ОиФ. 1. Виды оснований
 Скачать 9.63 Mb.
|
|
39. Классификация свай по материалу и по форме поперечного сечения. Свая, погружаемые в грунт в готовом виде, в зависимости от материала, из которого они изготовляются, подразделяют на деревянные, грунтобетонные, бутобетонные и бетонные, железобетонные, стальные и комбинированные.
Сваи сплошного квадратного сечения выпускают сечением от 0,2 х 0,2 до 0,4 х 0,4 и длиной 3…16 м с ненапрягаемой арматурой, 3…20 м – с напрягаемой. При необходимости увеличения длины сваи их стыкуют из нескольких звеньев, применяя стыковочные соединения различного типа (болтовые, сварные, клеевые и.т.д). В практике известны случаи применения составных свай длиной до 100 м. Сваи сплошного квадратного сечения применяются в любых сжимаемых грунтах без твёрдых включений для передачи на основания вдавливающих, выдёргивающих и горизонтальных нагрузок. Сваи квадратного сечения с круглой полостью выпускают сечением от 0,25 х 0,25 до 0,4 х 0,4 м и длиной 3…8 м. Использование таких свай позволяет снизить расход цемента на 15…25%, арматуры – на 40…60%, но область их применения ограничена вдавливающими нагрузками до 500 кН и горизонтальными до 15 кН. Полные круглые сваи в зависимости от диаметра ствола подразделяют на два вида: диаметром 0,4…0,8м – полные круглые сваи, диаметром более 0,8 м – сваи-оболочки. Полные круглые сваи изготавливают цельными (из одного звена) или составными (из нескольких звеньев), соединяемыми болтами или сваркой. Длина одного звена 4…8 м, длина составной сваи до 40 м. Сваи диаметром до 0,6 м выпускают с закрытым нижним концом. Полные круглые сваи рекомендуется применять в слабых грунтах мощностью более 12 м и при передаче на сваю больших (более 100 кН) горизонтальных нагрузок. 42. Классификация железобетонных забивных свай. Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включ. и сваи-оболочки диаметром 1 м и более следует подразделять: а) по способу армирования — на сваи и сваи-оболочки с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высоко-прочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него: б) по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения; в) по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные); г) по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций); д) по конструкции нижнего конца — на сваи с заостренным или плоским нижним концом, с плоским или объемным уширением (булавовидные) и на полые сваи с закрытым или открытым нижним концом или с камуфлетной пятой. Сваи забивные с камуфлетной пятой устраивают путем забивки полых свай круглого сечения в нижней части с закрытым стальным полым наконечником с последующим заполнением полости сваи и наконечника бетонной смесью и устройством с помощью взрыва камуфлетной пяты в пределах наконечника. В проектах свайных фундаментов с применением забивных свай с камуфлетной пятой следует предусматривать указания о соблюдении требований правил производства буровзрывных работ, в том числе при определении допускаемых расстояний от существующих зданий и сооружений до места взрыва. 47.Конструирование свайных фундаментов. Основные положения. Свайные фундаменты в зависимости от размещения свай в плане следует проектировать в виде: а) одиночных свай — под отдельно стоящие опоры; б) свайных лент — под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более; в) свайных кустов — под колонны с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной, трапецеидальной и другой формы; г) сплошного свайного поля — под тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными подвеем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт. Число свай в фундаменте следует назначать из условия максимального использования прочностных свойств их материала при расчетной нагрузке, допускаемой на сваю, с учетом допустимых перегрузок крайних свай в фундаменте в соответствии с требованиями п. 3.10. Выбор конструкции и размеров свай должен осуществляться с учетом значений и направления действия нагрузок на фундаменты (в том числе технологических нагрузок), а также технологии строительства здания и сооружения. Сваи в кусте внецентренно нагруженного фундамента следует размещать таким образом, чтобы равнодействующая постоянных нагрузок, действующих на фундамент, проходила возможно ближе к центру тяжести плана свай. Расстояние между осями забивных висячих свай без уширений в плоскости их нижних концов должно быть не менее 3d (где d — или диаметр круглого, или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного поперечного сечения ствола сваи), а свай-стоек — не менее 1,5 d. Расстояние в свету между стволами буровых, набивных свай и свай-оболочек, а также скважинами свай-столбов должно быть не менее 1,0 м; расстояние в свету между уширениями при устройстве их в твердых и полутвердых пылевато-глинистых грунтах — 0,5 м, в других нескальных грунтах — 1,0м. Расстояние между наклонными или между наклонными и вертикальными сваями в уровне подошвы ростверка следует принимать исходя из конструктивных особенностей фундаментов и обеспечения их надежности заглубления в грунт, армирования и бетонирования ростверка. Выбор длины свай должен производиться в зависимости от грунтовых условий строительной площадки, уровня расположения подошвы ростверка с учетом возможностей имеющегося оборудования для устройства свайных фундаментов. Нижний конец свай, как правило, следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые напластования грунтов, при этом заглубление забивных свай в грунты, принятые за основание, под их нижние концы должно быть; в крупнообломочные, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL 0,1 — не менее 0,5 м, а в прочие нескальные грунты — не менее 1,0 м. | 4.Инженерные и технико – экономические факторы, определяющие выбор оснований фундаментов. К технико – экономическим факторам определяющим выбор оснований и фундаментов являются объемы работ по возведению фундаментов, прямые затраты на производство работ (руб), затраты труда на производство работ(чел.час.) Основания сооружений должны проектироваться на основе: а) результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических и инженерно-гидрометеорологических изысканий для строительства; б) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения, нагрузки, действующие на фундаменты, и условия его эксплуатации; в) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений (с оценкой по приведенным затратам) для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов или других подземных конструкций. При проектировании оснований и фундаментов следует учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях. 9. Сочетание нагрузок. Основания сооружений рассчитываются на самое неблагоприятное сочетание нагрузок. В зависимости от учитываемого состава нагрузок следует различать: а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных, б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок. Временные нагрузки с двумя нормативными значениями следует включать в сочетания как длительные — при учете пониженного нормативного значения, как кратковременные — при учете полного нормативного значения. При учете сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок или соответствующих им усилий следует умножать на коэффициенты сочетаний, равные: в основных сочетаниях для длительных нагрузок 1 = 0,95; для кратковременных 2 = 0,9: в особых сочетаниях для длительных нагрузок 1 = 0,95; для кратковременных 2 = 0,8, кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования сооружений для сейсмических районов и в других нормах проектирования конструкций и оснований. При этом особую нагрузку следует принимать без снижения. При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты 1, 2 вводить не следует. СНиП 2.01.07.85 «Нагрузки и воздействия», п.п. 1.10 – 1.13. 11. Основные положения проектирования по предельным состояниям. Метод расчета по предельным состояниям впервые был разработан в Советском Союзе в 50-е годы. Целью метода является не допускать с определенной обеспеченностью наступления предельных состояний при эксплуатации в течение всего заданного срока службы конструкции здания или сооружения, а также при производстве работ. Под предельными состояниями подразумевают такие состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ. В расчетах конструкций на действие статических и динамических нагрузок и воздействий, которым они могут подвергаться в течение строительства и заданного срока службы, учитываются следующие предельные состояния: первой группы - по потере несущей способности и (или) полной непригодности к эксплуатации конструкций; второй группы - по затруднению нормальной эксплуатации сооружений. Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор: - типа основания (естественное или искусственное); - типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения; ленточные, столбчатые, плитные и др.; железобетонные, бетонные, буробетонные и др.); - мероприятий, применяемых при необходимости уменьшения влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность сооружений. Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний: первой - по несущей способности и второй - по деформациям. Для расчёта по предельным состояниям необходимо определить предельные напряжения, возникающие в конструкции и предельные перемещения. Зная значение расчётной нагрузки подбирают сечение конструкций. Определяют потенциальную несущую способность конструкций и материалов и так ведут конструирование элементов и сооружений в целом, чтоб в процессе эксплуатации расчётные значения нагрузок не превысили допустимых значений внутренних сопротивлений. Фундамент рассчитывают каждый отдельно, при этом размеры фундамента определяют исходя из следующих требований: - осадки и их неравномерности не превосходят предельно допустимых значений опасных для подземных конструкций; - основание должно быть прочно и устойчиво; - фундамент должен обладать достаточной прочностью и долговечностью. К предельным состояниям первой группы относятся: общая потеря устойчивости формы; потеря устойчивости положения; разрушение любого характера; переход конструкции в изменяемую систему; качественное изменение конфигурации; состояния, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации в результате текучести материала, сдвигов в соединениях, ползучести, недопустимых остаточных или полных перемещений или чрезмерного раскрытия трещин. Первая группа по характеру предельных состояний разделяется на две подгруппы: по потере несущей способности (первые пять состояний) и по непригодности к эксплуатации (шестое состояние) вследствие развития недопустимых по величине остаточных перемещений (деформаций). К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию или снижающие долговечность вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота, колебаний, трещин и т. п.). Предельные состояния первой группы проверяются расчетом на максимальные (расчетные) нагрузки и воздействия, возможные при нарушении нормальной эксплуатации, предельные состояния второй группы - на эксплуатационные (нормативные) нагрузки и воздействия, отвечающие нормальной эксплуатации конструкций. Надежность и гарантия от возникновения предельных состояний конструкции обеспечиваются надлежащим учетом возможных наиболее неблагоприятных характеристик материалов; перегрузок и наиболее невыгодного (но реально возможного) сочетания нагрузок и воздействий; условий и особенностей действительной работы конструкций и оснований; надлежащим выбором расчетных схем и предпосылок расчета, учетом в необходимых случаях пластических и реологических свойств материалов. Это условие для первой группы предельных состояний по несущей способности может быть записано в общем виде N≤Ф, (3.2) где N - усилие, действующее в рассчитываемом элементе конструкции (функция нагрузок и других воздействий); Ф-предельное усилие, которое может воспринять рассчитываемый элемент (функция физико-механических свойств материала, условий работы и размеров элементов). Предельные состояния первой группы, ведущие к полному прекращению эксплуатации и (или) обрушению конструкций, не должны быть нарушены ни разу за весь срок службы сооружения, т.е. усилие N следует рассматривать как максимальное за весь период эксплуатации, а несущую способность элемента Ф - как минимально возможную. Для второй группы предельных состояний, связанных, как правило, с перемещениями, также можно записать предельное неравенство: ƒ ≤ [ƒ], (3.3) где ƒ- перемещение конструкции (функция нагрузок): [ ƒ] - предельное перемещение, допустимое по условиям эксплуатации (функция конструкции и ее назначения). Предельные состояния второй группы, ведущие к нарушению нормальной эксплуатации, можно рассматривать как более мягкие. Поэтому расчет по второй группе предельных состояний следует выполнять на нагрузки, возникающие в процессе нормальной эксплуатации, без учета экстремальных ситуаций, приводящих к превышению этих нагрузок. В общем случае работа конструкций и переход их в предельное состояние зависят от нагрузок, свойств материала и условий работы. Рассмотрим раздельно учет этих факторов при расчете конструкции по предельным состояниям. 14.Виды деформаций оснований. Деформации основания подразделяются на: осадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры; просадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.; подъемы и осадки - деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта); оседания - деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т.п.; горизонтальные перемещения - деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п. провалы - деформации земной поверхности с нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями или горными выработками. 31. Подбор площади подошвы внецентренно - нагруженного столбчатого фундамента. Предварительные размеры подошвы определяются по формуле : Апред=Fv02/(R0-ср* df), м где : ср- усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, кН/м bпред=Апред/(l/b) Далее определяем расчетное значение грунта по следующей формуле: R=с1* с2к*[М*Кz*b*11+Mq*d1*11 *0.8 +(M q-1)*db*11 *0.8 + Mc * С11], кПа где: с1, с2-коэффициенты условий работы, принимаются с1=1.2, с2=1.0 К- коэффициент, принимается равным :к=1.1 М , M q , Mc – коэффициенты Кz - коэффициент, принимаемый равным: Кz=1.0 при b10.0 м b - ширина подошвы фундамента, м 11- осреднённое расчетное значение удельного веса грунта, залегающих ниже подошвы фундаментов, кН/м С11 – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа d1 –глубина заложения подошвы фундамента ,м Уточнённая площадь фундамента вычисляется по следующей формуле: Аут =Fv02/(R-ср* df),м где: R- расчетное значение грунта, кПа Проверяем условие Р21.2*R: Сочетание 1 Р2=(Fv02+Gф.гр)/А+(02/W)1.2*R, где: Gф.гр - вес фундамента и грунта на его уступах, принимаемый равным: Gф.гр =ср*d*А,м - для столбчатых фундаментов Р2-реактивное давление по подошве фундамента, кПа W=(b*l)/6,м |