1.Овладение методами расчета и определение схем силового воздействия грунта на фундамент.Значение курса-фундаменты уст-ся для передачи нагрузок от конструкции здания и сооружения,установленные в них оборудования на грунты основания.Воспринимая эти нагрузки основание деформируется обычно не равномерно,что вызывает появления в подземных конструкциях дополнительные перемещения и усилия.Достижения в области фундаментостроения:В россии фундаменты можно хар-ть большим разнообразием геол. Условий и большим обьемов работ.1)Разработка передовых решений в области фунд-я;использование замораживание грунтовдля крепление стенок котлована,устроиство сваи,уст-во фун-ов методом «стена в грунте»и тд.2)Разработаны вопросы ос-ия фун-та с учетом ползучести грунтов.3)изучены особенности деформирования в условиях динам.воздействия.4)разработаны методы оценки дефор-ти и св0в структурно неустоичивых грунтов,лессовых,вечно мерзлых.5)Разработаны методы расчета гибких фундаментов(балок и плит на упругом основании).6)методы расчета различных сваи ф-ов.7)расчет реконструкции ОиФ различных зданий и сооруж.9)Методы расчета программные комплексы для расчета ОиФ.
2.1)Главние направления развития ф-ов: Индустриальность и сборность;2)возведение зданий и сооружений в особых условиях;3)развитие ф-та как отд.спец.области.ТЕП фу-ов:Показатели:стоимость (руб/м3)40для сборных30монолитные,60свайные; трудоемкость(чел/день),0, 4для сборных,0,6монолитные,0,3свайные; удел несущ способность(%)100для сборных,100монолитные,200свайные.Направления по соверш.ф-ов-они паравляются на повышение удельной способности:1)улучшение конст-ии обычных ф-ов за счет уст-во полостей;2)уточнение форм подошвы ф-та;3)уточнение методов расчета грунтовых оснований;4)применение новых конс-ых мат-ов;5)применение индустриал свайных ф-ов со сборными ростверками;6)новые мотоды уст-ва ф-та:оболочки,корневые сваи и тд.
3. 1.Данные по сооружению:а)велечина и хар-р нагрузок;б)конст-ая схема зданий и соор;в)особенности технологических процессов зданий;г)наличие и размеры подвалов и приямков. 2)Общие данные от инж-геол условиях стр. площадки:а)мощность слоев грунта и хар-р наплостования;б)уровень подземных вод и глубина промерзания;в)агрессивность грунтовых вод по отношению к мат-лу фун-та. 3. Покахатели грунтов необходимые для расчета: а)основные показатели физ.сост грунтов(уд.вес,уд.вес частиц,прир влажность). б)Классиф.хар-ки грунтов(число пласт,гранум.состав,коэф.пористости). в)Прочностные показатели грунтов(угол внутр трения,удельное сцепление)г)Деформативные хар-ки грунта.д)показатели затухания осадка во времени. 4.При проетирование свайных ф-ов доп требуется:а)данные зондирования грунтов.б)результаты испытания сваи на строиплощадки.
4.Последовательность проектирования основания и фундаментов: 1)Анализ и оценка инж геол изысканий для строительства.Состав этих данных определяется норм докум-ми.От качества и полноты мат-ла зависит надежность,экономичностьпнринимаемых в расчете ОиФ.2)Анализ проектирования здания или сооружения:а)определяются плановые и высотные размеры здания;б)определяется чувст-ность к неравномерным осадкам(по СНиП);в)определяется нагрузки действующие на соор-е(ветровые, снеговые,постоянные и нагр дествующие от веса несущ кон-ии и тд)Равнодествуещии всех нагрузок прикладывается в уровни обреза или подошвы фундамента.3)Выбор типа основания и конструкции фундамента:Основывается на приведенных выше данных,делается привязка здания к строит плащадки(совмещаются оси здания с ИГ размерами и делается выбор глубины заложения фун-та). 4)выполняется расчеты оснований по пред состоянию,ТЭ анализ и окончательный выбор фундамента,для одного или нескольких сечений зданий или сооруж производится расчет фун-ов. Затем делают сравнение вариантов по мин затратам(стоимость трудоемкость,прод-ть)
5. Анализ и оценка инж геол изысканий для строительства.Состав этих данных определяется норм докум-ми.От качества мат-ла зависит надежность,экономичностьпнринимаемых в расчете ОиФ.Результаты изысканий включают:а) сведение о местоположении территории стр-ва,ее клим и сейсм условий.б)сведение о инжгеол строений и литологич составе толщины грунтов;в)сведения о неблагоприятных факторах(просадочности,оползни).г)сведения о горизонтах подземных вод,колебаниях,агрессивности.д)сведения о последовательности наплостования грунтов(посл-сть формирования пород,отн возроста,формах залегания,сост всех ИГ элементов).Эти сведения данных представлены в виде ИГ колонок. е) все данные о физ-механ св-ах грунтов и сведения о методах их определения.
6. Анализ проектирования здания или сооружения:а)определяются плановые и высотные размеры здания;устраивается его расчетная схема и конст-ая;мат-лы конструкции; способы передачи нагрузок на основания.б)определяется чувствительность к неравномерным осадкам(по СНиП);в)определяется нагрузки действующие на соор-е(ветровые,снеговые,постоянные и нагр дествующие от веса несущ кон-ии,перекрытии,оборудования передающий на фун-т.)Равнодествуещии всех нагрузок прикладывается в уровни обреза или подошвы фундамента.
7. а)Выбор типа основания и конструкции фундамента:Основывается на приведенных выше данных,делается привязка здания к строит плащадки(совмещаются оси здания с ИГ размерами и делается выбор глубины заложения фун-та).В массовом стр0ве применяется 2типа фундамента мелкого заложения:на естеств основании и свайные фундаменты.Сама схема сооружения и велечина и хар-р нагрузок в совокупности с данными о грунтовом основании диктует несколько вариантовф-ов под проектные здания каждый вариант рассчитывается подробно и окончательно прим наиб эконом. б) выполняется расчеты оснований по пред состоянию,ТЭ анализ и окончательный выбор фундамента,для одного или нескольких сечений зданий или сооруж производится расчет фун-ов.Опред-ся размеры в плане,распол сваи. Затем делают сравнение вариантов по мин затратам(стоимость трудоемкость,прод-ть)
8. Зак-ся в след:усиление,действует на кон-ию или возник.в нейперемещения,деформ и напряжения,не должны превышать соотв-х пред велечин.Расчеты по предельным состояниям включают 2 группы: по1 группе расчет на прочность и устоичивость,расчет по несещей особенности.Расчет по 2 группе – это расчет по деформациям (чтобы не возникли чрезмерные деформации)(рисунок1) Фун-ты мелкого заложения при осадке уплотняют грунт основания.Если нет повышенных гориз нагрузок,то основание ни может полностью разрушится- поэтому расчет таких фун-ов ведется по 2ой группе: P<Pн.к, где Р-факт давление под подошвой фунд-та.Соблюдая эти усл-ия можно считать что осадки происходят в линейной области и обесп прочность грунта осн-ия.Если на ф-т деств повыш гориз нагр а так же если он на откосе т расчет ведется на прочность или устоичивость основания.P<n*Pk.k, п- коэф запаса.Т.к скальные грунты не получ осадок то скальные основания расчит только на независимо от хар-ра нагрузокПри расчете по деформациям(осадка)нагр на ф-т прм расчетными с коэф безопасности =1 а при расчете на устоичивость2гр =1,1гр>1.Для расчета жестких фун-ов прин-ся равномерное распред давления по подошве ф-та(рисунок2).Согласно Снип2.02.01-83 расчет основания ф-та по деформациям выполняется во всех случаях,а по прочности и устоичивости только:1)на основ передается повыш гориз нагр;2)сооруж распол на откосе или в близи его.3)Основание сложено водонасыщ глин грунтами с Sr>0.85 4)/-/ скальными грунтами.
9.Цель:ограничить абсолютные и относительные перемещения пределами,при котором гарантируется норм эксплуатация здания и не снижает его долговечность.Деформации основания делятся:1)Осадки-деф кот-е происходят в рез-те уплотнения грунта под действ внеш нагрузок и собств веса грунта;2)Просадки-деформ возникающие в рез-те уплатнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок и собств веса грунта;3)Подьемы и осадки-деформ связаны с изменением некоторых обьемов грунта,при изменении их влажности или под возд хим вещ-в.(замерзание,оттаив);4)Оседание-деформ земной поверхности вызываемые разраб полезных ископаемых,карстом и тд; 5)гор перемещ-связано с действ гориз нагр на основание или со значит верт перемещ пов-ти при оседании;6)Провалыдеформ земной поверхности с нарушением сплошности грунтов связанные с обрушением(карст).Расчет основания деформации должны производится исходя из условия совместной работы сооруж и основания-делится:1)абс осадкой;2)Средней осадкой основания соор;3)относит разностью осадок(подьемов)2х фундаментов;4)креном сооружения;5)относительным прогибомили выгибом соор-ия;6)гор перемещ сооруж.Расчет основания и сооружения ведется СНиП 2.02.01-83* и Сп 50-101-2004,исходя из условия S<Su,где S-совместная деформ основания,Su-пред велечина совм диф основ и соооруж(табл4СНиП,п 5.546-5.552 СП)
10. К фундаментам мелкого заложения относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву. Схема фундамента мелкого заложения показана на (рисунке). Подошвой фундамента называется его нижняя плоскость, соприкасающаяся с основанием; верхняя плоскость фундамента, на которую опираются наземные конструкции, называется обрезом. За ширину фундамента принимается минимальный размер подошвы b, а за длину — наибольший ее размер l. Высота фундамента hf есть расстояние от подошвы до обреза, а расстояние от поверхности планировки до подошвы d называется глубиной заложения фундамента. Фундаменты мелкого заложения возводятся в открытых котлованах (отсюда еще одно их название — фундаменты, возводимые в открытых котлованах) или в специальных выемках, устраиваемых в грунтах основания. По условиям изготовления фундаменты мелкого заложения разделяются на монолитные, возводимые непосредственно в котлованах, и сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления. В качестве материалов фундаментов применяются железобетон, бетон, бутобетон, каменные материалы (кирпич, бут, пиленые блоки из природных камней). Материал фундамента выбирается в соответствии с материалами основных конструкций сооружения и наряду с определенной прочностью должен обладать неразмокаемостью и морозостойкостью. Фундаменты, работающие преимущественно на сжатие и выполняемые из каменной кладки и бетона, относятся к массивным жестким конструкциям, а фундаменты, работающие на сжатие и изгиб и выполняемые из железобетона,— к гибким. По форме фундаменты мелкого заложения разделяются на отдельные, ленточные, сплошные и массивные Отдельные фундаменты устраивают под колонны, опоры балок. ферм и других элементов промышленных и гражданских зданий и сооружений. Отдельные фундаменты не увеличивают жесткости сооружения, поэтому их обычно применяют в тех случаях, когда неравномерность осадок не превышает допустимых значений. Ленточные фундаменты используют для передачи нагрузки на основание от протяженных элементов строительных конструкций, например стен зданий, или ряда колонн. Сплошные фундаменты, иногда называемые плитными, устраивают под всем зданием в виде железобетонных плит под стены или сетку колонн. Сплошные фундаменты способствуют уменьшению неравномерности осадки сооружения. Массивные фундаменты устраивают в виде жесткого массива под небольшие в плане сооружения, такие, как башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т. д.
11. Выбор глубины заложения фундаментов Глубина опред-ся в соответствии с Снип и СП и принимается с учетом: Назначения и констр. Особенностей здания нагрузок и воздействия на его ф-ы.;1.Глубины заложений ф-ов примыкающих зданий и глубины коммуникаций;2.От существующего рельефа местности;3.От И.Г. условий площадки стр-ва(физико-мех свойств гр-ов, хараткер напластования, наличие слоев склонных к скольжению, карстости);4.Гидрогеологических условий строй площадки и их изменений во времени стр-ва и эксплотации;5.Глубины сезонного промерзания грунтов;.6.Подробнее СМ СНИП 2,02,01-83.
12.Зависимость глубины заложения фундаментов от ф-ов примыкающих сооружений и глубины прокладки инженерных коммуникаций Ф-ы сооружения или его отсека закладывают на одном уровне, при необходимости заложения соседних ф-ов на разных отметках их допустимая разность опр-ся из условия:дельа h<a(tgфи1 +G1/p). Дельта h<a*tgфи1. a>дельтаh/tgфи1 где Фи и с – сцепление и угол трения. (РИСунок ФУНДАМЕНТА И КОММУНИКАЦИЙ) это делается для того чтобы существующий фунд-ент не оказывал давление на соседний.СНИП стр 7.
13. Основные конструктивные особенности влияющие на глубину заложения ф-а это наличие и глубина подвалов, приямков и ф-ов под оборудование.Глубина заложения принимается ниже на 20-50 см отметки пола в этих помещениях. И на одной отметке с ф-ми под оборудование.с ипользованием рельфеа местности либо уклон срезают и делают на одной отметке РИСУНОК. Либо по рельефу не на одной отметке так красивее в арх. Плане.Глубина заложения устанавливается путем сравнения вариантов ф-ов и для каждого варианта делают полный расчет.В этом пункте важно правильно выбрать несущий слой грнута.все многообразие грунтов можно представить в 3 схемы. 1)Одним или нес-ко твердых грунтов причем св-ва каждого следующего схожи и не хуже другого пласта.При этом d1 принимается минимально возможным с учетом глубины промерзания и конструк. Особенностей 2) с поверхности залегают неск-ко или один слабый грунт подстилаемый прочным грунтом. 3) на пов-ти залегает прочный грунт и прослойкой лежит слабый, подстилаемый сильным грунтом. (РИСУНКИ ИГ УСЛОВИЙ) 14.Зависимость глубины заложения фундаментов от гидрогиологических условий площадки и глубины сезонного промерзания грунтов. 1)Минимальная глубина заложения не менее 0.5 м от пов-ти планировки.2 2)глубина погружения подошвы ф-а в несущий слой гр-та должна быть не менее 10-15 см От гидрогеологических условий: по возможности закладывать ф-ы выше УПВ чтоб исключить водопонижение. Основная опасность при промерзании гр-а – это морозное пучение кот-е характерно для глинястых грунтов (для песчаных и крупнообломочных этого нет) при выборе глубины заложения d1 по условиям промерзания учитывается 1) расчетная глубина промерзания гр-а.2) глубина горизонта подземных вод 3)характер гр-та.Расчетная глубина промерзания гр-та берут из СниП она опр-ся по ф-е df=Kh*dfn. dfn –нормативная глубина промерзания для данн р-на (по СниП стр. климатология) Кн- коэф учитывающий влияние теплового режима здания принимается для наружних ф-ов неотпаливаемых зданий =1.1 для отапливаемых по таблице СниП. Характер гр-а и его влияние на глубину заложения учитывается рекомендации таблицы 2 СНиП к-ые упрощенно можно представить в виде схемы.(РИСУНКИ ГЛУБИН ПРОМЕРЗАНИЯ)
15. Смысл расчета:P<Pнк. СНиП допускает распределение местных сдвиговых деформаций в грунте га глубину Z=1/4 ширины подошвы ф-та(z=1/4b)?,тогда формула пузыревского для определения Рнк принимает вид: R=гамас1*гамас2/к{Mгама*kz*bгама2+Mgd1гама2+(Mg-1)dbгамма2+Mc*C2} R-расчетное сопротивление грунта основания,гаммас1,2-коэф условия работы;к-коэф надежности,Mg,Mc,Mгама-коэф зависящие от ф по табл 4,Kz=1,если в<10м;Kz=zо/b+0,2,где zo=8м;гама2-осредненное расч значение удельного веса грунтов(ниже подошви);гама2”-залег выше подошвы;в-меньшая сторона подошвы фундамента;С2-расчетное значение удельного сцепления грунта;dв-глубина подвала(если ширина подвала Вп<20м и глубина подв>2м dв=2м;Вп>20=>dв=0);d1-глубина залож ф-та:для безподвальных 2ая группа пред сост исчисляется от DLдо подошвы ф-та,при наличие подвала определяется:d1=hs+hcf*гамаcf/гама2, где hs-толш констр пола,гамаcf-уд вес мат-ла пола(рисунок)
16.(рисунок)Форма подошвы ф-та определяется конфигурацией в плане подземных конструкций и может быть круглой,кольцевой,многоугольной,квадратной,тавровой и тд.При расчете основания ф-та по 2ой группе пред сост площадь подошвы ф-та опред из усл-ия:P<R.Рачсет осложняется тем что обе части не равенства содержат искомые размеры ф-та.Поэтому расчет ведется методом послед приблежений.1)При выбранной глубине заложения d1 и заданных грунтовых условиях по таблице прил2Снип выберем условное расчетное сопротивление грунтаRo;2)По заданной нагрузке N2 определим предв велечину площади подошвы ф-та:A1=N2/Ro-гамаср*d1,где гамаср-осредненый удельный вес мат-ла ф-та и грунта гамаср=0.02мН/м3. 3)Задаемся соотношением сторон для прямоугольного ф-та n=l/b=1,1-1,2; b=кореньA1/h; для ленточного ф-та в=A1,т.к. нагрузка собирается на1м длины стены;4)При полученой ширине b1 опр-л R1 по ф-ле 7; 5)Сравниваем R1 с Ro.Если разница <15% то окончательно принимаем фундамент с размерами b1,если больше 15% то расчет повторяем начинаем с пункта 2.; 6)A2=N2/R1-гамасрd1; 7)По площади находим b2; 8)b2=>R2(по формуле 7 СниП);9)Сравнение R2 c R1=>b2; 10)По выбранной окончательно ширине подошвы ф-та детально конструируем тело фун-та; 11) Проверяем давление под подошвой сконструированного ф-та P=N2+Gср2+Gгр2/An <Rn – если условие не выполняется то расчеты повторяются при увеличение ширины подошвы ф-та(либоd1)
17.Расчетная схема(рисунок1) 1)Для ф-та под калоны пром зданий с мостовыми кранами Q>75т,для ф-ов зданий башенного типа и для всех ф-ов с R<150кПа. Pmax/Pmin<0.25; 2)Допускается для остальные случаев зданий с мостовыми кранами; 3)Для безкрановых зданий.Алгоритм расчета: а)приводим схему действ нагрузок к расчетной схеме- равнодействующих всех сил,действующий с эксентрисетом е.(рисунок) T*hф+M2+N2*e2-N1*e1=N2*e; б)Для заданного слоя,грунта на кот-и опирается подошва ф-та по по табл прил 3СНиП находим условное расчетное сопротивление Ro и по нему определяем предвар площадь подошвы ф-та как для центрально нагруженного A1=N2/R-гаммаср*d1 *1,2 где 1.2 использ если есть момент;в)по A1=>b1(l/b=1,1-1,2,=>b1=корень A1); г)Пов1 и хар-м несущего слоя грунта под подошвой ф-та по ф-ле 7Снип2.02.01.-83*; д)Сравниваем полученое расчетное сопротивление с Ro; если разница состоит до 15%,то окончательно выбираем ф-т с размером b1; если разница более 15% то опред b2=>A2;A2=N2/R-гаммаср*d1; е)По формуле Снип R2=гамас1*гамас2/k(…); ж) Сравниваем R2 c R1<15% =>b2; если >15%, то расчет повторяется с пункта 5(в3) Rn+1=Rn(15%); и) Детально кон-м тело ф-та к)Проверяем фактическое давление под подошвой ф-та; сравниваем его с расчетном сопротивлением грунта P=N2+Gср2+Gгр2/An<Rn где Gср2- нагрузка от веса ф-та Gгр2- вес грунта на обрезах ф-та,An-площадь подошвы; л) Проверяем краевые давления под подошвой ф-та Pmax=P+- N2*e/Wnгде Wn-момент сопротивления площади подошвы ф-та W=bl2/6; Pmax<1.2Rn$ Pmin>0; м) Если Pmin Pmax не удовлет треб-ия СниП; то то выполняется повторный расчет с большим размером подошвы.Необходимо еще выполнить расчет конечной осадки; н)После расчета по деф-м производится проверка ф-та на сдвиг,если действуют горизонтальные нагрузки n*T<f(N1+Gср1+Gгр1) (рисунок) n-коэф запаса >1; f- коэф трения бетона по грунту при сдвиге; глина f=0.45,песок f=0.5-0.6
18. 1)По данным геологическим изысканиям определяем наименование грунтов и их основные хар-ки;2)Выберем глубину заложения фун-та; 3)Для слоя на котором опирается подошва ф-та, задаемся условным расчетом сопротивлением Ro; оп-м предварительную площадь подошвы ф-та.По не определяем ширину и по ф-ле 7 СниП расчетное сопротивление грунта осн-я R; 4)По велечине R и весовым хар-ам ф-та учетом внешних нагрузок уточняем площадь подошвы ф-та; 5)Проверяем давление от подошвы ф-та; 6) При наличие е проверяем краевые давления под подошвой ф-та Pmax<1,2R; 7)При не соблюдению требований Снип и СП по давлению расчет повторяется начиная с выбора ширины(увеличивая ширину); 8)Если на ф-т дейтвует горизонтальная нагрузка, производится проверка на сдвиг; 9) Проверяется осадка ф-та при колученом факт давлении на ф-т и осн-я.
19. Рассматривая методика расчета площади подошвы ф-та и основания под ним позволяет нам утверждать, что проектир ф-т работает в фазе, когда осадки линейно зависят от давления. Поэтому расчет осадок упрощается и мы можем использовать матем аппарат ТУПР для опред вертик диформ упругого полупространства.Виды деформации осн-ия ф-та: 1)Равномерная осадка(рисунок1) такая осадка не угрожает прочности здания,может ухудшить эксплут условия здания. 2)Неравномерная осадки – понятие для группы ф-ов или для несколько точек гибких ф-та.Показатели в этом случае является средняя осадка S=S1A1+S2A2+…+SnAn/A1+A2+…+An,где S-осадка каждого ф-та.В этом случае рассматривается max и min S. 3) Крен- понятие для одного ф-та или здания (рисунок2); 4) прогиб или перегиб- понятие для от гибкого ф-та или здания дельтаf=S2-1/2(S1+S3); f=дельтаf/l,где f-относит прогиб.
20 Классификация зданий и сооружений по их чувствительности к осадкам 1. Абсолютно жесткие сооружения -ж/б элеваторы, мостовые опоры, доменные печи, домовые трубы, ж/б башни и др. соор-я башенного типа из монолитного ж/б. Они при деформациях дают осадку, как единый массив, причем поверхность основания в границах подошвы соор-я остается плоской. Для этой группы сооружений опасен крен.; 2. Относительно жесткие здания или здания конечной жесткости – это кирпичные, блочные и панельные здания, сооружения с рамными и неразрезными ж/б конструкциями. В них при неравномерных осадках возникают дополнит. напряжения, которые должны быть учтены при их расчете. В этом случае неравномерные осадки могут и не возникать,т.к. каркас помогает работе фундамента. В случае если неравномерные осадки слишком велики каркас может деформироваться, в конструкциях возможны появление трещин и их разрушение.; 3. Гибкие сооружения- они, передавая нагрузки на основание, следуют за осадкой так, что дополнительные усилия в конструкциях не возникают. Это здание с металлическими каркасами и статически определимые системы. Здесь неравном. осадки не вызывают дополн. напр. в констр., но и каркас не помогает работе ф-та. Поэтому неравном. осадки вероятны и могут привести к эксплуат. непригодности здания.
21 Теоретические предпосылки расчета осадок. СНиП 2.02.01-83* предусматривает 2 теорит.схемы грунтового основания: 1-однородное изотропное упругое полупространство; 2- однородный изотропный упругий слой конечной толщины.(Рисунок). Деформация основания (единичного объма) по 1-ой схеме по вертик. оси z определяется следующим выражением:Ez=1/Eo(Gz-Mo*(Gx+Gy), где Mo- коэффициент Пуассона. Для определения осадок всего упругого полупространства это выражение необходимо проинтегрировать: интеграл=интеграл Ez*dz=1/Eoинтеграл(от8до0)Gz-Vo(Gx+Gy). Выражение под интегралом сложное. Для его упрощения СНиП предлагает некоторые допущения:1принимается, что грунт под фундаментов работает при невозможности бокового расширения. Тогда деформации по осям х и y =0. Это дает возможность выразить напряжение по осям х и y через Gz. Ex=Ey=0; Gx=Gy = Mo/1-Mo Gz; Ez=1/Eo(1-2Mo2/1-Mo)Gz; Ez=сигма *Gz*1/Eo; интеграл=сигма/Eo интегралGz*dz; 2 для численного решения Интеглал условно ограничивается глубина сжимаемой толщи (т.е. глубина, в пределах которой основание сжимается). Принимается, что в каждом слое или участке, на которой мы азбиваем эпюру напряжение Gz*Eo*u*Mo=const;3 вертикальное напряжение Gz в каждом слое принимается средним между верхним и нижним напряжениями.
22 Алгоритм расчета осадки методом послойного суммирования по схеме упруго полупространства( Рисунок1) NL- отметка природного рельефа;DL – отметка планировки; FL – отметка подошвы фундамента;WL – УПВ;BC – граница сжим. Толщи; d1 – глубина заложения подошвы фундамента от DL; dh - глубина заложения подошвы фундамента от NL; b – ширина подошвы ф-та; p – среднее давление под подошвой фундамента; p0 – дополнительное давление под подошвой ф-та на основание; Gzg - напряжение от собственного веса грунта;Gzg,o - на уровне подошвы фундамента;Gzg,z- на глубине z;Gzg- бытовое давление;Gzp - верт. нормальное дополнит. напряжение от внешней нагрузки;Gzp,o - на уровне подошвы фундамента;Gzp,z- на глубине z от подошвы фундамента;Hc - глубина сжимаемой толщи. Алгоритм расчета 1.грунтовая толща, начиная от подошвы фундамента, разбивается на расчетные элементарные слои толщиной hi=<0,4b;S=сигма/Eo интеграл Gzdz (Рисунок2); 2.определяем напряжения от собственного веса грунта (бытовые давления на разл. глубинх) и строим эп.Gzg:Gxg=сумма(от n до i=1)гамаi*hi; 3.определяем дополнительное вертикальное нормальное напряжение на различных глубинах и строим эпюры Gzp: Gzp=a(p-Gzp,o)=>Gzp=a*po; p-Gzp,o=po=>a- коэффициент, учитывающий изменение по глубине дополнит. напряжение. Его величина определяется по таблице 1 приложения 2 СНиП. N=епселон*b; епселон=2z/b - выходные параметры таблицы, z – глубина слоя в м, l и b размеры фундамента.;4.определяется граница сжимаемой толщи пересечением эпюр Gzp=0.2Gzg. Если граница сжимаемой толщи оказалась в слое грунта, у которого с Eo<5МПа(50кг/см2), процедура повторяется, т.е. граница сжимаемой толщи определяется точкой пересечения эпюр Gzp и 0.1Gzp*(Gzp=0.1Gzp; 5.определяется осадка грунтового основания как cума осадок всех элементарных слоев, входящих в границу сжимаемой толщи: S=сума(от n до i=1)Si=сигма*Gzpi*hi/Ei; где Gzpi - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, определяемое следующим образом: Gzpi=Gzpiверх+Gzpнижн/2;hi - толщина i-го слоя;Ei - модуль деформации i-го слоя;h – число элементарных слоев, входящих в границу сжимаемой толщи. 23 Оценка расчетных деформации Основное условие по деформациям (осадка): S<Su - предельно допустимая осадка для данного здания. Величины пред. осадок приводятся в приложении 4 СНиП. Под пред. осадками могут пониматься показатели деформации любого вида, например. для бескаркасных многоэтажных панелей зданий предел осадка допускается 10 см, а относительный прогиб 0,00007. В СНиПе указаны практические случай, когда не нужно производить расчет по деформация, например одноэтажное здание, краны неб. Q, основания в виде крупнообломочного грунта с глин. заполнителем до 30%. Проверка прочности слабого подстилающего слоя Расчет осадки методом послойного суммрования будет правомерен, если на каждый слой грунта действует Р, не превышающая расчетного сопротивления для этого слоя. При этом наличие в пределах сжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы фундамента слоя грунта < прочности,чем прочность грунта вышележащих слоев, требуется проверка прочности слабого слоя. Расчетная схема (Рисунок)Алгоритм расчета 1. Определяем S подошвы условного фундамента из грунта на глубине d1+z. В усл.=b*z; Aусл=Az=N2/a*po; 2. По Az=>bz=под корнем Az+a2-a где a=l-b/2; 3. По полученной ширине bz и характером грунта слабого слоя по формуле 7 СНиП определяют расчетное сопротивеление грунта на глубине z от подошвы фундамента:Rz=гама с1*гама с2/k(….bz….);4. Полученная величина Rz сравнивается с фактическим давлением наэ той глубине:Rz>Gzp+Gzg где Gzg и Gzp - верт. напряжение в грунте на глубине z от подошвы фундамента соот-но дополнительного от внешней нагрузки и от собственного веса грунта; 5. Если условие не выполняется, нужно проектировать др. вариант фундамента, увел-я его площадь, т.к. слабый слой при 1-ом варианте деформируется на большую величину, чем предусмотрено расчетом по методу послойного суммирования.
24 Расчет деформации основания по 2-ой схеме линейно-деформируемого слоя конечной толщины. В основе лежит метод Егорова, который решил задачу о деформации упругого слоя грунта, лежащего на несжимаемом основании под действием всех местных нагрузок. При этом были приняты следующие допущения: 1.Грунт рассматриваемого слоя представляет собой линейно-деформируемое тело; 2.Деформации в слое развиваются под действием всех компонентов напряжения. 3.Осадка фундамента = средней осадке поверхности слоя грунта, развивающийся под действием равномерно распределенной нагрузки. 4. Распределение напряжений в слое грунта соответствует задаче однородного полупространства, а жесткость подстилающего слоя учитывается поправочным коэффициентом Kc По этой схеме расчет деформации производится в след. случаях: 1.ниже сжим. слоя находится прочный грунт с Eo>1000кг/см2 (Рисунок1) 2. фундаменты имеют ширину или d>=10 м и грунт под фундаментом по всей глубине имеет Eo>1000кг/см2 Расчетная схема(Рисунок2) Толщина Нс определяется: 1.при прочном (Eo>100кг/см2) подстилающем слое толщиной сжимающего слоя грунта; 2.при больших размерах фундамента по формуле:Hc=(Ho+пси* b)*kp(*);для глинистых грунтов Ho=9м;пси =0.15; для песчаных грунтов Ho=6м;пси =0.1; Кр- принимается согласно СНиПу = 0,8 при р=100кПа(1кг/см2); =1,2 при р=500 кПа(5кг/см2). В случае, когда основание сложено глинистыми и песчаными грунтами одновременно Нс определяется следующим образом:Нс=Hs+hсл/3, где Hs вычисляется по (*) в предположении, что основание сложно только песчаными грунтами, hсл - суммарная толщина слое глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины Hc, вычисленному по формуле (*) в предположении, что основание сложено только глинистыми грунтами. Осадка грунтового основания по 2-ой схеме вычисляется: S=pbkc/Km сума(отnдоi=1) ki-ki-1/Ei; p – среднее давление под подошвой фундамента; b – ширина подошвы фундамента; (для О фундамента - d);Kc- коэффициент, зависящий от отношения:сигма=2Hc/b=> по табл. 2 прил. 2; Kм - коэффициент, зависит от b и Е по табл.3. приложение 2; n- число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины сжимаемого слоя; Ki,Ki-1 - коэффициенты, определяемые по табл. 4 в зависимости от формы фундамента, соот-я сторон прям. фундамента и относит. глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя. Ki,Ki-1=>n=l/b, сигма=2zi/b, сигма i-1=2zi-1/b; Эта расчетная схема вводится по следующим причинам: 1.при прочном подстилающем слое (Eo>100кг/см2) схема упругого линейно-деформируемого полупространства принцип. неверна; 2.при больших фундаментах и сжимаемых грунтах, прочность которых сравнительно высока, получается завышенная глубина сжимающей толщины и расчет дает завышенную осадку, по сравнению с фактическими осадками, наблюдаемыми в натурных условиях.
(Рисунок) Для применения решений ТУПР, имеющих для определения крена фундамента при действии внецентренной нагрузки, сжимающее основание уподобляем упругому однородному полупространству, для которого Е и M определяется как средне взвешенные. E=E1A1+ E2A2+ +EnAn/A1+A2+..+An; M=M1A1 +M2A2+ + MnAn/A1+A2+ +An; A1 - площади участка эпюры верт. норм. дополнительных напряжений. Тогда крен в направлении продольной стороны фундамента определяется по формуле: i=1-M2/E* ki *N2*ei/(l/2)3; ki - коэффициент, определяемый по табл. 5 приложения 2 СНиП в зависимости от коэффициента n=l/b; ib=1-M2/E * kb * N2lb/(b/2)3, kb- табл. 5 приложение 2 СНиП в зависимости от n=l/b.
26. Свайные фундаменты Общие сведения. Виды свайных фундаментов. При наличии в верхней части грунтового основания «слабых» грунтов обычно возникает необходимость в передаче давления от сооружения на более плотные грунты, залегающие на некоторой, иногда значительной, глубине. В таких случаях устраивают фундаменты из свай, свай- оболочек, оболочек и свай- столбов. Под сваей принято понимать стр. элемент, погруженный в грунт или изготов. в грунте, имеющий относительно небольшую площадь поперечного сечения при большой длине и предназначенный для передачи давления от сооружения на грунт основания. Раличают 2 типа свай: 1 сваи, погружаемые в грунт в готовом виде – забивные сваи; 2 сваи, изготавливаемые в грунте на строительной площадке – набивные; В последнее время сваи и средства фундирования при слабых грунтах превр. в массовый тип фундамента. Конкуренцию им составляет плитный фундамент. «+» свайных фундаментов: 1 - индустриальность;2 – большая удельная несущая способность; 3 – большая жесткость; 4 малый V или отсутствие земляных работ. При проектировании и устройстве свайных фундаментов необходимо использовать: 1 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»;2 СП50-102-2003. По геометрии свайного поля свайные фундаменты классифицируются следующим образом: 1 – одиночная свая (свая-колонна)- балка склады, с/х здания(Рисунок1); 2 - ленточные свайные фундаменты:- однорядные;- двухрядные(Рисунок2); 3 - кустовые фундаменты;(Рисунок3); 4 - свайные основания. Плита не включается в работу; она служит для работы свай с основанием. (плитный ростверк) «нашпигованный сваями грунт»(Рисунок4) 5 - плитно-свайное основание. Плита включается в работу по расчету. По виду и конструкции ростверка свайные фундаменты классифицируются: 1-свайные фундаменты с низким ростверком(Рисунок5); 2-свайные фундаменты с высоким ростверком;(Рисунок6); 3-свайные фундаменты с неразрезным высоким ростверком(Рисунок 7); 4- безростверковый свайный фундамент;(Рисунок8); 5-свая-колонна.
27. Под сваей принято понимать стр. элемент, погруженный в грунт или изготов. в грунте, имеющий относительно небольшую площадь поперечного сечения при большой длине и предназначенный для передачи давления от сооружения на грунт основания. Раличают 2 типа свай: 1 сваи, погружаемые в грунт в готовом виде – забивные сваи; 2 сваи, изготавливаемые в грунте на строительной площадке – набивные; По геометрии свайного поля свайные фундаменты классифицируются следующим образом: 1 – одиночная свая (свая-колонна)- балка склады, с/х здания(Рисунок1); 2 - ленточные свайные фундаменты:- однорядные;- двухрядные(Рисунок2); 3 - кустовые фундаменты;(Рисунок3); 4 - свайные основания. Плита не включается в работу; она служит для работы свай с основанием. (плитный ростверк) «нашпигованный сваями грунт»(Рисунок4) 5 - плитно-свайное основание. Плита включается в работу по расчету. По виду и конструкции ростверка свайные фундаменты классифицируются: 1-свайные фундаменты с низким ростверком(Рисунок5); 2-свайные фундаменты с высоким ростверком;(Рисунок6); 3-свайные фундаменты с неразрезным высоким ростверком(Рисунок 7); 4- безростверковый свайный фундамент;(Рисунок8); 5-свая-колонна. Железобетонные сваи, получившие наибольшее распространение в практике строительства, подразделяют: по форме поперечного сечения — на квадратные, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения, прямоугольные, тавровые и двутавровые;по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями;по способу армирования — на сваи с ненапрягаемой и предварительно напряженной продольной арматурой; по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные. Сваи сплошного квадратного сечения выпускают сечением от 0,2 х 0,2 до 0,4 х 0,4 м и длиной 3...16 м с ненапрягаемой арматурой, 3...20 м — с напрягаемой. Деревянные сваи. Простейшая конструкция деревянной сваи представляет собой бревно с заостренным нижним концом. Верхний конец сваи снабжается стальным кольцом — бугелем, защищающим его от размочаливания во время забивки. Преимуществом простота изготовления и небольшой вес, что облегчает их погружение в грунт. Стальные сваи. Стальные сваи делят на трубчатые и шпунтовые. Преимуществом возможность наращивания сваркой их длины по мере погружения в грунт. Комбинированные сваи. Комбинированные сваи представляют собой сваи, составленные по длине из двух различных материалов.
28 Классификация и конструкция забивных свай Готовая свая называется забивной независимо от способа ее погружения. Свая погружается в грунт молотами, вибропогружателями, вдавливающими агрегатами и вибровдавливающими машинами. В большинстве случаев для погружения свай применяют механические и дизельные молоты свай классифицируются: 1 По спошности или форме, монолитности: А) сплошного сечения;- призматические;квадратного и прямоугольного сечения;- треугольные;- пирамидальные и др. Б) Полые:- трубчатые, цилиндрические;- трубчатые конические;- квадратные с круглой полостью. 2 По типу армирования: А) сваи с обычной ненапрягаемой арматурой; Б) свай с предварительно напряженной арматурой;- сваи с традиционным армированием;-с поперечным армированием(Рисунок1) -без поперечного армирования(Рисунок2) Утверждены в качестве типовых: 1 сваи квадратного сечения с ненапряженной арматурой; - С(С8-30-поперечное сечение сваи 30х30 см, длина 8 м); 2 сваи с повышенной трещиностойкостью-СУ6-25; 3 сваи с предварительно напряженной арматурой СНт;СНпр;СНип Т– термически упрочненная арматура, пр-проволочная арматура; п- прядовая арматура (СНпр20-40);СУ – сваи с центр. предварительно напряж.арматурой.Длина всех стандартных свай от 3 до 20 м. (до 6 – градация через 1.5 м; свыше 6 м через 1 м). Сечения свай: 20х20 см; 25х25 см; 30х30 см; 35х35 см; 40х40 см. «Рекомендации по рациональном применению свай в строительстве» 4 сваи квадратного сечения с круглой полостью СП; 5 полые круглые сваи; СК (длина от 4 до 12 м, d 40, 50, 60,80 см) СК12-40; 6 сваи – оболочки; СО (длина 6-12м, d 200,120,160 см, длина 6-8 м, d 200, 300 см). Расчет сваи как ж/б конструкции: Свая рассчитывается:1.на изгиб при выемке из формы;(Рисунок3) 2.на изгиб при подъеме на копер за один конец(Рисунок4) 29 Краткие сведения по технологии забивки свай При погружении забивных свай молотом для определения ее ожидаемой несущей способности должна приниматься какая – то относительная характеристика погружения. Лучший характеристикой была бы скорость погружения, но измерение скорости связано с практическими трудностями. Поэтому основная характеристика при погружении свай – отказ свай. Это погружение свай за 1 удар молотом или перемещение свай от 1-го удара молотом. Отказ сваи определяется при достижении сваи проектной отметки. Используется отказ, можно рассчитать несущую способность 1-й сваи теоретическим методоми. При расчете несущей способности сваи необходимо учитывать уплотнение грунта при погружении сваи. Буронабивные сваи изготавливается в буровых отверстиях, откуда извлечен грунт. Поэтому буровая свая работает в неуплотненных грунтах. Только некоторые специальные типы набивных свай уплотняют грунт, н/р, частотрамбованные сваи: труба с наконечником погружается забивкой; Грунт уплотняется, после чего труба извлекается с одновременной подачей бетонной смеси.(Рисунок1) При погружении сваи происходит деформирование и уплотнение грунта. Откопками пробных свай установлена качественная картина распределения зон уплотнения: (Рисунок2) I зона – грунтовая рубашка, толщиной до 1 см. из уплотненного грунта; II зона – уплотненный слой грунта, 3d-5d;III зона – зона с некоторыми изменением p грунта; IV зона – зона с небольшим увеличением p с переходом к естественному грунту. За счет сваи появляется возможность передать на грунт основание через острие сваи большие нагрузки. Отношение Rct/Rucm=5-10
30.Теоретеические методы расчета несущей способности сваи. Задача о распределении G в гр-те при загружении сваи нагр-ой строго не решена с учетом главного фактора- уплот гр-а.А теоретические методы полезны лишь для определения качественной картины распределения G при работе сваи, они базируются на 3-ех схемах: 1) свая – жесткий стрежень расположенный в упр. Полупр-ве 2)Схема рассматривается как предельное равновесие грунта под острием сваи как для заглубленного ф-та на естест. Осн-ии. 3)Приближенные методы: теоретическое реш-ие Миндлина (когда сила находится внутри упр полупр-ва) (рисунок1) Представляем сваю, как набор сил внутр упр полупр-ва и с пом-ю ри-я Миндлина находят G в любой точке от кажд. Силы и суммируют их. (рисунок2) реш-ие МИНДЛИНА Р-ие Брибаумера о распространении G под острием сваи, несущей нагр-ку бок. Пов-ти. (рисунок3) р-ие Брибаумера Т. Методы расчета в практике не прим-ся, а нужны лишь для выяснения качественной картины работы свай, напр при рассмотрении работы куста свай: (рисуноу4) КУСТА СВАЙ. G под острием накладывается и суммируется, суммарн эп. Показывает что следует ожидать осадок больше чем у одной сваи.Т методы позволяют сказать что свая будет раб. Как одна если а>6d, при меньших а куст работает как массивный ф-нт и дает большие осадки, чем одиночная свая.
31.Схемы работы свай поСНиП 2.02.03-85 применяются упрощенные схемы работы свай: 1.Свая стойка – это свая, опирающаяся острием на несжимаемый грунт 2.Висячая свая – это свая, кот-ая воспринимает внеш нагр-ку бок. Пов-ю и острием 3.Расчетная схема для определения осадок куста свай (стр 19 снип) 4.Сваи с отрицательным боковым трением.У них особая схема расчета первый слой висит и тянет сваю вниз т.е Fтр направлена вниз и она складывается с внеш. Нагр-ой при расчете сваи. Эти схемы нес-ко точнее по сравнению с теорет-ми не дают высокой точности расчета. Поэтому расч несущ СП-ти свай по ф-ам СниП используется только для предв. Проектирования, а раб чертежи делаются по рез-ам испытания свай на строй площадках (Рисунки Д ЛЯ КАЖДОЙ СХЕМЫ)
32.Практические методы определения несущей способности свай 1.Статические испытания свай (Рисунок1 СТАТ ИСПЫТАНИЯ) Этот метод наиболее достоверный. На сегодняшний день он эталонный по сравнению с другими. Недостатки метода: 1) нужно оборудование для забивки свай 2)имеются трудности по восприятию реактивн. Усилий. 3) Большая продолжительность испытания (неделя-месяц). Сваю нагружают отдельными ступенями нагр-ки= 0.1R по ф-е СНиП (РИСУНОК2 ГРАФИКА). Каждая ступень нагр-ки вызывает осадку сваи, под каждой ступенью наг-ки свая должна стабилизироваться, за момент стабилизации Гост на испытания принимает осадку 0.1мм за 2часа, строят график.На какой то из ступеней нагрузок затухание осадок нет – следоват-о крит наг-ка достигнута.Крит. нагр-ка – такая при которой осадки растут без возрастания нагр-ки. Затем по исходным графикам стороят график критеической нагр-ки (Рисунок3 ГРАФИК), на нем видно наступление крит. Сосотояния. Нагр-ка на ступень ниже – предельная нагр-ка от нее ч\з коэф безопасности по нагр-ке переходят к расчетной нагр-ке.так же применяют ускоренный метод испытания т.е за стабилизацию принмают осадку 0.1мм за 30 мин, рез-ы испытания получаются заышенными.2.Динамическое испыт 3.стат зондирование смотри СНиП св.ф-ы стр 15
33.Расчет несущей способности по методике СНиП 2,02,03-85. СНиП 2,02,03-85. Страница 6. 34.Расчет свай по несущей способности основания на вертикальные нагрузки и горизонтальные нагрузки. Он ведется из условия N<Fd/гама к=F где N- расчетная нагрузка на сваю Fd- несущая СП-ть сваи Гама к-коэф надежности. Гама к =1.2 если Fd определили по рез-ам стат. Зондирования. Гама к =1.4 если Fd определяется по ф-е СНиП F- расчет нагр-ка на сваю: F=N/n+Mx*X/EXi2+My*Y/EYi2 n- кол-во свай в кусте ф-а. Mx и My - расчетные изгибаеющие моменты отн-о главных централ осей. Хi и Yi расстояния от главных осей до оси каждой сваи для кот-ой вычисл. Расчетная наг-ка. Если M загружает то в фромуле знак +, если выдергивает знак «–«(РИСУНОК1 КУСТА). Если надо дополнить то см СНиП стр 34. (Рисунки2 теор расчета и практ). 35.Расчеты свайных фундаментов по деформациям по методике СНиП. Расчет свай и св.ф-ов нужно производить исходя из условия S<Su, S – конечная осадка св.ф-а рассчитанная методом СНиП. Su- предельно допустимая осадка.Отдельной методики не сущ-ет. Св ф-нт заменяют условным ф-ом и методика расчета такая же. Метод полсойного cуммирования Su опр-ся по прил снип 2.02.01.-83. Т.к фундамент условный а не свайный. СниП стр 19.
36. Алгоритм проектирования свайных фундаментов 1.Выбираем глубину заложения ростверка 2. Выбираем тип и размеры сваи (длину и попер сечение) согласно «рекомендациям по рационал об-ти применения свай разных видов»3) определяем несущую СП-ть одной сваи (при рабочем проект-ии по данным статических испытаний в курсовом по ф-ам СНиП)4) Опред-ем расчетную нагр-ку на сваю 5) определяем необходимое число свай в ростверке или при ленточном ф-е число свай приход, на один погонный метр 6)Размещаем сваи в плане ростверка или по длине стены и конструируем ростверк 7) для кустового св ф-а опр-ем фактические нагр-ки на все сваи в ростверке и сравниваем с расчетными. 8) Расчитываем осадку св. ф-а.
37.Расчет свайного куста при моментных нагрузках (РИСунок РАСч Схемы). Алгоритм расчета: 1) Первоначально расчет ведется как для куста с центральной нагр-ой, т.е опр-ся число свай с учетом веса ростверка, но полученное число свай увеличивается на 25% из-за моментной нагр-ки. N=NF+G^рост+G^грунта/F*1.25. В некоторых случаях действие момента можно учесть неравномерн. Расположением свай в кусте в сторону умножения момента. 2)Проверяем фактические нагр-ки на сваи с учетом действия момента: P=N^1/n±My^1*y/Eyi^2±Mx^1*X/EXi^2)<F; Допускается кратковременная перегрузка свай до 20%. В крайних случаях допускают разгрузку свай не более величины сопр-ия ее на выдергивание, при этом прои-ся дополнит-ый расчет сваи на обр-ие трещин от растяжения.3)Проверяются краевые давления под подошвой условного ф-а по ф-е: Pmax=N^II+Gсваи^II+Gрост^II+Gгр-та^II/Aуслов +M^II/Wусл; Pmax<1.2 Rусл; Pmin>0. 4)Расчитываем конечную осадку условного ф-а и проверяем условие S<Su
38.Расчет центральнонагруженного куста свай 1.Определяем несущ. сп-ть 1-ой сваи и расчетн. Нагр-ку на сваю Fu и Fd 2.Опр-ем несущ СП-ть свай в кусте n=N1/F 3.Задаются расстоянием м/у осями свай (от 3 до 6 d) Обычно это расстоянием 3d проектируем куст и опр-ем размеры ростверка. 4.Опр-ем вес ростверка и уточняем кол-во свай n’=N^I+Gрост^I/F 5.Принимаем, что св. ф-нт работает как массивный ф-нт армированный сваями Sподошвы ф-та, опр-ся как площадь подошвы основания призмы, образованной пл-тями ABCD и п-ю подошвы, проходящей через острие свай.(РИСУНОК1 РАСЧЕТ СХЕМЫ) 6.Опр-ем расчет-ое сопр-ие грунта под подошвой условного массивного ф-а по формуле 7 СНип 2,02,01-83 R= гама с1 *гамас2/K;7.Опр-ем давление под подошвой усл ф-а p=N^II+G^рост+Gна обрезах^грунта+G^свай/Aусл;8.Сравниваем среднее давл. С расчет сопр-ием p<R условие должно соблюдаться.;9.От ур-ия подошвы усл. Ф-а строятся эпюры Gzp- дополнительных вертикальн нормальн G; Gzg- напр-ие от собст веса гр-а. С пом-ю эпюры 0.2Gzg опр-ем границу сжимаемой толщи. (РИСУНОК 2 РАСЧ СХЕМЫ ДЕФ-ий); 10.Методом послойного суммирования опр-ем осадку куста и сравн с предельно допустимой по СНиП S<Su
39.Сведения о расчете ленточного свайного фундамента. 1)Основным параметром для проек-ия ленточного ф-а является: нагрузка от здания, собранная на 1м длины стены. Зная расч. Нагр-ку на одну сваю. (при КП по ф-е СНиП при при рабочем по рез-ам статических испытаний) Назначаем расстоняие м/у осями свай, 3d. Если несущая сп-ть сваи недостаточна то применяют 2-ух рядн. Системы, но надо стремиться располагать сваи в один ряд увеличивая их длину, т.к при одорядном исполнении упрощаются техологическ. Работы и становятся экономичнее её ростверк. 2)Опр-ся расчетное давление по подошве условного ф-а ширина кот-ого опр- ся по формуле: Bусл=d+2h*tgФ/4. (РИС РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ РОСТВерка) 3)проверяется условиеP<Rусл;4) рассчитывается конечная осадка и провер-ся условие S<Su
40. Основные понятия по расчетам ростверка как кон-ции Рисунок1 пирамида продавливания Расчет ростверка выполняется:1. на продавливание колонной,2. //-//-// нижней плиты сваей 3. по поперечной силе в наклонных сечениях,4. на изгиб ростверка,5. на местное смятие под торцом колонны,6. проверяется прочность стакана ростверка Расчет ростверка на продавливание колонной ведется на расчетные нагрузки по 1ой группе пред. состояний. При расчете на продавливание сваей нижней плиты ростверка нагрузка, сдвигает срезаемую часть ростверка вверх, подсчитывается как сумма несущих способностей свай, расположенных за пределами контура пирамиды продавливания. Высота ростверка определяется по формуле: Hрост>сумаотn до i=1 Fd/0.75Rbt*bср; Rbt-расчетное сопротивление бетона растяжению, у В20=700кПа; bср-средний периметр пирамиды продавливания(рисунок2); Расчет ленточного ростверка Ростверк под несущие стены при расчете рассматривается как балка на упругом осн-нии. За сосредоточенные нагрузки, действующие на балку, применяются реакции свай = несущим способностям свай.(Рисунок3) Понятие о расчете высокого ростверка( Рисунок4) Рассчитывается в каждой свае в высоком ростверке, определяется L=l0+ly. l0- длина сваи над поверхностью земли без учета заделки, ly-величина заделки. ly=6d. Расчет системы ведется ведется как плоской рамы, если нет ассиметрии или момента в горизонтальной плоскости. Если таковые имеются, расчет ведется как для пространственной конструкции, используя н/р метод конечных элементов. | 41. Глубокие опоры Они устраиваются в тех случаях, когда устройство фундаментов в открытых котлованах становится невозможным, или экономически невыгодным, а при устройстве свайных фундаментов не обеспечивается требуемая несущая способность. Также устройство фундаментов глубокого заложения может быть вызвано особенностью сооружения, т.е. когда сооружение возводится на большой глубине: подземные гаражи и склады, канализационные и водопроводные насосные станции водозаборы и тп. Классификация глубоких опор 1,буровые опоры d>12 м. если диаметр меньше то их принято называть буровыми сваями. Принципиальной разницы ни в расчете, ни в технологии нет.;2,тонкостенные оболочки при диаметре от 1,2 до 3м. если диаметр меньше то //-//-// трубчатой сваей.;3,массивые опускные колодцы диаметром до 60 метров.;4,кессонные ф-ты – колодцы или оболочки, опускаемые в грунт специальным способом.
42. Технология и устройство буровых опор Для выполнения буровых опор применяют машины вращательного, ударного бурения и комбинированные. Вращательные рабочие органы чаще всего выполнены в виде шнека или ковша. Ударные – в виде бурового долота. Машины, у которых имеется вращательный буровой орган и долото – комбинированные. Существуют 3 технолог. схемы устройства буровых опор: 1,«сухой» способ – применяется в связных сухих и маловлажных грунтах, где бурение можно вести без крепления стенок скважин;2,с креплением скважин обсадной трубой – применяется в любых геол. и гидрогеол. условиях обсадные трубы защищают стенки пробуренной скважины от обрушения.;3,с бурением под глинистым раствором – используют в водонасыщенных связных грунтах. Сухой способ В грунте буровой установкой пробуривается скважина. При необходимости в готовую скважину устанавливается армокаркас. В зависимости от инженерно-геологических условий, особенностей здания и нагрузок, буровые опоры армируются на полную L, часть L или только в верхней части для связи с ростверком. Затем скважина бетонируется методом вертикально перемещающейся трубы. Поданная в скважину бетонная смесь уплотняется с помощью вибратора, закрепленного на бетонной трубе, которая извлекается из скважины по мере бетонирования. С креплением скважин обсадной трубой Опоры с обсадной трубой бывают 2х видов:- с извлекаемой;- с неизвлекаемой трубой-оболочкой; С извлекаемой трубой (сваи Страуса, сваи Франки). В процессе бурения в скважину погружается обсадная труба. После ее погружения до проектной отметки в скважину порциями, с трамбованием, подается бетонная смесь. По мере заполнения обсадная труба извлекается. Диаметр 0,4-1,5 м, длина до 100м. Диаметр 0,6-2м, длина до 60м. С неизвлекаемой трубой – при глинистых грунтах текучей консистенции, с прослойкой песков и супеси, где под напором подземных вод ствол опоры на отдельных участках может быть разрушен во время твердения бетонной смеси. Такие сваи (опоры) очень дороги и используются в основном в гидротехн. и трансп. строительстве (опоры мостов). С бурением под глинистым раствором Используют в водонасыщенных глинистых грунтах. При устройстве безоболочковых опор глинистый раствор, подаваемый при бурении, создает избыточное давление в скважине и препятствует обрушению ее стенок. После выполнения работ по бурению в забой скважины через бетонолитную трубу подается бетонная смесь, которая вытесняет раствор глины.
43. Оболочки Они погружаются в грунт вибропогружателями. В зависимости от плотности грунта могут погружаться без выемки или с выемкой грунта. При расчете оболочек эти 2 способа необходимо учитывать.(Рисунок)1-оболочка,2-выбропогружатель,3-грейфер для выемки грунта
44. Опускные колодцы Они устраиваются при строительстве подземных сооружений, насосных станций, водозабора, гаражей, мостов… Устройство опускного колодца На поверхности грунта вначале выполняют работы по устройству некоторой части по высоте колодца. Затем внутри него разрабатывают грунт, под ножом колодца. Теряя опору, колодец под действием собственного веса опускается до тех пор, пока не заглубится в незатронутый разработкой грунт. Наращивают стенки колодца и работу повторяют. Все это выполняется до тех пор, пока не будет пройдена толща слабых грунтов и колодец не достигнет проектной отметки заложения. после чего бетонируют днище колодца.(Рисунки) В настоящее время устраивается диаметр от 6 до 45 метров и глубина до 45 метров. Плюсы опускных колодцев:-не требуется крепление стенок,-уменьшается объем земляных работ, -снижается расход материалов по сравнению с обычными ф-ми. Опускные колодцы подразделяются: 1,по форме колодца в плане:-круглые,-прямоугольные,-квадратные,-с закругл. торцевыми стенками.2,по материалу:-бетонные,-металл,-каменные,-кирпич
45. Кессоны Кессоны (кессонные фундаменты) – опускные сооружения, в отличие от опускного колодца отжатие грунтовых вод при погружение производится сжатым воздухом. Основная часть кессона – это рабочая камера (для рабочих). Давление в ней повышают по мере погружения в грунт. Это давление уравновешивает давление от столба грунт. воды и не пропускает ее в рабочую камеру. Максимальная глубина погружения кессона 35-40 м в связи с ограничением давления в рабочей камере кессона. В связи с этими сложностями кессонные фундаменты выполняют редко, только при наличии в грунтах крупных включений, либо в случае необходимости опирания фундамента на наклонную поверхность скалы.
46. Расчет глубоких опор Особенности работы глубокой опоры: 1. подошва работает в условиях большого пригруза и возможность выбора грунта отсутствует(Рисунок1)2. большие силы трения грунта на боковой поверхности опоры; 3. гл. опора – это жесткая конструкции, вследствие чего имеет большое сопротивление горизонтальным нагрузкам. Расчет глубоких опор на вертикальную нагрузку Расчет ведется по формуле: Fd=гама с(гамаcr*RA+Uсума(отnдо i=1)*гамаcf*fi*hi)-формула 8 снип Гамма с – коэфф. условий работы опоры в грунте, =1,Гамма CR и гамма cf - коэфф. условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности опоры, принимаются по таблице 5 (для опор, заполненных бетоном) и таблице 3 (для опор без выемки грунта). Например, для опор, погружаемых вибрированием с выемкой грунта гамма CR в песках=1; в супесях=0,9; в суглинках=0,7.R-расчетное сопротивление грунта под нижним концом опоры. Для глинистых грунтов принимается по таблице 7 СНиПа, для крупнообломочных и песчаных по формуле 12 СНиПа. R=0,75*а4(а1 гамаI’d+ а 2 а3 гамаIh) - формула 12 СНиПа где а – безразмерные коэффициенты, принимаются по таблице 6 снипа, в зависимости от величины расчетного значения < внутреннего трения грунта. гамаI – расчетное значение удельного веса грунта в основании опоры с учетом взвешивающего действия воды;гамаI’- тоже, но осредненное по слоям, расположенным выше подошвы опоры; d- диаметр опоры, в метрах;h- глубина от уровня планировки до подошвы опоры, в метрах; А – площадь опирания опоры в метрах квадратных;u- периметр поперечного сечения опоры в метрах;fi – расчетное сопротивление i-того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью опоры.(Рисунок2)При наличии уширения опоры часть ее, показанная на рисунке и обозначенная высотой h в расчете на боковое трение не учитывается.
47. Расчет опор на горизонтальную нагрузку Расчетная схема(Рисунок1)О-центр поворота,1-эпюра давлений грунта на опору от горизонтальной силы,2- //-//, др. знака,3 – эпюра вертикальных давлений по подошве опоры Грунт осн-ния харак-ся 2 коэфф-ми постели:1,по боковой поверхности.2,по подошвеная величины этих коэффициентов и глубину заложения подощвы опоры, определяют центр поворота О, который позволяет рассчитать моменты. Давление по подошве опоры определяется по найденному моменту как для обычного фундаменты мелкого заложения. Производится проверка большего краевого давления: σ2 меньше либо равно 1,2R Давление на грунт в горизонтальной плоскости определяется по формуле G20р= (4/cosфI)*(гамаI*h*tgфI+cI),где tgфI и cI – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта основания. Заключительным этапом расчета опоры является расчет осадки, который ведется методом послойного суммирования массивного ф-та, очерченного плоскостями, проведенные под углом фсрII/4;ABCD – условный массивный фундамент;S=сигма*сумаi=12((Gzpi*hi)/Ei); (сумма от i=1 до 2) S меньше либо равно S4
48. Расчет опускных колодцев( Рисунок1) А) Расчет на опускание. Он ведется, исходя из условия Gст>1,15Тст Gст – вес стенок колодца,Тст – сопротивление грунта трению по стенкам колодца (сопротивление ножа – R – коэф-т 1,15),Тст=u*fi*hi,u – периметр колодца в метрах, h – глубина погружения колодца,fi – удельное сопротивление трению для каждого рассчитываемого слоя, принимается по специальным справочникам.(Рисунок2) Б) Расчет колодца на всплытие: Gст-Gводы>1,15Тст Gводы – вес столба воды от УТВ до подошвы опоры; определяется коэффициент устойчивости при всплытии: Kвс=(Gст+Gдн+0,5Тст)/(Нв*Адн*γw) <1,2;Gдн – вес днища,Нв – высота столба воды от УТВ до подошвы,Адн – площадь днища колодца,γw – удельный вес воды (10кН/м3), В) Расчет колодца на устойчивость,Г) Проверка стенок колодца на прочность.
49. Расчет колодца на устойчивость( Рисунок1) Ра – активное давление грунта на колодец,Рп – пассивное давление грунта на колодец, При расчете на устойчивость используется схема плоского сдвига (или круглоцилиндр. Поверхностей скольжен.) Для расчета контур круглого колодца заменяется квадратом со стороной =d колодца. Рассматривается равновесие давления грунта на колодец и сила трения о грунт. Ра определяется по формулам, используемым при расчете подпорных стен. Тдн – сила трения днища колодца о грунт;Тдн=Gст*f, f – коэффициент трения колодца о грунт.Смысл расчета – определяется коэффициент запаса устойчивости К=(Тдн+Рп+Тст)/Ра >1,2 Проверка стенок колодца на прочность Производится только в некоторых случаях, когда опускается тонкостенный колодец.(Рисунок2) Стенка колодца рассчитывается на особый случай разрыва при зависании колодца. Считается, что колодец зависает при погружении и нижняя часть своим весом разрывает стенку. Принимается защемление на высоту 0,3Н и стенка колодца рассчитывается на растяжение от веса нижней зависшей части Gнижн.
50. Ф-ты в особых грунтовых условиях (ф-ты на структурно неустойчивых грунтах).К таким грунтам относятся такие грунты,которые при внешнем воздействии изменяют свою структуру,в следствие чего быстро развиваются знач. По величине осадки. Нарушение структуры грунтов происходит при физических и механических воздеиствиях:1,Физические: увлажнение, промерзание и оттаивание, суффозия, выветривание.2,Механические: передача внешней статич и динамич нагрузки. Структурно-неустойчивые грунты-слабые-сильно сжимаемые глинистые, лессовые, просадочные, набухающие, вечно мерзлые Проектирование фундаментов на сильно сжимаемых и неравномерносжимаемых грунтах. К ним относят: 1.Водонасыщенные супеси с коэффициентом пористости 0,7, суглинки с е>1 и глины с е>1,1; 2.Илы морские и пресноводные, 3.Заторфованные грунты, торфы и сапропели,4. Рыхлые пески,5.Водонас, пылеватые намывные грунты. Особенности этих грунтов:1,Степень влажности >0.8,2,Сжимаемость Е0<0.5,3,Прочность =10-18. С=5-30 мПа. 4.Такие грунты кА торфы и водонас обладают таксотропностью: при механических воздействиях (приложение давления мех возд и перемятие) структурные связи грунтов разрушаются, резко уменьшаются значения прочности и С, повышается деформативность, а с течением времени водно-каллоидные связи восстанавливаются и происходит восстановление грунтов. 5.Слабые грунты часто находятся в водонасыщенном состоянии и обладают малой водопроницаемостью. Это приводит к тому что процессуплотнения осм-я идет очень длительное время (осадки здания развиваются очень медленно) Расчет по второй группе предельных состояний таких осн-ий имеет особенность: рассчитываются как конечные осадки, так и осадки во времени. Слабые грунты как правило обладают неравномерной сжимаемостью, что усложняет прогноз величин ожидаемых осадок. А расчет совместных деформаций осн-я и сооружения получ приблизительным.
51. В усл. точно опр величины дополнит усилий в надземных констр невозможно, обычно назначают констр мероприятия напр на усиление чувст. этих констр-ий к неравн деформ Констр. мероприятия: 1.Крен:А)Возвед сооруж с обратным креном =1/2 расчетного; Б)смещение центра тяжести подошвы фунд с целью понижения ожид крена,2.Прогиб и выгиб:а) для зданий с несущ и самонесущ продольн стенками.,3.Устройство непрерывного армировния стен и фундаментов вдоль наружной и внутр стен.,4.Разрезка здания осадочными швами в местах резкой неоднородности грунтов основания, перепад по высоте здания, поворотов здания и темп. швов.,5.Устройство общей перемычки над проемами (если ширина простенка <1/2 проема),6.Увеличение глубины заделки опор перемычек, прогонов и настилов перекрытий,7.Устройство несущих конструкций одного типа (например нельзя сочетать тяжелые нар стенки и несущ внутр колонны),8.Придание отдельным частям зд. разл по величине стр. подъема в соответствии с ожидаемыми осадками.б) Для одноэтажных зданий с нес каркасами, Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 29 | Нарушение авторских прав
|