|
|
шпоры. 1. Принципы проектирования оснований и фундаментов. Основные требования, предъявляемые к фундаментам
1. Принципы проектирования оснований и фундаментов. Основные требования, предъявляемые к фундаментам.
Основ-я, фунд и наземн. констр-ции раб-т как 1 констр-ция. Оценивают особ-ти раб всей сист и каждой ее составной части. Сист рассм-т состоящ из 2 част: осн-фунд; фунд-надз констр.
1й этап. Выбир тип и предвар констр-ю фунд с учетом ИГУ строит площ и особ-й зд-я. Для фунд в открытых котлованах выбир-т тип основ-я, для фунд глубок залож-я - глубину погружения. Уст-т усл-я залегания гр и опред-т расчетн хар-ки. Опред разм фунд, глуб залож-я, разм и форму подошвы в плане, возм. их деф-ции, сравнив с предельно допустимыми и коррект их.
2й этап. Уточн-т принят разм и констр-цию фунд.
Ф рассчит как отдельн конструктивн эл-т сооруж-я совместно с наземн констр-цией.
Расчет вып-т с учетом всех комбинаций нагружения и опред-т наиб знач-е перемещ-й фунд, сопоставляя его с деф-циями основ-я при тех же сочетаниях нагр.
В процессе проектир-я корректир-т разм и констр-цию фунд.
При проектир последовательн. расчетами добив-ся того, чтобы деф-ция основ-й и перемещ-я фунд б. близки м/у собой, не > допустимых перемещ-й наземн конструкц.
Проектир ведут в след порядке: 1. оценка ИГУ строит площ, опр-т физ-мех св-ва слоев гр; уточняют УГВ, их агрессивность; 2. ознокомление с проектир зд-м, уточн. разм и мат-л констр-ций, техпроцесс, эксплуатац. усл-я, уст-т допустимую предельн деф-цию констр-ций; 3. определ-е нагр, действ-х на основание; 4. Предварит.выбор констр-й и осн. размеров; опр-т глуб заложения, разм и форму подошвы (для фунд мелк залож-я) / тип и констр-цию. отм. начала погружения, глуб и усл-я погружения (для фунд глубокого залож-я); 5. Проверочн расчет основ-я по деф-циям; опр-т осадку основ-й и сопоставл с допустимыми, при необх-ти изм-т разм / выбирают др тип фунд; 6. При необх-ти вып-т проверочн расчеты основ-й по несущ способн-ти / устойчивости; 7. уст-т окончат разм фунд.
|
2. Основные типы фундаментов, их особенности и область применения
Фунд, возводим в откр котлованах, прим-ся в разл ИГУ в сборном и в монолитн варианте. Прим-е сборн. фунд < сроки земляных работ, но > расход мет по сравн с монолитн.
Мат-л выбир-т в завис-ти от мат-ла осн констр-ций. По материалу: деревян, камен, бет, ж/б.
По форме: отдельные (под кол, балки, арки, опоры рам), ленточн (под стены, колоны, располож по одной оси, опорные рамы оборуд-я), сплошные (плитные гладкие, ребристые, коробчатые) (- под высотн зд-я, трубы), массивные (под башни, мачты, мостов опоры, ко, станки, оборуд-е).
1. Ленточн сборн фунд: сост из бет блоков стен подвалов и ж/б фунд плит. В целях экономии плиты ленточн сборн фунд уклад-т с промежутками, т.е. устр-т прерывистый ленточн фунд; давление в гр под подошвой выравнивается => он работает как сплошной, и рассчит-т его как сплошной без вычета промежутков. Расстояния м/уплитами уст-ся в проекте всего фунд при раскладке плит в плане. Зазоры м/у плитами заполн-ся уплотненн гр-м. Фунд уклад-т нацементом р-ре с толщ швов 20 мм. Для обеспеч-я пространств жесткости сборн фунд предусматр-т связь м/у продольн и попереч стенами путем перевязки их фунд стенов блоками или закладки в горизонт швы сеток из арм диам 8-10 мм. Для < числа типоразм ФБС, для устр-ва вводов оставл-т проемы дл не <0,6 м, кот при необх-ти запол-ся кирпич/бет. Лежащ выше блок д. перекрывать проемы.
2. Монолитн фунд: сост из плитн части ступенч формы, передающ нагр на основ-е, и подколонника, стыкующегося с колонной. Сопряжения сборных колонн с фунд осущ-т с пом стакана; монолитных – соед-м арм колонн с выпусками из фунд; стальных – креплением башмака колонны к анкерн болтам, забетонированн в фунд. Размеры – кратны 300 мм. Под монолитн фунд – сплошная бет подготовка толщ 100 мм из бет марки не < М50.
3. Группов монолит фунд: одинарные и перекрестные ленты, плитные фунд. Проектир-т для каркасн зд, когда развитию плитной части фунд препятст оборуд-ние и констр-ции подземн части сооруж-я и когда констр-ции соседних одиночн плитн фунд близко располож. Плиты одновременно служат фунд для наружных и внутр стен, полом заглублен помещен. Для сопряжения плитн и ленточн фунд с колоннами на поверх-ти устраив-т подколонники, заглублен нстаканы и выпуски арм.
|
3. Выбор глубины заложения фундаментов
Приним-ся с учетом: 1. назнач-я и конструктивн особ-й проектируем сооруж-я, нагр и возд-й на фунд; 2. глубины залож-я фунд, примыкающ сооруж-й, глубины прокладки инж коммуникаций; 3. существующ и проектируем рельефа застраиваемой террит-и; 4. ИГУ площадки строит-ва; 5. гидрогеол усл-й площ. и возможн их измен-й в проц строит-ва и экспл-ции сооруж-я; 6. возможн размыва гр у опор сооруж-й, возводимых в руслах рек (мосты, переходы трубопроводов); 7. глубины сезонного промерзания гр.
Нормативн глубину сезонного промерзания грунта dfn опред-т на основе теплотехническ расчетов в завис-ти от ср. температуры возд и по картам СНиП.
Расч глубина сезонного промерзания грунта df = khdfn, где kh
- коэф-т, учит.влияние теплового режима сооруж-я: для наружн фунд отапливаемых сооруж-й - по СНиП, для наружн и внутренн фунд неотапливаемых сооруж-й =1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.
Глубина заложения фунд отапливаемых сооруж-й по усл-м недопущения морозного пучения гр основ-я назнач-ся: а) для наружн фунд (от ур планировки) - по СНиП; б) для внутренн фунд - независимо от расчетн глубины промерзания.
Глубину заложения наружн фунд допуск-ся назначать независимо от расч глуб промерзания, если: фунд опир-ся на пески мелкие, и спец исслед-ми на данной площадке установлено, что деф-ции гр основ-я при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационн пригодность сооруж-я; предусмотр спец теплотехнич меропр-я, исключающ промерзание гр.
Глубину заложения наружн и внутрен фунд отапливаем сооруж-й с холодн подвалами и техническими подпольями приним-ся по СНиП, считая от пола подвала/тех подполья.
Глубина заложения наружн и внутрен фунд неотапливаемых сооруж-й д. назнач-ся по СНиП, при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала/техподполья - от ур планировки, а при наличии - от пола подвала/техподполья.
В пpоекте основ-й и фунд д. пpедусм-ся меpопpиятия, не допускающие увлажнения гp основ-я, пpомоpаживания их в пеpиод стpоит-ва.
Сборн фунд – глуб залож-я дополнит опр-ся принятой констр-цией и размещением по выс ФБ и подушек; монолитн фунд – прочностью сеч-я фунд и конструктивн треб-ми.
Необх. : 1. предусмотреть заглубление фунд в несущий слой гр на 10-15см; 2. избегать наличия под подошвой фунд слоя гр малой толщины, если его строит св-ва хуже св-в подстилающего слоя; 3. закладывать фунд выше у.г.в. для исключ-я необх-ти прим-я водопонижения. При необх-ти закладывать ниже у.г.в. след.предусмотреть мет-ды произв-ва работ, сохраняющ структуру гр.
Если глуб залож-я по расчету окаж-ся чрезмерно большой, то необх. предусм. мероприятия по улучш св-в гр / переход на свайн фунд.
Для защ. гр основ-я от увлажнения площадка д.б. ограждена напорными канавами, устроены водостоки / дренажи.
|
4. Основные типы фундаментов на естественном основании
Класс-ся по мат-у: 1) бет, 2) ж/б, 3) кирп, 4) бут, 5) из пиленого камня
Класс-ся по назн-ю: 1) под зд. 2) под соор. 3) под оборуд.
Класс-ся по констр-ии:
1.Отдельные стак-ого типа (бесстаканные, стаканные). Столбы с развитой оп-ой частью, перед-ие на грунт соср-ые нагр-и от колонн, углов зд., опор рам, арок и др. Для уст-ки колонн – углубления – «стаканы»
2.Ленточные(параллельные, перекрещивающиеся в плане). Прим-ся для передачи нагр-ок от протяж-х эл-ов стр-ых констр-ий (стен, оп-ых рам оборудования и др.)
3.Сплошные (плитные (гладкие, ребристые); коробчатые). Сооружают под всей S зд.
4.Массивные под башни, мачты, тяжело нагр-ые опоры, машины, станки.
 Фундаменты могут быть монолитного или сборного исполнения.Отдельные-под колонны,опоры рам ,столбы.
Ленточные применяют для в зданиях и сооружениях для передачи погонной нагрузки.
Массивные фундаменты применяют под тяжело нагруженные опоры искусственных сооружений(мостовые опоры,мачты).
|
5. Инженерно-геологические изыскания и их использование при проектировании фундаментов.
При инж-ых из-ях на пл-е стр-ва опр-т следующие факторы, им-ие первостепенную важность при проектировании оснований фундаментов:
1)геоморфологические условия, инженерно-геологическое стро ение участка, физико-геологические процессы, влияющие на возв-е и экспл-ю соор-я;
2) физико-механические св-ва грунтов;
3)инженерно-геологические эл-ы, слагающие сжимаемую тол щу гр-в;
4) хар-р подземных вод и прогноз изм-ия их ур-я при экспл-ии соор-я.
В ходе изысканий используют следующие методы иссле дований. 1)Горно-буровые работы вкл-т проходку скважин раз личного диаметра, отрывку шуфров и др. виды горных выра боток и используются во всех случаях. 2)Геофизические методы (эл-ие, сейсм-ие, каротажные иссл-ия) прим-ся, как правило, в сложных инж.-геол-их усл-ях. 3)С пом-ю опытных полевых и лабораторных методов определяют физико-механические хар-ки грунтов. 4)При гидрогеологи ческих исследованиях осущ-ют наблюдение за подземными во дами, оценивают их агрессивность, опр-т коэф-т филь трации, прогнозируют изм-е ур-я подземных вод.
V и соч-ие методов изысканий опр-т, учитывая как особенности соор-я, так и инж.-геол-ие усл-я на пл-е стр-ва. К особенностям зд-я относят степень его отв-ти, функц-ое назначение, конструк-ые реш-ия, опр-ие чувств-ть верх него строения к неравномерным деформациям, тип предполагаемых фундаментов. V инж-х из-ий зависит от класса кап-ти здания, чув-ти его констр-ий к осад кам, сложности инж-геол-их условий уч-ка стр-ва.
|
6. Определение размеров подошвы центрально нагруженных фундаментов мелкого заложения
Для расчета основ-й по 2 гр. пред сост-й необх зн размеры подошвы фунд и передаваем на гр давление.
Центр-нагруженн фунд – у кот равнодействующ внешн нагр проходит ч/з центр тяжести его подошвы. Обычно вертик нагр на фунд N0 задается на ур его обреза, чаще совпадающ с отм. планировки. Суммарн давление на основ-ие на ур подошвы фунд опр-ся по форм: р=N0/A+ d, где А – площадь подошвы фунд, -ср знач-е уд веса фунд и гр на его обрезах (для ж/б =20кН/м3), d – глубина залож-я фунд. 
Если принять р=R0 (давл-е под подошвой фунд = расч сопр-ю гр основ-я), то зависим-ть для опред-ия ориентировочн размеров подошвы фунд: А=N0/ (R0-d);  . Затем уточн-т расч сопр-ие основ-я, подставляя в форм.принятые размеры подошвы фунд. Конструирование тела фунд производят в соотв-ии с нормами на проектир-е бет и ж/б констр-ций. Высоту фунд опр-т, учит след факторы: 1. усл-я произв-ва работ – верх грань фунд выводится на отн. отм. -0,150м; 2. конструктивн соображ-я – размещение колонн в фунд, миним толщ дна стакана; 3. прочность мат-ла фунд.
После уточнения всех разм опр-т ср. давл-е в подошве фунд и проверяют усл-е:  , где N0 – вертик. нагр на фунд; Nf – вес фунд; Ng – вес гр на обрезах фунд; b и l – разм подошвы фунд; R – расч сопр-ие гр основания. 
Окончат разм фунд опр-т на основ-и его расчета по деф-циям.
|
13. Расчет внецентренно загруженных фундаментов мелкого заложения
– это такие фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести их подошвы. 
При проектировании внецентренно нагруженных фундаментов проверяются три условия:
  
где pmaxII, pminII – соответственно максимальное и минимальное давления под подошвой фундамента.
Максимальное и минимальное давления под краями фундамента определяют по формуле внецентренного сжатия:
гдеMxиMy – моменты сил, действующие на уровне подошвы фундамента относительно осей X и Y;
Wx и Wy – моменты сопротивления подошвы фундамента относительно осей X и Y.
При действии момента в одной плоскости уравнение (3.8) примет следующий вид:
Для фундаментов с прямоугольной подошвой в плане определимА; Wx и Mx:
  
гдеNII - полная нагрузка на основание:
е – эксцентриситет равнодействующей внешней нагрузки:
Подставим полученные выражения в уравнение
 
гдеl - больший размер подошвы фундамента
|
5.Основы проектир. Оснований по предел состояниям
|
6. Предельное сост по деформ 
|
|
7. первое предел сост. потеря устойчивости
|
Гидроизоляция предназначена для обеспечения водонепроницаемости сооружений (антифильтрационная гидроизоляция), а также защиты от коррозии и разрушения материалов фундаментов при физической или химической агрессивности подземных вод (антикоррозионная гидроизоляция).
1). Простейший случай – защита от капиллярной влаги.
На высоте 15-20 см от верха отмостки по выровненной горизонтальной поверхности стен устраивают непрерывную водонепроницаемую прослойку из 1…2 слоев рулонного материала на битумной мастике
2). Если уровень грунтовых вод находится ниже пола подвала (рис.14.14 б), то для защиты фундаментов применяют изоляцию от сырости.
Для этого с наружной поверхности заглубленных стен осуществляется обмазка горячим битумом за 1…2 раза и прокладываются Рулонная изоляция в стене на уровне ниже пола подвала.
3). Если УГВ выше отметки пола подвала, то гидроизоляцию осуществляют в виде сплошной оболочки, защищающей заглубленное помещение снизу и по бокам.
Выполняется из рулонных материалов с не гниющей основой (гидроизол, стеклорубероид, металлоизол, толь и т.п.) – оклеичная гидроизоляция.
- Вертикальная гидроизоляция наклеивается, как правило, с наружной стороны фундамента, т.к. в этом случае под действием напора подземных вод изоляция просто прижимается к изолируемой поверхности.
Для предохранения изоляции от механических воздействий (например, при обратной засыпки) снаружи ее ограждают защитной стенкой из кирпича, бетона или блоков (рис. 14.15.) Зазор между стенкой и гидроизоляцией заполняют жидким цементным раствором.
- Горизонтальная гидроизоляция наклеивается на выровненную цементной стяжкой поверхности подготовки и защищается сверху цементным или асфальтовым слоем t=3…5см.
-Гидростатической давление воды при УГВ до 0,5 м выше пола подвала компенсируются весом конструкции пола (рис. 14.15 а)
-Если УГВ выше отметки пола подвала более чем на 0,5 м, то применяют специальные конструкции (заделанные в стены ж/б плиты, специальной плиты с упорами в стены здания и т.п.) – рис.14.15 б, в.
-В любом случае гидроизоляция должна устраиваться на высоту превышающую максимальную отметку УГВ на 0,5 м.
4). Защита от коррозии.
- При слабоагрессивных водах делают глиняный замок из хорошо перемятой и плотоноутрамбованной глины по всей высоте защитной стенки и с боков фундаментов (рис. 14.16)
- При более агрессивных водах до устройства глиняного замка поверхность защитной стенки и фундаментов покрывают за 2 раза битумной мастикой или оклеичной изоляции из битумных рулонных материалов.
Снизу фундамента и под полом подвала изоляция имеет более сложную конструкцию (см. рис.)
- На ряду с антикоррозионной изоляцией фундаменты защищают за счет применения более стойких к данному виду агрессивности цементов (сульфатостойкие и т.п.), а также плотных бетонов.
|
31. Сваи-оболочки. Классификация, основные достоинства и недостатки
Сваями, сваями-оболочками и глубокими опорами называются относительно длинные, различной конфигурации конструктивные элементы, погружаемые или формируемые в грунтев вертикальном или наклонном положении, которые передают нагрузки от сооружения на основание. Они, как все фундаменты глубокого заложения, передают нагрузку за счет лобового сопротивления и трения грунта по боковой поверхности.
Сваи, сваи-оболочки и тонкостенные оболочки различают по материалу, условиям изготовления и погружения, по передаче нагрузки на грунты основания, по размерам и формампоперечного и продольного сечения.
По условиям изготовления и погружения они делятся на готовые, изготовляемые на заводах или полигонах, а затем погружаемые в грунт; набивные, формируемые на месте путем заполнения бетоном заранее устроенных в грунте полостей к комбинации из них.
Расчет фундаментов глубокого заложения включает в себя расчет конструкции от действия строительных нагрузок в процессе опускания и расчет конструкции, превращенной в фундамент глубокого заложения.
Готовые сваи и сваи-оболочки погружаются в грунт ударами ручных, паровых или дизельных молотов одинарного или двойною действия; задавливанием статической нагрузкой;
вибраторами, установленными на головах свай;
завинчиванием специальными механизмами; подмывом струями воды, а также сочетанием этих методов. Для уменьшения сопротивления погружению их иногда забивают в предварительно пробуренные скважины-лидеры, забой которых должен быть выше
конца сваи на 1 м и более. Все готовые сваи часто называют забивными.
Стандартные железобетонные сваи-оболочки изготовляются без наконечника и с наконечником. Они погружаются преимущественно с помощью вибраторов, причем сваи без наконечника погружаются с открытым нижним концом с полной, частичной выемкой или без выемки грунта из полости. Сечения этих конструкций не требуют усиления, но для увеличения лобового сопротивления у оболочек с полностью удаленным грунтом внизу устраивается бетонная пробка. У оболочек, которые погружаются без выемки или с частичной выемкой грунта, такой пробкой служит сам грунт.
Круглые сваи имеют наружный диаметр до 0,8 м, а сваи-оболочки — от 1 до 3 м, поэтому они обладают большой несущей способностью и используются не только в свайном фундаменте, но и как
фундаменте, но и как самостоятельные одиночные фундаменты.
Тонкостенные железобетонные оболочки погружаются с помощью вибраторов с полным удалением грунта из внутренней полости. Для уменьшения массы и облегчения погружения толщина их стенок принимается минимальной, обеспечивающей прочность
конструкции на период опускания. После погружения оболочки
стенки ее усиливают, и для увеличения лобового сопротивления низ бетонируют иногда с дополнительным армированием.
По условиям устройства фундамента эти оболочки часто называют опускными колодцами вынужденного погружения.
Благодаря высокой несущей способности тонкостенные оболочки применяются в основном для крупных инженерных сооружений с большими нагрузками. В промышленном и гражданском строительстве они применяются редко.
|
17. Выбор рациональных конструкций фундаментов в различных И.Г.У.
Тип ф-та – мелкого или глубокого заложения, а также его конструкция определяется на основе тех. -экон. сравнения с учетом инж.-геол. усл., ви-да соор., размера и х-ра нагрузок и т.д. Ф-ты мелкого заложения могут приме-няться для любых сооружений и в любыхинж.-геолог. усл., особенно:
- столбчатые ф-ты, когда грунт имеет высокие прочностные и деформ. х-ки;
-в связных грунтах целее-сообразно буро-бетонные и щелевые пространственные ф-ты;
- ленточные и плитные ф-ты применяются для снижения неравномерности деформации при слабых, просадочных и набуха-ющих грунтах, при наличии карстовых явлений и в сейсмических районах;
а) плитный ф-т со сборными стаканами
- при пере-даче на ф-т больших моментов и небольшой верт. нагрузки примен. Ф-ты с жесткими анкерами, воспринимающими выдергивающ. уси-лия. В нескальных грунтах анкеры –
а)плитный_ф-т сосборн.стаканами это армированные каркасами буронабивные сваи, жестко соединяемые с плитной частью, а в скаль-ных - напрягаемые стержни с анкерующими болтами;
- монолитные ленточные ф-ты в любых инж.-геол. усл.;
Свайные ф-ты:
- составные сваи квадр.сечения – в слабых грунтах;
тугопластичной и полутвердой консистенции, а также при прорезании рыхлых песчаных и мягко-пластичных глинистых грунтов для бескрановых каркасных зданий;
- набивные сваи применяются в маловлажных устойчивых глинистых грунтах;
- пирамидальные сваи с большим углом наклона боковых граней применять в рыхлых и близких к ним пескам, мало-влажных тугопластичных глинистых грунтах, некоторых лессовых. Такие сваи могут применяться для ф-тов жилых домов до 9 этажей, ф-тов произв. зданий;
- прямоугольные сваи применяются в сооружениях, воспри-нимающих большие горизонт.нагрузки, в том числе причаль-ные, набережные;
- булавовидные сваи с уширением нижнего конца предназначены для увеличения несущей способности пяты сваи и могут применяться в рыхлых песчаных и мягкопластичных глинистых грунтах;
- дерев.сваи при слабых грунтах, тугопластичных глинистых, песках средней плотности, при высоком уровне грунтов. вод;
- в вечномёрзлых грунтах в качестве оснований по I принципу применяют столбчатые и свайные фунд-ты;
| |
|
|
Скачать 4.84 Mb.