20. Типы фундаментов глубокого заложения. Области и условия их применения
 Скачать 3.97 Mb.
|
|
II. Нагрузки, действующие на фундамент. При расчете по деформациям – необходимо рассматривать расчетные нагрузки с коэффициентом перегрузки равным 1. Нагрузки   Постоянные  Временные   Длительно действующие Кратковременные Особые (оборудование, склад.мат, снег) ( ветер, кран) (сейсмические) Используются 3 сочетания нагрузок: Основное сочетание – согласно СНиП расчет оснований и фундаментов ведется только по этому сочетанию (постоянные + временные (длительно действующие)). Дополнительное Особое Завышение и занижение нагрузок может привести к неравномерным осадкам во времени (см. раньше) Предварительный расчет центрально нагруженного фундамента. (Линия действия равнодействующих всех нагрузок проходит через центр тяжести подошвы фундамента).  Составляем условие равновесия:  Отсюда:  Принимаем:  Для упрощения расчета принимаем, что  , 20 кH/м3 , тогда подставляя в исходную формулу получим:  ,где  - средняя интенсивность давления от веса фундамента и грунта на его обрезах, - дополнительная величина давления, которую мы можем передать на грунт основания. Принципиальная блок – схема расчета центрально нагруженного фундамента  1.  2.  3.  4.  Эти вычисления производим при известной R – которая сама зависит от А.  ; следовательно, данную задачу можно решить методом последовательных приближений.Найдя А – подбирают размеры сторон фундамента   .После этого расчета производят конструирование фундамента (толщину подошвы фундамента и высоту ступеней – рассчитывают методом ж/б конструкций). Проектирование внецентренно нагруженных фундаментов. Все силы, действующие по обрезу фундамента, приводим к 3м составляющим в плоскости подошвы фундамента N, T, M. 1  . Определяем составляющие N, T, M. запись в самом общем случае       Определив размеры фундамента, как для центрально нагруженного - (I приближение), и зная его площадь – А, найдем  .(На сдвиг считаем, что фундамент устойчив). Из сопротивления материалов известно:  ,Для фундамента прямоугольной формы подошвы:     . ,  - больший размер фундамента (сторона фундамента, в плоскости которой действует момент). Согласно СНиП  - при наличии крановой нагрузки  - для всех фундаментов, т.е. отрыв подошвы недопустим - определяется исходя из условия развития зон пластичных деформаций с 2х сторон фундамента, при наличии же эксцентриситета e – пластические деформации будут с одной стороны. Поэтому  - при этом  .Если же происходит отрыв подошвы, т.е.  , то - Необходимо уменьшить e – путем проектирования несимметричного фундамента (смещение подошвы фундамента). 1  . Точку приложения равнодействующей принимаем в центре тяжести эпюры.2. относительно данной точки проектируем новый не симметричный фундамент (смещают только подошву фундамента). Приходится решать задачу и при действии 2х моментов.   Тогда:  Если , то здесь также можно проектировать несимметричный фундамент.Расчет фундамента при горизонтальной нагрузке. В  этом случае возможен: - сдвиг фундамента; - потеря устойчивости от выпирания грунта. Расчет устойчивости фундамента при плоском сдвиге. Д  ля того чтобы возник Еп величина  - должна быть достаточно большой ( ), поэтому в расчетах Епос не учитывают.Eакт – так же не учитывают, так как оно действует с двух противоположных сторон (взаимное уравновешивание).  , где  - коэффициент трения фундамента по подошве о грунт.Коэффициент устойчивости -  , ( в зависимости от характера нагрузок и ответственности сооружения).Если  - недостаточен, что делать? Поступают так: - задаются и определяют Nф – требуемый вес фундамента. , иногда этот вес может быть очень большим.Для увеличения веса при больших сдвигающих силах прибегают в мостостроении к устройству декоративных скульптур. Но иногда учитывают и трение на боковой поверхности  Устойчивость фундамента вместе с массивом грунта (глубокий сдвиг). Согласно теории предельного равновесия:  - см. механику грунтов.Аналитическое решение довольно сложно, поэтому часто пользуются геометрическим решением, предполагая потерю несущей способности по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения. Задача аналогична устойчивости откоса. Т  очка О – точка вращения круглоцилиндрической поверхности скольжения.Коэффициент устойчивости:  ( относительно точки О)  Поскольку т.о. – мы выбрали произвольно, то необходимо найти наиболее опасный центр вращения? Р  асчет производят методом последовательных приближений min 5 раз, с выявлением наиболее вероятной поверхности скольжения с min.. 34. Причины, обуславливающие необходимость усиления оснований и фундаментов. Необходимость усиления (повышения несущей способности по условию прочности и деформативности) оснований и фундаментов может быть вызвана увеличением эксплуатационных нагрузок на существующие сооружения, уменьшением несущей способности и появлением недопустимых деформаций оснований и фундаментов вследствие ошибок, допущенных при инженерно-геологических изысканиях на строительной площадке или в проекте фундаментов, а также в результате нарушений правил производства работ. Увеличение давлений на основания и фундаменты мостов может быть обусловлено необходимостью пропуска по ним более тяжелых временных нагрузок. Понижение несущей способности и появление недопустимых деформаций оснований возможно вследствие размывов грунтов, окружающих фундаменты, изменения уровняподземных вод и других факторов. Понижение уровня подземных вод в городах в связи со строительством системы канализации и дренажных устройств, а также из-за использования подземных вод для хозяйственно-питьевых и производственных целей приводит к устранению влияния взвешивающего действия воды и, как следствие этого, к уплотнению грунтов и увеличению осадок фундаментов. Повышение уровня подземных вод может также вызвать недопустимые деформации оснований. Например, при замачивании мелких иловатых песков существенно снижается их несущая способность, а в результате замачивания лессовых грунтов появляются Просадки, вызывающие значительные деформации фундаментов, ранее находившихся в хорошем состоянии. Уровень подземных вод может повышаться в результате устройства водохранилищ в районе, примыкающем к месту строительства сооружений, а также от инфильтрации атмосферных осадков при неудовлетворительной работе поверхностных водотоков в месте нахождения сооружений. Недоброкачественные материалы инженерно-геологических исследований или неправильная их оценка при проектировании фундаментов вследствие недостаточной полноты или ошибок в определении физико-механических свойств и в характере напластования грунтов в ряде случаев являлись причиной недопустимых деформаций фундаментов мостов. Ошибочная оценка прочности грунта явилась причиной большой осадки фундамента устоя моста. Из-за ошибок при инженерно-геологических изысканиях, когда под покровным слоем глин оказался текучепластичный ил вместо тугопластичного суглинка, произошел глубокий сдвиг устоя автодорожного моста совместно с частью подходного участка насыпи. 35. Приемы и основные схемы усиления оснований и фундаментов.  Увеличение площади подошвы фундаментов достигалось преимущественно за счет создания железобетонных обойм либо банкетов (одно- и двухсторонних). В старое время для уширения фундаментов применяли прикладки, которые выполняли вперевязку с существующей кладкой (см. рис. 6.1, а). Опирание прикладок осуществлялось на различном уровне. Так, откопка старых фундаментов в Выборге, Новгороде, Пскове показала, что прикладки оставались в насыпном грунте и фактически не оказывали влияния на условия дальнейшей эксплуатации зданий. Они включались в работу лишь при больших деформациях после соответствующего уплотнения грунтов в основании уширенной части. Рассмотрим традиционные варианты усиления фундаментов, связанные с увеличением площади подошвы, с позиций геотехники и технологичности применительно к слабым водонасыщенным грунтам.  В ряде случаев опорную площадь фундаментов можно увеличить за счет сборных плит, устраиваемых в подвалах здания (рис. 6.7, а). При этом нагрузки на плиты передаются через нажимные рамные конструкции, упирающиеся в монолитное перекрытие. Недостатком технологии является многодельность работ в стесненных условиях подвалов. К тому же, как правило, кладка над обрезом фундамента бывает расструктуренной из-за постоянного увлажнения, связанного с поднятием культурного слоя. Такие мероприятия должны проводиться в комплексе с усилением опорной части кладки стены. Достоинством технологии является отсутствие необходимости вскрытия грунтов в основании фундаментов. 36. Устройство фундаментов вблизи существующих сооружений.   37. Выбор оптимальных решений при проектировании оснований и фундаментов. При проектировании оснований и фундаментов можно предложить ряд вариантов конструктивных решений. Так, например, можно рассматривать варианты с различными типами фундаментов или варианты с различными отметками подошвы фундамента, учитывая при этом несущую способность грунтов основания, принимать различные типы оснований (естественное, искусственное). Намечать и рассматривать нужно только целесообразные варианты. Дорогие, трудные в производстве работ и т.п. рассматривать не следует. Проектные решения должны быть рассчитаны на одинаковые нагрузки для одних и тех же грунтовых условий и в равной мере отвечать условиям эксплуатации. Технико-экономическое сравнение вариантов должно производиться по приведенным затратам применительно к району строительства. При одинаковой долговечности конструкций фундаментов допустимо основное сравнение вариантов произвести по стоимости. Экономическое сравнение вариантов можно производить по укрупненным показателям, приведенным в приложении № 1, или по литературным данным. Если при различных вариантах проектных решений фундаментов изменяются объемы работ по смежным конструктивным элементам или их частям, то необходимо учитывать разницу в затратах по этим смежным элементам. Окончательный вариант принимается с учетом его технологичности при производстве работ. По принятому варианту выполняется графическая часть курсовой работы. Расчет фундамента мелкого заложения на естественном основании Расчет фундамента Глубокого заложения на естественном основании Расчет свайного фундамента Выбор способа производства по сооружению свайного ростверка, назначение его размеров 38. Крепление стен котлованов и осушение котлованов. 1. Котлованы без креплений. Котлованы без креплений с различной крутизной откосов (отношение высоты откоса к заложению) разрабатывают в сухих или маловлажных естественных или плотнослежавшихся насыпных грунтах. Для котлованов глубиной свыше 5 м. крутизну откосов устанавливают по расчёту их устойчивости с использованием фактических расчётных характеристик сопротивления грунтов сдвигу. Временная нагрузка (грунт, строительные материалы, транспортные средства) должна быть удалена от бровки котлована на расстояние не менее 1 м. и учтена при расчётах устойчивости откосов. Крутизну откосов котлована в глинистых грунтах, переувлажнённых дождевыми, снеговыми (талыми) и другими водами, следует уменьшать до естественного откоса. Переувлажнённые песчаные, лёссовидные и насыпные грунты разрабатывать без крепления нельзя. При отрывке котлованов с наклонными стенками возрастает объём земляных работ, поэтому обычно устраивают котлованы с вертикальными стенками с креплениями. Крепления стенок котлованов подразделяются на 2 группы: закладные и шпунтовые. 5.2. Закладные крепления.  Рис.52. Схема закладного крепления с металлическими стойками: 1 – металлические стойки; 2 – осадки. Закладные крепления устраивают, если уровень воды ниже дна котлована (когда приток воды в котлован небольшой). Закладные крепления могут быть свободно стоящими и с распорками (анкерами). 5.3. Шпунтовые крепления. Шпунтовые крепления устраивают, если уровень воды расположен выше дна котлована. Такое крепление состоит из основных вертикальных элементов – шпунтин, системы обвязок, распорок и анкеров. Шпунтовое крепление можно устраивать свободно стоящим с анкерами или распорками. Шпунтины могут быть деревянными, железобетонными, металлическими. Деревянные шпунтины устраивают при глубине котлована до 5 м. из досок и брусьев с продольным гребнем на ребре.  Рис.53. Деревянный шпунт: а) с прямоугольным гребнем; б) с треугольным гребнем; в) составной из досок. Железобетонный шпунт редко используют для ограждения временных котлованов. Обычно он служит составной частью постоянного сооружения. Недостатки – большая масса; значительные размеры поперечного сечения; трудно погружать в тяжёлые грунты. Металлический шпунт применяют при глубине котлованов более 5 м., а также в труднопроходимых грунтах и при меньшей глубине. Возможно погружение даже в мягкие скальные грунты. Шпунт используется многократно. 1) ШП – 1(2) – шпунт плоский  2) ШК – 1(2) – шпунт корытный  Рис.54. Профили металлического шпунтаэ |