Реф1 Проектирование оснований и фундамента. Реферат По дисциплине Геотехника iii
 Скачать 186.09 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан Международная образовательная корпорация Казахская головная архитектурно-строительная академия Факультет Общего Строительства Реферат По дисциплине «Геотехника III» Тема: Проектирование оснований и фундаментов. Выполнил: ст.гр. РПЗС-19(21)-ВО(ДОТ) Молбаев Б.К. Проверил(а): к.т.н., ассоц . проф. Ельжанов Е.А. Алматы 2022 Введение Залогом качества и долговечности постройки служит грамотное проектирование и устройство оснований и фундаментов, выполненное в соответствии с нормативными требованиями. Ошибки в расчетах на этом этапе крайне отрицательно сказываются на последующих стадиях строительства, эксплуатации, потому что могут появляться трещины в стенах, обвалы подвальных помещений и возникать другие небезопасные моменты под влиянием неучтенных условий. Несоответствующий характеристикам фундамент – главная и роковая ошибка в строительстве. Особое её коварство в том, что она часто не проявляется в начальном этапе. Здание продолжают возводить, хотя строить дальше уже не имеет смысла... Ведь фундамент, это основание здания. Содержание: Особенности проектирования оснований и фундаментов. Примеры аварий зданий и сооружений из-за ошибок при проектировании и при возведении подземной части здания. Общие требования к проектированию оснований и фундаментов. Особенности проектирования оснований и фундаментов. Основание сооружения - часть массива грунта, непосредственно воспринимающая нагрузку от сооружения. Фундамент сооружения - часть сооружения, которая служит для передачи нагрузки от сооружения на основание. Современные компьютерные технологии позволяют разрабатывать конструкции любой сложности, что существенно облегчает работы специалистам. При этом важно выполнять задачу таким образом, чтобы сооружение планировалось как единое целое, хотя состоит из трех частей: нижней или подошвы, соприкасающейся с почвой, которая является базой для возведения; основной, служащей опорой будущей постройки; верхней (цоколя) – видимой части, возвышающейся над землей. Во время закладки первой прослойки, проектировщики учитывают: глубину; размер; сечение фундамента. Хотя устройство фундамента один из первых этапов строительства, но проектирование дома не может начаться сразу именно с него. Почему? Просто ещё до составления проектной документации необходимо подготовится: Определить назначение здания. Ведь требования к фундаменту, скажем, дачного домика, посещаемого в летний сезон – существенно отличаются от коттеджа для постоянного проживания. Просчитать общую площадь. Следовательно, учесть его хозяйственную часть, число жилых помещений – зависит от количества проживающих, постоянных гостей и ожидаемого пополнения. В итоге продумать количество этажей. Учесть занятость проживающих – профессию, увлечения, хобби. Это определит наличие кабинетов, мастерских, студий, спортзала. Либо спрогнозировать их появление, для понимания возможного повышения нагрузки на фундамент. Выбрать материалы строительства. Из чего будет возводиться дом: его стены, перекрытия, крыша, пристройки на общем с домом фундаменте. Это определит общий вес всей конструкции. Проверить наличие и близость внешних сетей и коммуникаций. По итогам определиться с вводом электричества, водопровода и канализации – для них в фундаменте потребуются «закладные», отоплением – возможно потребуется основание под печь. Учесть особенности грунта. Здесь важно знать состав почвы под домом и ближайшей прилегающей территории, наличие и глубину грунтовых вод. От достоверности и правильного применения этой информации зависит тип фундамента, его прочность и долговечность. Это лишь то, что непосредственно касается самого дома. Дополнительно качество проектирования существенно улучшит информация об участке под строительство, размещению на нём вспомогательных построек. После сбора всех данных, определившись с архитектурой дома, приступают к его проектированию: составляют планы, схемы и чертежи. Даются описания используемых материалов и хода работ. Делаются конкретные расчёты – для фундамента первостепенную важность имеют: масса конструкций, эксплуатационный вес, снеговое давление, состояние грунта под домом. В целом приходится изучить большой объём информации, но это оправдано. В дальнейшем, проектная документация позволит вести строительные работы с наименьшими затратами сил, средств и времени. Примеры аварий зданий и сооружений из-за ошибок при проектировании и при возведений подземной части здания. Классическими примерами деформаций и аварий сооружений, иллюстрирующих значение инженерно-геологических изысканий, являются: 1. Наклон башни в г. Пизе (Италия). 2. Авария Трансконского элеватора (Канада). 3. Деформация арочного моста через реку Казанку. 1.Исключительно редким примером развития значительных неравномерных осадок сооружения является крен "падающий башни" в г. Пизе (рис.1.1.).  Рис. 1.1. Наклонная башня в городе Пизе. Высота башни 54,5 м. ее строительство велось с 1174 по 1350 г.г. с перерывами. Уже тогда были обнаружены большие осадки башни и ее крен в южном направлении, в сторону протекающей вблизи реки Арно. К моменту окончания строительства отклонение верха башни от вертикальной оси составляло 2,1 м, а в настоящее время оно достигает уже 4,8 м и продолжает медленно увеличиваться. Башня имеет среднюю осадку порядка 1,5 м. Состояние ее равновесия считают близким к предельному. Фундамент башни сложен насухо из каменных блоков и имеет форму кольца внутренним диаметром 4,52 м и внешним - 19,5 м. Площадь его подошвы равна 262 м2. Вес башни 14466 т и, следовательно, нагрузка от нее на основание составляет около 5,1 кг/см2. Грунтами основания являются неоднородные аллювиальные отложения. Падающая башня в Пизе представляет один из редких архитектурных памятников средневековой Италии и к изысканию средств для ее спасения в настоящее время прилагается много усилий. 2.Показательный случай произошел с Трансконским зерновым элеватором емкостью 27000 т, построенным в 10 км от г. Виннипег в Канаде. 18 октября 191З г. вскоре после постройки и первой засыпки зерном элеватор внезапно начал сначала оседать, а затем в течение 24 час. наклоняться в сторону. Наклонившись на 26° 531 к вертикали, элеватор остался в положении, показанном на рис. 1. 2.  Рис. 1.2. Авария трансконского элеватора. 3.Весьма поучительным примером негативных последствий недостаточного внимания к изучению грунтов и оценке условий их залегания явились большие и неравномерные осадки опор арочного железобетонного моста через реку Казанку, построенного в 1929 г. (рис. 1.3.). Каждая опора моста была возведена на 410 деревянных сваях, забитых в грунт на 8 м. Несмотря на это, произошла его авария вследствие возникновения больших и неравномерных осадок. Особенно катастрофической оказалась осадка правой опоры, которая достигла в среднем 1,5 м.  Рис. 1.3. Авария моста через р.Казанку. Главной причиной аварии явилось сжатие слоя торфа мощностью 3,6 м, залегающего в основании правой опоры всего лишь на глубине 3,0 м ниже острия забитых сваи. При инженерно-геологических исследованиях, ввиду недостаточной глубины скважин, наличие торфа вовремя не было обнаружено. На величину и характер осадки оказало также влияние давление от веса примыкающей к мосту насыпи, которая у правой опоры имела высоту 18 м и была отсыпана не в начале строительства, а после сооружения моста. Общие требования к проектированию оснований и фундаментов. Общие требования, к проектированию оснований и фундаментов: обеспечение прочности и эксплуатационных требований 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. Таким образом, проектирование оснований и фундаментов должно включать в себя обоснованный расчетом выбор: типа основания (естественное или искусственное); типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (глубина заложения, размеры площади подошвы и т.д.); мероприятий, применяемых при необходимости уменьшения влияния деформаций основания на эксплуатационную пригодность и долговечность сооружения. Конструирование фундаментов (класс бетона, выбор арматуры, определение размеров отдельных его частей и т.п.) относится к курсу железобетонных конструкций. Последовательность проектирования оснований и фундаментов: Анализ результатов изысканий, которые должны содержать сведения о местоположении территории строительства, ее климатических и сейсмических условиях, инженерно-геологическом строении и литологическом составе толщи грунтов, наблюдаемых неблагоприятных факторах (наличие иросадочности грунтов, карста, оползневых процессов, горных выработок и т. п.); особое внимание уделяется сведениям о наличии в горизонтах подземных вод, колебаниях их уровней, агрессивности по отношению к материалам фундаментов и подземных частей зданий. Анализ проектируемого здания и сооружения. В соответствии с заданием на проектирование определяются плановые и высотные размеры сооружения, устанавливаются его конструктивная и расчетная схемы, материалы элементов конструкций, способы передачи нагрузок на основание. Исходя из конструктивных и эксплуатационно-технологических требований определяется чувствительность сооружения или отдельных его частей к неравномерным осадкам, назначаются предельные значения деформаций основания. Важным этапом является определение нагрузок, действующих на сооружение (ветровых, снеговых, особых и т. п.), а также нагрузок от несущих конструкций сооружения, перекрытий, различного рода оборудования и эксплуатационных условий, передающихся на фундаменты. Равнодействующие всех нагрузок в зависимости от расчетной схемы сооружения прикладываются в уровне верхнего обреза или подошвы фундамента. Выбор типа основания и конструкций фундаментов. Имея приведенные выше данные, осуществляют привязку проектируемого сооружения к строительной площадке, т.е. совмещение осей сооружения с инженерно-геологическими разрезами и выбор глубины заложения подошвы фундаментов (собственно, начинается проектирование оснований и фундаментов). Обычно уже сама схема сооружения (каркасное, бескаркасное, многоэтажное, одноэтажное, наличие или отсутствие подвальных помещений и т.д.), а также величина и характер нагрузок, передаваемых на основание (моментные, безмоментные и т.п.), в совокупности с данными об основании (характер залегания, несущая способность, деформируемость грунтов, наличие и уровень залегания подземных вод и т.д.) позволяют наметить несколько вариантов конструкций фундаментов, наиболее подходящих для конкретных условий строительства. В случае применения фундаментов мелкого заложения иногда рассматриваются альтернативные варианты использования основания без проведения дополнительных работ по его укреплению (естественное основание) или с проведением таких работ (искусственное основание). Следует также учитывать материально-технические возможности индустриальной базы района строительства (наличие и мощности заводов железобетонных изделий при проектировании сборных фундаментов и забивных свай; бесперебойная поставка бетона для монолитных фундаментов; обеспеченность транспортным, сваебойным оборудованием и т.п.), дальность перевозок строительных материалов, и т.д. Далее проводятся расчеты оснований по предельным состояниям, технико-экономический анализ вариантов и принятие окончательного решения. Для одного или нескольких сечений сооружения в зависимости от его конфигурации, нагрузок, сложности напластования грунтов проводятся расчеты выбранных вариантов фундаментов по предельным состояниям. Определяются окончательные размеры фундаментов в плане, количество и расположение свай, проектируются фундаменты для каждого варианта. Оцениваются все виды работ по возведению фундаментов и, если нужно, по устройству искусственных оснований и других мероприятий, направленных на уменьшение неравномерных деформаций основания. Проводится техникоэкономическое сравнение рассматриваемых вариантов и по минимуму приведенных затрат устанавливается оптимальное проектное решение. Заключение Фундаменты являются главными несущими элементами любого здания или сооружения, так как они воспринимают нагрузку от вышележащих конструкций и передают ее на основание. При этом в силу своего расположения они практически недоступны для освидетельствования. Поэтому надежность работы фундаментов (и основания) при эксплуатации должна быть обеспечена как на стадии проектирования, так и на стадии строительства. Как правило, основания, фундаменты и надземные конструкции проектируют раздельно. Однако они неразрывно связаны между собой, влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Поэтому для проектирования оснований и фундаментов необходимо знать особенности их совместной работы под действием внешних силовых и несиловых воздействий. Современная прикладная теория расчета оснований и фундаментов позволяет проектировать эти конструкции достаточно надежными и экономичными. |