиП “Основания зд-й и сооруж-й”): 1. Абс. осадка основ-я s – осадка к.-л. точки подошвы сооруж-я, общая осадка жесткого сооруж-я / отдельн фунд. 2. Средн осадка s' – выч-ся по абс. осадкам не <3х точек сплошного фунд / 3х фунд. 3. Крен – наклон фунд/сооруж-я, хар-ся разностью абс осадок 2х крайних точек отд-х фунд, отнесенн к расст-ю м/у ними. i=(s₂-s₁)/L; 4. Перекос зд-я – возник-т в рез-те разности осадок Δs 2х или неск фунд, расположенн на 1 оси с расст-м L м/у ними;

5. Отн. прогиб / выгиб f/L– при изгибе подошвы гибкой плиты / ленточн фунд – отношение стрелы прогиба (выгиб) к длине изогнувш части зд-я. Опр-т по абс. осадке s min 3х отдельн фунд / по осадке в стольки же точках сплошн фунд; 6. Кривизна изгибаемого участка ρ – показатель, обратный радиусу искривления, наиб полно характеризующий н.д.с. в жестких протяженн сооруж-х; 7. Отн. угол закручивания Θ – характер-т пространственн работу констр-ций; 8. Кручение фунд в горизонт. плоскости – возникает в прямоуг фунд плите, когда осадки под противоположн углами, располож по 1й диагонали < осадок под углами в др диагонали; 9. Горизонт перемещ-е фунд U– учитыв-ся при действии на фунд горизонт нагр.

8. Опред-е размеров подошвы центр-нагруженн фунд отд стоящ.. Для расчета основ-й по 2 гр. пред сост-й необх зн размеры подошвы фунд и передаваем на гр давление.

Центр-нагруженн фунд – у кот равнодействующ внешн нагр проходит ч/з центр тяжести его подошвы. Обычно вертик нагр на фунд N₀ задается на ур его обреза, чаще совпадающ с отм. планировки. Суммарн давление на основ-ие на ур подошвы фунд опр-ся по форм: р=N₀/A+ d, где А – площадь подошвы фунд, -ср знач-е уд веса фунд и гр на его обрезах (для ж/б =20кН/м3), d – глубина залож-я фунд.

Если принять р=R₀ (давл-е под подошвой фунд = расч сопр-ю гр основ-я), то зависим-ть для опред-ия ориентировочн размеров подошвы фунд: А=N₀/ (R₀- d); . Затем уточн-т расч сопр-ие основ-я, подставляя в форм. принятые размеры подошвы фунд. Конструирование тела фунд производят в соотв-ии с нормами на проектир-е бет и ж/б констр-ций. Высоту фунд опр-т, учит след факторы: 1. усл-я произв-ва работ – верх грань фунд выводится на отн. отм. -0,150м; 2. конструктивн соображ-я – размещение колонн в фунд, миним толщ дна стакана; 3. прочность мат-ла фунд.

После уточнения всех разм опр-т ср. давл-е в подошве фунд и проверяют усл-е: , где N₀ – вертик. нагр на фунд; N_f – вес фунд; N_g – вес гр на обрезах фунд; b и l – разм подошвы фунд; R – расч сопр-ие гр основания.

Окончат разм фунд опр-т на основ-и его расчета по деф-циям.

9. Опред-е размеров подошвы центр-нагруженн фунд лент.. Для расчета основ-й по 2 гр. пред сост-й необх зн размеры подошвы фунд и передаваем на гр давление.

Центр-нагруженн фунд – у кот равнодействующ внешн нагр проходит ч/з центр тяжести его подошвы. Обычно вертик нагр на фунд N₀ задается на ур его обреза, чаще совпадающ с отм. планировки. Суммарн давление на основ-ие на ур подошвы фунд опр-ся по форм: р=N₀/A+ d, где А – площадь подошвы фунд, -ср знач-е уд веса фунд и гр на его обрезах (для ж/б =20кН/м3), d – глубина залож-я фунд.

Если принять р=R₀ (давл-е под подошвой фунд = расч сопр-ю гр основ-я), то зависим-ть для опред-ия ориентировочн размеров подошвы фунд: А=N₀/ (R₀- d); Ширину ленточного фундамента, для которого нагрузки определяют на 1 м длины, находят как . Затем уточн-т расч сопр-ие основ-я, подставляя в форм. принятые размеры подошвы фунд. Конструирование тела фунд производят в соотв-ии с нормами на проектир-е бет и ж/б констр-ций. Высоту фунд опр-т, учит след факторы: 1. усл-я произв-ва работ – верх грань фунд выводится на отн. отм. -0,150м; 2. конструктивн соображ-я – размещение колонн в фунд, миним толщ дна стакана; 3. прочность мат-ла фунд.

После уточнения всех разм опр-т ср. давл-е в подошве фунд и проверяют усл-е: , где N₀ – вертик. нагр на фунд; N_f – вес фунд; N_g – вес гр на обрезах фунд; b и l – разм подошвы фунд; R – расч сопр-ие гр основания.

Окончат разм фунд опр-т на основ-и его расчета по деф-циям.

10 Опред-е размеров подошвы внецентренно нагруженн фунд - у кот равнодействующ внеш нагр проходит с некоторыи эксцентриситетом отн центра тяж-ти его подошвы.

Разм внецентр.нагр фунд опр-т из усл-й: р≤R, рmax≤1,2R, ≤1,5R, где р - сред давл-е под подошвой фунд от нагрузок для расчета основ-я по деф-циям; рmax - max краевое давл-е под подошв фунд, - max давл-е в угловой точке при действии моментов в 2х направлениях.

Внецентр.нагр фунд м. испывать нагр от верт и гориз сил, изгиб моментов, действ-х в разл плоскостях. Max и min давление под краем фунд при действии момента сил отн главн осей ниерции площади подошвы: , N – нагр на осн-ие, А – площадь подошвы, Mx, My – момент сил отн центра подошвы фунд, x и y – расст-е от главн оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил до наиб удаленных точек подошвы фунд, Jx и Jy – момент инерции площади подошвы фунд отн. той же оси. Для фунд с прямоуг подошвой: , l и b – разм подошвы фунд, e_x и e_y – эксцентриситет равнодействующей внешн нагр: e_x(y)=M_x(y)/N.

Эксцентриситет вертик нагр на фунд ε: ε=e/l<ε_u – отн. эксцентриситет, = 1/10 для фунд под колонны произв зд с кр Q≥75т и откр эстакад с кр Q=15т и во всех случ-х, когда R<150кПа; =1/6 – для ост-х произв-х зд и откр эстакад; = ¼ для бескр зд / подвесн кранов оборуд-м. Эпюры контактных давлений: 1. ε<1/6 – Э – трапецивидная, p_min/p_max≥0,25; 2. ε=1/6 – Э - треугольн p_min/p_max=0; 3. ε>1/6 - Э – треугольн с нулевой ординатой пределах подошвы, p_min/p_max<0

Влияние внецентр нагр м. < путем вытягивания фунд в стороны действия момента / смещен центра тяж-ти подошвы фунд в сторону эксцентриситета (примен-е нессиметричн фунд).

11. Опред-е размеров подошвы внецентренно нагруженн фунд - у кот равнодействующ внеш нагр проходит с некоторыи эксцентриситетом отн центра тяж-ти его подошвы.

Разм внецентр.нагр фунд опр-т из усл-й: р≤R, рmax≤1,2R, ≤1,5R, где р - сред давл-е под подошвой фунд от нагрузок для расчета основ-я по деф-циям; рmax - max краевое давл-е под подошв фунд, - max давл-е в угловой точке при действии моментов в 2х направлениях.

Внецентр.нагр фунд м. испывать нагр от верт и гориз сил, изгиб моментов, действ-х в разл плоскостях. Max и min давление под краем фунд при действии момента сил отн главн осей ниерции площади подошвы: , N – нагр на осн-ие, А – площадь подошвы, Mx, My – момент сил отн центра подошвы фунд, x и y – расст-е от главн оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил до наиб удаленных точек подошвы фунд, Jx и Jy – момент инерции площади подошвы фунд отн. той же оси. Для фунд с прямоуг подошвой: , l и b – разм подошвы фунд, e_x и e_y – эксцентриситет равнодействующей внешн нагр: e_x(y)=M_x(y)/N.

Эксцентриситет вертик нагр на фунд ε: ε=e/l<ε_u – отн. эксцентриситет, = 1/10 для фунд под колонны произв зд с кр Q≥75т и откр эстакад с кр Q=15т и во всех случ-х, когда R<150кПа; =1/6 – для ост-х произв-х зд и откр эстакад; = ¼ для бескр зд / подвесн кранов оборуд-м. Эпюры контактных давлений: 1. ε<1/6 – Э – трапецивидная, p_min/p_max≥0,25; 2. ε=1/6 – Э - треугольн p_min/p_max=0; 3. ε>1/6 - Э – треугольн с нулевой ординатой пределах подошвы, p_min/p_max<0

Влияние внецентр нагр м. < путем вытягивания фунд в стороны действия момента / смещен центра тяж-ти подошвы фунд в сторону эксцентриситета (примен-е нессиметричн фунд).

12. Расчетные сопротивления грунтов основания R 0, приведенные в табл. 1-5, предназначены для предварительного определения размеров фундаментов по конструктивным соображениям.
Для грунтов с промежуточными значениями e и I L (табл. 2-3) значения R0 определяются по интерполяции.
Значения R0 (табл. 1-5) относятся к фундаментам, имеющим ширину b0 = 1 м и глубину заложения d0 = 2 м.
Значениями R 0 допускается также пользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов зданий и сооружений III класса (3*), если основание сложено горизонтальными (уклон не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунта, сжимаемость (4*) которых не увеличивается в пределах глубины, равной двойной ширине наибольшего фундамента, считая от его подошвы.
В этом случае расчетное сопротивление грунта оснований R, кПа (кгс/см2), определяется для зданий и сооружений III класса по формулам:
при d <= 2 м (200 см)

R = R0[1 + k1(b - b0)](d + d0)/(2d0/b0); (1)

при d > 2 м (200 см)

R = R0[1 + k1(b - b0)]/b0 + k2g'II (d - d0), (2)

Где R0, - табличные значение расчетного сопротивления (2*) грунтов основания (табл. 1-5 рекомендуемого приложения 3 [1}}, относятся к фундаментам, имеющим ширину b0 = 1 м и глубину заложения d0 = 2 м.
b и d - соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см);
g'II - расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3 (кгс/см3);
k1 - коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков (3*), k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами (4*) k1 = 0,05;
k2 - коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k2 = 0,25, супесями и суглинками k2 = 0,2 и глинами k2 = 0,15.
Значения R0 для глин и суглинков с показателем текучести (5*) 0,5<=IL<=0,75 и супесей при 0,5 <IL<= 1,0 принимаются по графе "пылевато-глинистые грунты" с введением понижающих коэффициентов соответственно 0,85 и 0,7.2. Значения R0 для пылеватых песков принимаются как для песков средней крупности (7*) и мелких (8*) с коэффициентом 0,85.

13. Проверка прочности подстилающего слоя. (п. 2.41, 2.48 СНиП “Основания”) Пpи наличии в пpеделах сжимаемой толщи основ-я на глуб z от подошвы фунд слоя гp с худшими прочностными хар-ми, чем у вышележащих слоев, pазмеpы фунд д назначаться такими, чтобы вып-сь усл-е: s _zp+ s_zg £ R_z, где s _zp и s_zg - веpтикальн напpяж-я в гp на глуб z от подошвы фунд соотв дополнительное от нагp на фунд и от собств веса гp; R_z - pасч сопp-е гp пониженной пpочности на глуб z, вычисленное для условного фунд шиpиной b_z: b_z = , где A_z = N/s _zp;a = (l - b)/2, где N - веpтикальн нагp на основ-е от фунд; l и b - длина и шиpина фунд.

, где g_c1 и g _c2 - коэф-ты усл-й pаб; k - коэф-т, пpинимаем: =1, если пpочностные хаpактеpистики гpунта (j и c) опpеделены непосpедственными испытаниями, и =1,1, если они пpиняты по СНиП; М_g, М_q, М_c – коэф-ты, пpинимаемые по СНиП; K _z – коэф-т, pавный: пpи b <10 м - k_z =1, пpи b ³10 м- k_z = z₀/b +0,2 (здесь z₀=8 м); b - шиpина подошвы фунд; g ₁₁ - сpедн pасч знач-е уд веса гp, залегающих ниже подошвы фунд (пpи наличии подземн вод опpед-ся с учетом взвешивающего действия воды); g’ ₁₁ - то же, залегающих выше подошвы; c₁₁ - pасч знач-е уд сцепления гp, залегающего непосpедственно под подошвой фунд; d₁ -глуб заложения фунд бесподвальных сооpуж-й от уp планиpовки; d_b - глубина подвала – pасст-е от уp планиpовки до пола подвала.

14. Расч осад м-д посл суммир. До нач. расчета необх убедиться в возможн-ти исп-ия теории линейно-деформируемых тел и проверить выполн-ие усл-я p<R, т.е. сред давление под подошвой фунд не д. превышать расч сопр-ия гр основ-я. Осадки опр-т от расч нагрузок с коэф надежности по нагр γ_f=1

При опр-ии осадки методом послойного суммирования приним-ся след допущения: 1. осадка основ-я вызыв-ся дополнит. давлением p₀: p₀=p- s_zg0, где p – полное давл-е под подошвой фунд, s_zg0 – вертик норм напряж-е от собств веса гр на ур подошвы фунд. При планировке срезкой принимается s_zg,0= g'd, при планировке подсыпкой s_zg,0 = g' d_n, где g‘ - уд вес гр, расположенн выше подошвы, d – глуб залож-я фунд от ур планировки, d_n – глуб залож-я фунд от ур природн рельефа. 2. распределение по глубине дополнит вертикальн норм напряж-й s _zp от внешн давления p₀, приним-ся по теории линейно-деформируем среды как в однородном основании: s _zp= αp₀, α – коэф, принимаем по СНиП, p₀ – дополнит вертикальн давление на основание. 3. при подсчете осадок основания дел-ся на элементарн слои, сжатие кот опр-ся от дополнит вертикальн норм напряж-я s _zp, действующ по оси фунд в середине рассматриваемого слоя. 4. сжимаемая толща основ-я огранич-ся глубиной z=Hc – глубина сжимаемой толщи, где вып-ся усл-е s _zp= 0,2 s_zg.

Осадка основ-я методом послойного суммирования: , где β – коэф-т =0,8; s _zpi – ср знач-е дополнит вертик напряж-я в i-том слое гр; h_i – толщина элементарн слоя, h_i=0,2b; E_i – модуль деф-ции i-того слоя гр.

15. Осадка Метод линейно-деформируемого слоя

Расчет осадки основания методом линейно-деформируемого слоя разработан К.Е. Егоровым и применяется в следующих случаях:

В пределах сжимаемой толщи и основания, определенной с помощью метода послойного суммирования Нс, залегает слой грунта с модулем деформации Е ≥100 МПа и толщиной h1, удовлетворяющей условию

(7.17)

где Е2 — модуль деформации грунта, подстилающего слой грунта с модулем деформации Е1.

Ширина или диаметр фундамента b≥10 м и модуль деформации грунтов основания Е≤10 МПа.

Толщина линейно-деформируемого слоя H в первом случае принимается до кровли малосжимаемого грунта, во втором случае вычисляется по формуле

(7.18)

где Но и ψ — принимаются для оснований, сложенных пылевато-глинистыми грунтами — 9 м и 0,15 м;

kр— коэффициент, принимаемый равным kр = 0,8 при среднем давлении под подошвой фундамента P = 100 кПа и kр = 1,2 при Р = 500 кПа, а при промежуточных значениях — по интерполяции.

В случае, если в основании имеются глинистые и песчаные грунты, значение Н находят по формуле

(7.19)

Осадку основания с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого слоя (рис. 7.13) определяют по формуле

(7.20)

где Р— среднее давление под подошвой фундамента (при b < 10 м принимается P — P0); b — ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;

kс — коэффициент, принимаемый в зависимости от относительной суммарной толщины деформирующихся слоев (2Н/b), определяется по табл. 7.2;

km — коэффициент, зависящий от модуля деформации и ширины фундамента, принимается по табл. 7.3;

ki и ki-1 — коэффициенты, определяемые по табл.7.4 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-гo слоя (соответственно ζi=2zi/b; ζi-1 =2zi-1/b); Ei — модуль деформации i-го слоя грунта.

16.

17.

18.

19 Определение крена фундамента. (см. прилож. 2 СНиП “Основ-я зд-й и сооруж-й”) Крен фунд м. произойти в рез-е внецентренн прилож-я нагр, несогласного залегания пластов гр с разн сжимаемостью, под влиянием рядом располож фунд и разл пригрузок. Крены жестких фунд на однородн и слоистом основ-ии с согласным залеганием слоев от действия внецентренн нагр, приложенной в пределах ядра сеч-ия, опр-т с учетом формы их подошвы по форм: , где E и ν – модуль деф-ции и коэф. Пуассона гр основ-я (по СНиП); в случ неоднородного основ-я их знач-я приним-ся средними; k_e – коэф-т, опред по СНиП; N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы; e - эксцентриситет; a – сторона / диаметр фунд; k_m – коэф-т.

20.

21.

22. Расчет оснований по несущ. способн-ти. (п.2.6 “Основ-я”) Несущ способн-ть гр основ-й оцен-ся совместно с фунд и наземными констр-ми. Расчет сводится к опред-ю предельной нагр, при кот.: 1. у сооруж-й, передающих основ-ю доминирующую сдвигающую нагр, происх сдвиг, связан с резко развивающимися прогрессирующими перемещ-ми с захватом части массива гр основ-я / непосредственно по подошве; 2. у сооруж-й, опирающ-ся на фунд мелкого залож-я и передающих основ-ю доминирующ вертикальн нагр, происх выпирание гр основ-я из-под фунд и связан с этим резкое прогрессирующ нарастание вертикальн перемещ-й; 3. у сооруж-й на фунд глубокого залож-я нарастание осадок происх одновременно с увеличением нагр.

Потеря устойчивости гр основания влечет за собой большие деф-ции и потерю устойч-ти всего / части зд-я. Устойчивость основ-й и фунд зависит от действ-х нагр, формы, разм, глуб залож-я, наклона и очертания подошвы фунд.

Проверка произв-ся на след. возможные потери устойчивости: 1. на глубинный сдвиг гр основ-я вместе с сооруж-м / фунд; 2. на плоский сдвиг сооруж-я по контакту подошва сооруж-я – поверх-ть гр; 3. на опрокидывание и возможное выдергивание фунд отн 1й из граней сооруж-я с высокорасположенным центром тяж-ти.

При потере несущ способности основ-я образ-ся поверх-ть скольжения, охватывающ всю подошву фунд / сооруж-я. В кажд. точке поверх-ти скольжения по теории Мора-Кулона м/у норм и касат напряж-ми в стабилизированном состоянии вып-ся усл-е, исх из кот. опр-ся сила предельн сопр-ия основ-я Fu, сложен скальн. гр: , где и - расч знач-е угла внутр трения и сцепления гр.

Расчет произв-ся из усл-я: , где F – расч. нагр. на основание, и - коэфф-т усл-й раб и надежности по назнач-ю.

23.

24.

25.

26.

27. Сваи – отн. длинные контруктивн. эл-ты, погружаем. в гр / формируемые в нем в вертик. / наклон положении; передают нагр от сооруж-я на основание за счет сопротивл-я гр по торцу и по боковой поверх-ти констр-ции.

Свайн. констр-ции – группа св, объединен сверху плитами/фунд балками (ростверками), обеспечивающ. передачу и отн. равномерное распределение нагр от сооруж-я на св и их совместн работу. На них возводят несущ. констр-ции / они сами служат несущ. констр-ми.

Классиф-ция св: 1. по мат-лу: ж/б, бет, керамзитобетон, деревянн, стальн. 2. по костр-ции: цельные и составные, квадратн, кругл, прямоуг и многоуг, с уширением и без него, с острием и без острия, призматическ и пирамидальные, пустотелые и сплошного сеч-я, винтовые, сваи-колонны. 3. по виду армирования: с напрягаем и ненапрягаем продольн арм, с поперечн армированием ствола и без него. 4. по сп-бу изгот-ия и погружения: сборн и монолитн, забивные, вдавливаемые, завинчиваемые, буроопускные, буронабивные, набивные в пробивных скважинах, виброштампованные. 5. по хар-ру раб. в гр: сваи-стойки, опир-ся на практически несжимаем гр, висячие св, заглубленные в сжимаемый гр.

Свайн. констр-ции: 1. с высоким ростверком, нижняя поверх-ть кот. расположена выше отм. спланированной земли / размыва гр около сооруж-я; явл-ся инж. сооруж-ми (мосты, причалы); раб на изгиб, центр/внецентренн сж и растяж-е; рассчит-ся как плоские/пространствен рамы, где ростверк – жесткий/гибкий ригель, а св – вертик/наклон стойки; 2. с низким ростверком, подошва кот. расположена ниже этих отметок; сост из совместно раб-х ростверка, свай и гр в межсв простр-ве, рассм-ся как св. фунд.; раб-т на сж.

Забивные св и св-оболочки. Погруж-ся в гр ударами паровых/дизельн молотов одинарного/двойного действия, вдавливанием статическ нагрузкой вибраторами, установлен на головах св, завинчиванием механизмами / сочетанием этих методов.

Св длиной 3-6м изг-т с шагом 0,5м, длиной 6-30м – с шагом 1 м.

Стандартные св м.б.: а) цельные и составн квадратн сеч-я с поперечн армированием ствола с ненапрягаем и напрягаем арм; б) цельные квадратного сплошного сеч-я без поперечн армирования ствола; в) цельные квадратного сеч-я с круглой полостью; г) цельные и составные полые круглые св и св-оболочки; г) св-колонны квадратн сеч-я 2хконсольные и полые круглые. Составные св изг-т из 2х звеньев с разл стыками: стаканным, коробчатым, сварным, болтовым, клеевым.

28. Сваи – отн. длинные контруктивн. эл-ты, погружаем. в гр / формируемые в нем в вертик. / наклон положении; передают нагр от сооруж-я на основание за счет сопротивл-я гр по торцу и по боковой поверх-ти констр-ции.

Свайн. констр-ции – группа св, объединен сверху плитами/фунд балками (ростверками), обеспечивающ. передачу и отн. равномерное распределение нагр от сооруж-я на св и их совместн работу. На них возводят несущ. констр-ции / они сами служат несущ. констр-ми.

Классиф-ция св: 1. по мат-лу: ж/б, бет, керамзитобетон, деревянн, стальн. 2. по костр-ции: цельные и составные, квадратн, кругл, прямоуг и многоуг, с уширением и без него, с острием и без острия, призматическ и пирамидальные, пустотелые и сплошного сеч-я, винтовые, сваи-колонны. 3. по виду армирования: с напрягаем и ненапрягаем продольн арм, с поперечн армированием ствола и без него. 4. по сп-бу изгот-ия и погружения: сборн и монолитн, забивные, вдавливаемые, завинчиваемые, буроопускные, буронабивные, набивные в пробивных скважинах, виброштампованные. 5. по хар-ру раб. в гр: сваи-стойки, опир-ся на практически несжимаем гр, висячие св, заглубленные в сжимаемый гр.

Свайн. констр-ции: 1. с высоким ростверком, нижняя поверх-ть кот. расположена выше отм. спланированной земли / размыва гр около сооруж-я; явл-ся инж. сооруж-ми (мосты, причалы); раб на изгиб, центр/внецентренн сж и растяж-е; рассчит-ся как плоские/пространствен рамы, где ростверк – жесткий/гибкий ригель, а св – вертик/наклон стойки; 2. с низким ростверком, подошва кот. расположена ниже этих отметок; сост из совместно раб-х ростверка, свай и гр в межсв простр-ве, рассм-ся как св. фунд.; раб-т на сж.

1. набивные – погружение инвентарн. труб с нижним концом, закрытым пробкой / с раскрывающимся башмаком. Их несущ. способн-ть повышают уплотнением основ-я пробивкой скв. дл. 4-6м диаметром 40-80см инвентарн. коническ трубами с закрытым нижн. концом / уплотнением забоя пробуренной скв. тяжелыми цилиндрич. тромбовками; 2. буронабивные – изг-т в предварит. пробуренных скважинах, в кот. уст-ся арм. каркас и уклад-ся бет смесь. Их армируют на всю длину, на часть длины / только верхн. часть для связи с ростверком. Для > несущ. способн-ти на их концах устр-т уширение разбуриванием гр мех-мами / камуфлетными взрывами.

29. Усл-я работы и передачи нагр на гр разл св. Св. фунд. (ростверк+сваи+грунт в жежсвайн. простр-ве) рассм-ся как массивн. констр-ция, в кот. фунд и входящие в него эл-ты д.б. равнопрочными. Несущ. способн-ть св. фунд. опр-ся сопротивл-м гр под нижн. концом св Rs и сопр-м по боковой поверх-ти Rf: Fd=Rs+Rf. Развитие сил трения зависит от упругого перемещ-я констр-ции вместе с окруж. грунтом, а перемещ-е – от сжимаемости гр под нижн. концом св. Чем податливей гр под св, тем > часть нагрузки приходится на трение. Сопротивл-е трению не м.б. > величины, при кот. происх. срыв сил трения, и констр-ция продавливается в гр, поэтому при пересечении слабых гр торец св воспринимает большую нагр, а при пересеч-ии плотных гр – меньшую.

1. Св-стойки – передают нагр на практически несжимаемые гр (скальн, полускальн, сланцы, мергели, оч. плотные гр). Их вертик. перемещ-я оч. малы, силы трения не получают развития и не учит-ся. Несущ. способн-ть таких св зависит от сопр-ия гр под нижн. концом св Rs.

2. Св висячие (св трения) – погруж-ся до сжимаемых гр и передают нагр на гр за счет их сопр-ия по боков. поверх-ти и под нижн. концом св, но в целом нагр перед-ся на гр, залегающ. ниже св, и осадка фунд зависит от св-в этих гр. Поэтому висячие св во избежание больших осадок рекоменд-ся погружать до сравнительно малосжимаемых гр. Fd=Rs+Rf

3. Глубокие опоры – им. большое поперечн. сеч-е. Из усл-я из равнопрочности по мат-лу и гр они погруж-ся до прочных пород, и вся нагр передается ч/з нижний торец.

Несущ. способн-ть св во многом зависит от усл-й из погружения. В процессе погруж-я изм-ся естесственн. структура гр и его прочность м. > или <.

Расч. схема работы висячей св: силы трения по боков. поверх-ти суммир-ся по длине св и вместе с усилием, воспринимаемым торцом св, перед-ся на грунты, нах-ся в плоскости ее восприятия. Т.о. вокруг св образ-ся напряженный массив гр, ограничен. с боков усеченным конусом / пирамидой, снизу – выпуклой криволин. поверх-ю.

Несущ. способн-ть одиночн. св и св, входящ. гр. св различна, что обусловлено тем, что в проц. забивки свай в гр образ-ся деформированная зона с нарушением св-в и структуры гр, составляющ. 5-6d.

Если расст-е м/у св ≥2r, то эпюры давлений в плоскости острия сваи, входящ. в фунд, не пересек-ся и несущ. способн-ть кажд. св исп-ся полностью. Если расст-е<2r, то Эдавлений внизу пересек-ся и несущ. способн-ть кажд. сваи уменьшается с их сближением. Рис - в тетр.

Ростверк, сваи и гр в межсв. простр-ве раб-т и дают осадку как единое целое. При этом осадка св. куста > осадки одиночн св, т.к. трение гр развив-ся по общему периметру всего массива. Целесообразно расст-е м/у св принимать c≥2r, тогда кажд. св б. раб-ть как одиночн и воспринимать наиб. нагр. Но с учетом технико-экон. соображений ростверк проектир-т компактным, не исп-я полностью несущ. способ-ть св, и приним. расст-е м/у св (3-6)d, d – диаметр / сторона св.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

Дата добавления: 2015-12-07