Активное и пассивное давление грунтов на подпорные стены.

Буронабивные сваи, технология производства работы, применяемое оборудование.

Буроинъекционные сваи (англ. micropile) относятся к классу набивных свай и изготавливаются путем пробуривания скважины и заполнения ее цементно-песчаной или водо-цементной смесью при помощи инъекционной спецтехники. Для усиления несущей способности буроинъекционные сваи могут укрепляться железными трубами, арматурными стержнями или армокаркасом – вводимой в скважину объемной металлической конструкцией в форме призмы или цилиндра. Характерными особенностями свай буроинъекционного типа являются:

Повышенная гибкость;

Диаметр до 400 мм.;

Специфическая инъекционная технология изготовления.

Классификация

Сваи буроинъекционного типа разделяются на две категории в зависимости от того, какая часть сваи передает основную нагрузку на грунт:

Сваи-стойки – упираются в глубоко залегающие слои твердых пород, передают нагрузку через пяту;

Висячие сваи – устанавливаются на участке без прочного несущего слоя, передают нагрузку на грунт через боковую поверхность.

В связи с преобладанием слабых и сжимаемых грунтов большинство свай буроинъекционного типа являются висячими. При установке висячих свай особое внимание уделяется качественному сцеплению между поверхностью сваи и стенками скважины.

Буроинъекционные сваи рекомендованы к применению в случае повышения требований к несущей способности объекта (увеличение количества этажей, расширение мостов и эстакад, установка более тяжелой промышленной техники), а также при аварийной осадке зданий и сооружений из-за изменения геологических условий, износа или перегруженности несущих конструкций. Благодаря современной технологии установки, буроинъекционные сваи могут применяться для укрепления фундаментов уже существующих построек даже в условиях плотной городской застройки, а также на площадках с проблемными геологическими условиями.

 

Усиление несущих конструкций сооружений
при недопустимых горизонтальных перемещениях

Усиление несущих конструкций сооружений
при аварийной осадке

1 - существующий фундамент; 2 - буроинъекционные сваи; 3 - слабый грунт; 4 - плотный грунт

В

Опускные колодцы

Возведение фундаментов вблизи существующих зданий. Определение предельно допустимых дополнительных деформаций. Деформации зданий при проведении рядом с ними строительных работ. Конструктивные решения при возведении фундаментов в близи существующих зданий.

В последние годы особую актуальность приобретает проблема возведения фундаментов новых зданий вблизи существующих объектов, поскольку при этом возникают не только значительные технологические трудности, но и опасность повреждений расположенных в непосредственной близости ранее возведенных строений. Строительство зданий вблизи или вплотную к уже существующим является более сложной задачей, чем возведение отдельно стоящего здания. Опыт свидетельствует, что пренебрежение особыми условиями такого строительства может привести к появлению в стенах ранее построенных зданий трещин, к перекосам проемов и лестничных маршей, к сдвигу плит перекрытий и, в конечном итоге, к нарушению нормальных условий эксплуатации существующих зданий, а иногда даже к аварийным ситуациям.
Причины, обусловливающие проявление дополнительных деформаций существующих зданий при возведении около них фундаментов:
-выпор грунта в сторону разрабатываемого котлована;
-суффозия грунта из-под подошвы фундамента при открытом водоотливе;
-динамическое воздействие на грунт при забивке шпунта свай;
-разработка мерзлого грунта и промораживание талого грунта;
-отклонение шпунта под воздействием нового фундамента.
При разработке котлована для строительства нового здания рядом с существующим необходимо соблюдать следующие правила:
-не применять ударные и взрывные способы разработки грунта;
-максимально сокращать строительные работы в котловане.
Если строительство ведется рядом с существующим зданием вплотную и отметки заложения подошв их фундаментов совпадают, то не рекомендуется разрабатывать весь котлован до стенки существующего фундамента без специальных мероприятий. Строительство в этом случае осуществляют захватками. При этом соседняя захватка делается только после возведения фундамента на предыдущем участке.
Если глубина заложения подошвы фундамента нового здания больше, чем глубина существующего, то применяется шпунтовое ограждение, или «стена в грунте». Водопонижение в этих случаях следует проводить с осторожностью, так как оно может вызвать дополнительные осадки.
Для рядом строящихся зданий желательно использовать однотипные фундаменты.
Основная опасность для существующих зданий связана с развитием дополнительных осадок, вызванных передаваемым давлением на грунт основания новым зданием. При этом наибольшие повреждения возникают в пределах 2...7 м от границы примыкания старых зданий. Следовательно, если между смежными зданиями обеспечен достаточный разрыв, то опасность дополнительной осадки резко снижается.
Устройство буронабивных свай по технологическим особенностям вполне отвечает требованиям к возведению фундаментов вблизи зданий. Известно много типов буронабивных свай, отличающихся, в основном, конструкцией оборудования, применяемого для проходки скважин, изготовления ствола и уширения сваи. Опыт строительства зданий на таких сваях свидетельствует о снижении в несколько раз осадок домов по отношению к фундаментам на естественном основании. Это позволяет использовать буронабивные сваи на участках примыкания к существующим зданиям, обеспечивая тем самым уменьшение влияния загружения соседних площадей до безопасных величин.
В перспективе при выборе типа фундаментов вблизи существующих зданий преимущество будет отдаваться буронабивным сваям, позволяющим достигать высокого уровня механизации процесса, иметь высокую несущую способность, проходить толщу слабых грунтов, опираться на прочные грунты и создавать необходимые условия для сохранения несущих конструкций зданий, вблизи которых выполняется строительство новых зданий.

Г

Газовая составляющая грунта. Ее влияние на свойства грунта.

Газовая составляющая грунтов активно участвует во взаимодействии компонент грунта (окисление, растворении, некоторые биогенные процессы). Например, растворенные в поровом растворе газы в зависимости от состава формируют ту или иную химическую агрессивность. Известно, что развитие процесса карстообразования в карбонатных породах резко усиливается при увеличении содержания в поровой воде растворенного углекислого газа.
Качественно-количественная характеристика газов, слагающих массивы горных пород, также весьма важна при эколого-геологических исследованиях (см. рисунок), а также при оценке устойчивости различных горных выработок. Именно с повышенным давлением газов в горных породах связаны внезапно и быстро протекающие разрушения газоносных пластов угля, руд и горных пород в призабойных частях подготовительных и очистительных выработок, сопровождающиеся повышенным выделением газа и перемещением или выбросом разрушенных масс горных пород.
Сжимаемость защемленных газов в грунтах может обусловливать как длительную осадку сооружений, так и внезапное разрушение земляных насыпей, дамб, откосов дорог, вызванное резким прорывом газов из пор грунта и сбросом порового давления (при переходе газов из защемленного в свободное состояние

 

 

Гидроизоляция, дренаж и защита фундаментов от агрессивных жидкостей и грунтовых вод .

Гидроизоляция защита строительных конструкций, зданий и сооружений от проникновения воды (антифильтрационная гидроизоляция) или материала сооружений от вредного воздействия омывающей или фильтрующей воды или другой агрессивной жидкости (антикоррозийная гидроизоляция). Работы по устройству гидроизоляции называются гидроизоляционными работами.

Дренаж - естественное либо искусственное удаление воды с поверхности земли либо подземных вод. Земля часто нуждается в отводе грунтовых либо ливневых вод для улучшения агротехники, строительства зданий и сооружений.

Дренаж (в строительстве) — метод сбора и отвода грунтовых вод от участка и сооружений с помощью системы дренажных труб, скважин, каналов, подземных галерей и других устройств.

Забивные сваи

Изготавливают из бетона, железобетона, дерева, металла длиной 3-12 метров. Сваи размещают в один или несколько рядов или «кустами» под колонны. По верху железобетонных или металлических свай устраивается железобетонный ростверк (сборный или монолитный).

При деревянных сваях ростверк выполняют деревянный.

Буронабивные сваи

Изготавливают из монолитного бетона на строительной площадке. Бетон укладывают в предварительно пробуренную скважину, по верху устраивают ростверк.

Имеют длину более 10 метров и диаметр 400-1700 мм.

Нижняя часть может быть уширена для увеличения несущей способности, а головки свай (верхнюю часть) заделывают в ростверк.

Ростверк — монолитная или сборная железобетонная балка, устраивается по верху свай и служит для передачи нагрузки от здания на фундамент.

Безростверковые фундаменты

Применяются только в полносборных зданиях.

Стены опирают на оголовки свай типа «колокол». Сваи заделывают в отверстие оголовка не менее 100 мм.

Безростверковые свайные фундаменты по сравнению с ростверковыми экономичны по стоимости, затратам труда и расходу материалов.

 

Классификация по ГОСТ 25100-95 (Грунты. Классификация).

В соответствии с ГОСТ 25100-95 все грунты классифицируют в зависимости от происхождения и условий образования, характера структурных связей между частицами, состава и строительных свойств грунтов.
Грунты подразделяют на два основных класса: скальные и нескальные.
Скальные грунты — это грунты с жесткими структурными связями, к которым относятся магматические, метаморфические, осадочные сцементированные и искусственные.
Скальные грунты подразделяются на разновидности в зависимости от предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, по степени размягчения в воде, растворимости и др.
Нескальные грунты — это грунты без жестких структурных связей. К нескальным грунтам относят рыхлые горные породы, включающие несвязные (сыпучие) и связные породы, прочность которых во много раз меньше прочности связей минералов, слагающих эти породы. Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность, дисперсность, что коренным образом отличает их от скальных весьма прочных пород.
В состав грунтов входят твердые минеральные частицы, вода в различных видах и состояниях и газообразные включения. В состав некоторых грунтов входят органические соединения.
Твердые минеральные частицы грунта представляют систему разнообразных по форме, составу и размерам зерен. Размеры зерен колеблются от десятков сантиметров для валунов до мельчайших коллоидных частиц.
Нескальные грунты по размерам минеральных частиц подразделяют на следующие виды:
-крупнообломочные с содержанием частиц крупнее 2 мм более 50% по массе;
-песчаные;
-пылевато-глинистые.
По плотности сложения песчаные грунты подразделяют на виды в зависимости от значения коэффициента пористости.
Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании, — просадочные и набухающие. К просадочным относятся грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают осадку, называемую просадкой.
К набухающим относятся грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме, и при этом относительное набухание без нагрузки составляет esme0, 04.

Особенности строительства на закарстованных территориях. Оценка характера и степени опасности каркаса. Противокарстовая защита. Устройство противокарстовых фундаментов. Расчет фундаментных конструкций.

Согласно действующим нормативным документам к карстовым районам относятся территории, в геологическом разрезе которых присутствуют растворимые породы, и имеют место или возможны поверхностные и подземные проявления карста.

Выделяются следующие основные литологические типы карста: карбонатный; меловой; гипсовый; соляной.
Более существенное влияние на методику работ оказывают условия залегания карстующихся пород. По условиям залегания различают следующие типы карста:
- открытый или средиземноморский, когда карстующиеся породы лежат непосредственно на поверхности;
- покрытый, когда карстующиеся породы перекрыты либо водопроницаемыми, либо водонепроницаемыми нерастворимыми породами.
Благодаря неглубокому залеганию карстующихся пород облегчается производство геофизических работ, повышается их эффективность.
В районах покрытого карста, в которых карстующиеся породы перекрыты слоями нерастворимых водопроницаемых пород, возникают трудности обнаружения зон возможных карстовых провалов с помощью геофизических методов при значительной мощности перекрывающих четвертичных отложений (более 20 м). Однако задача обнаружения может облегчаться за счет вторичных изменений вышележащих пород.
В случае наличия перекрывающих рыхлых отложений (пески, супеси) в зоне развития карста возникают побочные суффозионные явления, мощность их нередко возрастает вследствие понижения кровли карстующихся пород. Кроме того, существенным поисковым критерием является уменьшение влагосодержания рыхлых пород непосредственно над карстовой зоной, что влечет за собой повышение УЭС этих пород. Последнее обстоятельство связано с интенсивной инфильтрацией поверхностных вод в карстовые полости.
Другим существенным поисковым критерием для геофизических методов является резкий перепад УГВ в зоне развития карста. В районах покрытого карста, в которых карстующиеся породы перекрыты слоями нерастворимых водонепроницаемых пород, последние препятствуют развитию карста и связанных с ним явлений.
Чем больше мощность перекрывающих отложений, тем труднее установить геофизическими методами зоны карстовых пустот, развитые на глубине. В этом случае необходимо проведение широкого комплекса геофизических методов, включающих электроразведку, сейсморазведку и различные методы каротажа (КС, ПС, резистивиметрия, ГК, ГГК и др.).
По отношению к уровню подземных вод карстующиеся породы залегают: в зоне аэрации, в зоне постоянного водонасыщения и в смешанной зоне.
В зоне аэрации карст в большинстве случаев представлен в виде полостей, незаполненных вмещающим материалом; в зоне же постоянного водонасыщения карстовые полости часто заполнены вторичным переотложенным материалом (глиной, суглинком, продуктами разрушения карстующихся пород, находящимися в водонасыщенном состоянии).
Геофизические методы исследования в карстовых районах решают следующие основные задачи:
литологическое расчленение пород;
поиски и оконтуривание карстовых полостей или зон их развития (поверхностных и погребенных), определение рельефа карстующихся пород;
изучение степени трещиноватости пород и преобладающего его направления;
исследование гидрогеологических особенностей карста.

 

 

Приложение теории предельного равновесия к определению предельных нагрузок на основание. Возникновение и развитие пластических областей под краями фундамента. Критические кривые напряжений

Модель теории предельного напряженного состояния грунта. Данная модель относится только к предельному состоянию, т.е. к такому напряженному состоянию, когда в массиве грунта от действующих нагрузок сформировались значительные по размерам замкнутые области, в каждой точке которых устанавливается состояние предельного равновесия. Потому теорию предельного напряженного состояния часто называют теорией предельного равновесия грунта.
Теория предельного равновесия грунта позволяет определить предельную нагрузку на основание ( его предельная несущая способность), но при этом невозможно определять деформации грунта. Решения теории предельного равновесия используются также для общих расчетов устойчивости сооружений и оснований, откосов и склонов, определения давления грунта на ограждения. В основе современных решений теории предельного равновесия лежат фундаментальные работы В.В. Соколовского.
При возведении здания или сооружениянаблюдается постоянное возрастание давления по подошве фундаментов. При таком характере воздействия в грунтовом основании, как и во всяком твердом теле, возникает напряженно-деформирующее состояние.
При деформации грунтов под нагрузкой выделяют три фазы НДС:
I — фаза нормального уплотнения;
II — фаза сдвигов;
III — фаза выпирания грунта.
Зависимость вертикальных перемещений фундамента от действующего давления по его подошве изображена на рис. 1
Рис. 1. Зависимость осадки S от давления Р
На графике (см. рис. 1) участок оа соответствует фазе.
Из-за концентрации напряжений под краями фундаментав начале фазы сдвигов происходит разрушение грунта в локальных областях, т.е. происходят местные потери устойчивости.
Во второй фазе под краями фундамента формируются области пластических деформаций (разрушения грунта), которые развиваются в сторону и в глубину, P_{cr, 1} < Р < R.
Согласно СНиП 2.02.01—83 наибольшая глубина развития области пластических деформаций под краями фундамента не должна превышать z_max = 0, 25b. Среднее давление под подошвой фундамента, при котором под его краями в основании формируются области пластических деформаций на глубину z_max = 0, 25b, приравнивается к расчетному сопротивлению Р = R.

Методы расчета откосов

Во всех расчетах напряженное состояние полагается плоско деформированным, то есть рассматривается узкая полоса склона шириной 1 м, условия ее работы сохраняются для всего склона.
В этих методах поверхность скольжения считается известной заранее. При расчетах устойчивости склона или оползневого давления призма скольжения делится вертикальными линиями на ряд отсеков. Обычно отсеки принимаются такими, чтобы без потери точности можно было в их пределах принимать поверхность за плоскость, а очертание склона, действие внешних сил и т.п. практически однородными.
Рассматриваются условия равновесия i-го отсека (Рис. 1, Рис. 2, Рис. 3). Все внешние активные силы (вес грунта в отсеке, внешняя нагрузка и т.д.), действующие на i-й отсек, приводятся к равнодействующей P_i. Последнюю раскладываем в точке ее приложения на составляющие: нормальную P_Ni и касательную P_Qi к плоскости возможного сдвига отсека.

P_Ni= P_icos α _i;
P_Qi = P_isin α _i.

Сваи. Классификация свай: материалы, конструкций, способ изготовления, область применения. Методы устройства свай: забивка, вибропогружение, вдавливание, завинчивание. Оборудование для погружения свай.

Свайный фундамент состоит из свай и ростверка.
Назначение свай – воспринимать давление сооружения и передавать их на более плотные грунты основания. В общем случае свая – это стержень, находящийся в грунте в вертикальном или наклонном положении. Служат для передачи нагрузки на основание за счет нижнего конца и боковой поверхности. Достоинства:
-высокая несущая способность
- индустриальность
- сокращение земляных и водопогружательных работ
- снижение осадок и неравномерностей
- повышение устойчивости при действии наклонных и горизонтальных нагрузок
Классификация свай:
1. в зависимости от характера работы сваи в грунте:
- сваи-стойки. Конец сваи опирается на несжимаемое основание (скальное, плотные пески, пылевато-глинистые грунты твердой консистенции, J_L< 0 – показатель текучести)
- висячие сваи
2. по расположению ростверка по отношению к земной поверхности.
- с низким ростверком
- с высоким ростверком
3. по расположению свай относительно вертикали
- вертикальные
- наклонные
- козловые
4. по способу погружения и возведения
- забивные
- набивные (выполняются на строительной площадке в скважинах)
- винтовые
5 по форме поперечного сечения
- с полостью
- трубчатые
6 в зависимости от профиля продольного сечения
а. постоянного круглого или призматического
б. переменного поперечного сечения по высоте
в. с уширение ствола
- на нижнем конце
- по середине сваи
- в верхнем конце сваи
7. по материалу сваи
- ж/б
- деревянные
- металлические
- комбинированные
- грунтовые (как искусственное основание)

Сваи погружают в грунт забивкой, вибрацией, завинчиванием и ударом с подмывом струей воды. Забивают сваи с помощью сваебойной установки, состоящей из свайного молота и копра, монтируемого в качестве навесного оборудования на тракторе или экскаваторе. Свайные молоты подразделяют на механические, паровоздушные, дизель-молоты и электрические — вибропогружатели и вибромолоты.

 

Связаная вода. Ее природа.

Выделяют две категории воды в горных породах - свободную и связанную. Связанная вода находится и удерживается в наиболее мелких порах и трещинах горных пород и испытывает со стороны поверхности твердой фазы минералов " связывающее" влияние разной природы и интенсивности, изменяющее ее структуру и придающее ей аномальные свойства, то есть не такие, как у обычной, свободной воды. Суммарное содержание связанной воды в литосфере Земли составляет около 42% от общего количества воды в земной коре. Однако связанную воду не так просто извлечь из породы, в которой она находится. Под действием поверхностных сил разной природы она относительно прочно удерживается на поверхности минералов, не подчиняется силам гравитации и ее передвижение в породах может происходить лишь под влиянием сил иной природы.
Первые представления о связанной воде возникли почти сто лет назад.

К настоящему времени достаточно хорошо изучено строение единичной молекулы воды, состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Она характеризуется дипольным строением и тетраэдрическим распределением зарядов: два положительных - на атомах водорода, два отрицательных - на неподеленных парах электронов атома кислорода. Такое строение молекулы воды позволяет ей образовывать до четырех водородных связей с соседними молекулами.
Многочисленными экспериментами, было установлено, что некоторые свойства связанной воды, находящейся в породах в виде тонких, так называемых граничных, слоев вблизи твердой поверхности, существенно отличаются от свойств обычной свободной воды. Их стали называть аномальными. В последнее время было убедительно установлено, что плотность связанной воды в тонких пленках повышена всего лишь на 1, 5% по сравнению со свободной водой и составляет в среднем около 1, 02 г/см³.
Основная причина понижения температуры замерзания связанной воды - взаимодействие ее с твердой минеральной поверхностью, точнее - с ее активными центрами. Энергия взаимодействия молекул воды с активными центрами поверхности минералов, а также с находящимися в поровом растворе ионами больше, чем энергия взаимодействия молекул воды между собой. Это и приводит к тому, что активный центр нарушает сетку водородных связей в воде, а фазовый переход осуществляется лишь при более низкой температуре. Не менее интересным свойством связанной воды в горных породах является ее пониженная по сравнению со свободной водой растворяющая способность. Связанная вода способна растворять меньше солей, чем обычная вода. Это обстоятельство также является следствием измененной структуры связанной воды.
Другое аномальное свойство связанной воды - понижение ее диэлектрической проницаемости в несколько раз по сравнению со свободной водой. Если для обычной воды диэлектрическая проницаемость равна 81, то для связанной воды эта величина уменьшается до 3 - 40, в зависимости от толщины водной пленки.

Сжимаемость нескальных грунтов. Роль пористости в механических свойствах нескальных грунтов.

Сжимаемостью называют способность породы к уменьшению объема под воздействием нагрузки. Показатель текучести I_L характеризует консистенцию глинистого грунта. По его величине можно косвенно определить и степень сжимаемости основания. Например, если в основании залегают глинистые грунты с показателем текучести I_L Ј 0, то данный слой грунта обладает низкой сжимаемостью. Значение I_L і 0, 75 говорит о повышенной сжимаемости основания.
Наихудшим видом основания являются илы и заторфованные грунты. Лессовые грунты в маловлажном состоянии могут служить хорошим основанием. Однако при замачивании водой они дают просадку. Пористостью n грунта называется отношение объема пор к полному объему образца грунта. Коэффициентом пористости e или относительной пористостью называется отношение объема пор в образце к объему, занимаемому его твердыми частицами - скелетом, то есть e=n/1-n
Теоретически пористость n изменяется в пределах от нуля (поры отсутствуют) до единицы (скелет отсутствует). Соответственно коэффициент пористости e изменяется от нуля (поры отсутствуют) до бесконечности (скелет отсутствует). Пористость не может быть больше единицы, в то время как коэффициент пористости может быть больше единицы (например у лессов, торфа). Коэффициент пористости равен единице, если объем пор равен объему, занятому твердыми частицами.

 

Современные и перспективные виды фундаментов (материалы, конструкции, методы устройства, области применения). Вариантное проектирование, принципы технико–экономического сопоставления вариантов фундаментов.

Выбор типа оснований или конструктивного решения фундаментов выполняется на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.

К техническим показателям относятся: тип оснований и конструкции фундаментов, расчетные осадки, материалоемкость.

К экономическим показателям относятся: приведенные затраты, сметная стоимость, трудоемкость изготовления, продолжительность работ, капитальные вложения в материально-техническую базу строительства, эксплуатационные затраты.

Для сравнения различных вариантов фундаментов используется принцип сопоставимости, который предполагает, что все варианты должны быть рассчитаны на одинаковые нагрузки для одних и тех же грунтовых условий.

Варианты решений фундаментов должны основываться на объективных данных инженерно-геологических изысканий. Проектные решения фундаментов следует сравнивать при равной степени проработки конструктивных элементов, определяя приведенные затраты.

Выбор основания заключается в определении несущего слоя грунта, исходя из инженерно-геологических условий строительной площадки. На рис. Ф.8.5 показаны три типа различных инженерно-геологических условий и приведены показатели, по которым можно косвенно судить о прочности грунтов основания.

При однородном основании выбор несущего слоя однозначен, но подобные грунтовые условия встречаются редко. Более часто основание бывает сложено разнородными грунтами, например такими, как показано на рис. Ф.8.5, а, б, в. Во втором случае более прочным является второй слой (показатель текучести I_L имеет минимальное значение), а в третьем - первый и третий слои грунта.

Рис. Ф.8.5. Различные схемы напластований грунтов и варианты рекомендуемых типов фундаментов: а - прочный грунт (1) подстилается еще более прочным (2); б - слабый грунт сверху (3) подстилается прочным (1); в - слой слабого грунта (3) находится между более прочными слоями (1): в этом случае можно предложить закрепление (5)

В общем случае, если стоимость фундаментов не имеет определяющего значения, в качестве несущего слоя могут приниматься любые грунты, но не рекомендуется для него использовать ил, торф, рыхлые песчаные и текучепластичные глинистые грунты.

При выборе типа фундаментов определяющим является конструктивное решение здания или сооружения. Как правило, для жилых зданий применяются ленточные сборные или монолитные фундаменты, а для промышленных зданий - отдельно стоящие сборные или монолитные фундаменты. В том случае, если несущий слой грунта находится на расстоянии более 3-5 м от поверхности, применяют свайные фундаменты. Для специальных сооружений типа элеваторов, градирен, дымовых труб, АЭС и ТЭЦ могут применяться фундаменты в виде сплошных железобетонных плит с глубиной заложения не более 5 м. При неоднородном основании в некоторых случаях для жилых и административных зданий может оказаться более эффективным применение фундаментов в виде перекрестных лент и сплошных плит.

 

Требования, необходимые при проектировании фундаментов.

Фундаменты устраиваются для передачи нагрузок от конструкций зданий и сооружений, установленного в них технологического и другого оборудования и полезных нагрузок на грунты основания. Основание, воспринимая эти нагрузки, претерпевает, как правило, неравномерные деформации, что вызывает появление в конструкциях дополнительных перемещений и усилий.
Работы по устройству оснований и фундаментов без проекта производства работ не допускаются.
Очередность и способы производства работ должны быть увязаны с работами по прокладке подземных инженерных коммуникаций, строительству подъездных дорог на стройплощадке и другими работами нулевого цикла.
При устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений необходимость водопонижения, уплотнения и закреплении грунта, устройства ограждения котлована, замораживания грунта, возведения фундаментов методом «стена в грунте» и проведения других работ устанавливают проектом сооружения, а организацию работ - проектом организации строительства.
При расчете жестких фундаментов принята линейная зависимость распределений напряжений под подошвой фундамента.
При расчете фундаментов конечной жесткости (гибких фундаментов- балок и плит) условная линейная эпюра распределения напряжений под подошвой гибкого фундамента не приемлема.
В этом случае необходимо учитывать M и Q, возникающие в самой конструкции фундамента, вследствие действия неравномерных контактных реактивных напряжений по подошве фундамента. Не учет возникающих усилий может привести к неправильному выбору сечения фундамента или % его армирования.
Поэтому необходимо решать задачу совместной работы фундаментной конструкции и сжимаемого основания.
Таким образом, при расчете гибких фундаментов необходимо одновременно учитывать и деформации фундамента (конструкция) и его осадки (грунт).

На основании вышеизложенного можно сформулировать общие требования, предъявляемые в действующих нормативных документах к проектированию оснований и фундаментов:
· обеспечение прочности и эксплуатационных параметров зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации не должны превышать допустимых величин);
· максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов основания, а также прочности материала фундамента;
· достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости, сокращение сроков строительства.
Соблюдение этих положений основывается на выполнении указанных ниже условий:
· комплексный учет при выборе типа оснований и фундаментов инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки;
· учет влияния конструктивных и технологических особенностей сооружения на его чувствительность к неравномерным осадкам;
· оптимальный выбор методов выполнения работ по подготовке оснований, устройству фундаментов и подземной части сооружений;
· расчет и проектирование оснований и фундаментов с учетом совместной работы системы «основание - фундаменты - конструкции сооружения».
Таким образом, проектирование оснований и фундаментов состоит в выборе типа основания (естественное или искусственное), конструктивного решения (в том числе материала) и размеров фундаментов (глубина заложения, размеры площади подошвы и т. д.), а также определении мероприятий, применяемых для уменьшения влияния деформаций основания на эксплуатационную пригодность и долговечность сооружения.

 

У

Водозащитные мероприятия

 

• 
  устраивают отмостки вокруг зданий шириной 2…3 м
• 
  применяют водонепроницаемые экраны над всем сооружением из полимерных материалов, либо из асфальта
• 
  Заключают водопроводные иканализационные трубы в железобетонные лотки и т.п.

 

^

Активное и пассивное давление грунтов на подпорные стены.

Активное давление грунта–это давление грунта, вызывающее перемещение подпорной стенки от засыпки с образованием призмы обрушения и понижением уровня засыпки.

Пассивное давление грунта на подпорную стенку—это давление в грунте, вызванное движением подпорной стенки к грунту засыпки, приводящее к призме выпора и повышению уровня засыпки.

Давление грунта на стену:

а - активное; б - пассивное: 1 - положение до начала перемещения стены; 2 - положение после перемещения стены; 3 - напрваление перемещения стены;

Если откос массива грунта имеет крутизну больше предельной, то произойдет обрушение грунта. Удержать массив в равновесии можно при помощи подпорной стенки. Подпорные стенки широко применяются в различных областях строительства.

Давление грунта, передаваемое призмой обрушения на грань стенки, носит название активного давления Е_а. При этом подпорная стенка смещается в сторону от засыпки. Если же подпорная стенка смещается в сторону грунта, то грунт засыпки будет выпирать вверх. Стенка будет преодолевать вес грунта призмы выпирания, что потребует значительно большего усилия. Это соответствует пассивному давлению (отпору) грунта Е_р.

Поскольку в пределах призмы обрушения возникает предельное равновесие, задача по определению давления грунта на подпорную стенку решается методами теории предельного равновесия со следующими допущениями: поверхность скольжения плоская, а призма обрушения соответствует максимальному давлению грунта на подпорную стенку. Эти допущения адекватны только для определения активного давления.

 

 

Определение величин активного давления грунта и пассивного отпора является одной из важнейших задач механики грунтов при решении ряда инженерных задач, и, прежде всего, устойчивости подпорных стен.

 

Аналитический метод расчета давления грунта на жесткую подпорную стену (грунт связанный, стена вертикальная, на поверхность засыпки пригрузка).

В данном разделе рассмотрим аналитический метод определения давления грунтов на подпорные стенки при допущении плоских поверхностей скольжения. Этот метод в настоящее время наиболее широко применяется в практике проектирования.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: