Кудрявцев И.А., Пироговский К.Н. Основания и фундаменты - файл n2.doc

Кудрявцев И.А., Пироговский К.Н. Основания и фундаменты
скачать (2777.3 kb.)
Доступные файлы (6):
n1.doc168kb.12.06.2003 11:40скачать
n2.doc886kb.21.07.2003 09:43скачать
n3.doc2376kb.29.05.2003 14:33скачать
n4.doc1292kb.12.06.2003 11:43скачать
n5.doc1095kb.23.05.2003 12:02скачать
n6.docскачать

n2.doc

  1   2   3
1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ




1.1 Классификация фундаментов

на естественном основании
Фундаменты на естественном основании можно разделить на две группы в зависимости от глубины заложения подошвы и способа возведения:

1 Фундаменты мелкого заложения.

2 Фундаменты глубокого заложения.

Фундаменты мелкого заложения сооружаются в открытых котлованах. При значительных глубинах котлованов и прорезании водоносных слоев грунта возникает необходимость в креплении откосов и водоотводе или водопонижении, что ведет к удорожанию работ. Поэтому устройство таких фундаментов с глубиной заложения более 6 м оказывается экономически нецелесообразным.

В зависимости от назначения и вида конструкций, передающих на фундаменты нагрузку, можно выделить следующие основные типы фундаментов мелкого заложения:

1 Фундаменты стаканного типа под железобетонные стойки. Состоят из опорной железобетонной плиты (возможно с развитием) и железобетонного стакана (рисунок 1.1, а). Могут выполняться монолитными и сборными.

2 Фундаменты столбчатого типа под деревянные или металлические стойки или рамно-эстакадные мосты и путепроводы. Состоят из опорной железобетонной плиты (возможно с развитием) и железобетонного столба, выходящего на поверхность и имеющего в верхней части анкера для крепления стойки или переходящего в колонну опоры (рисунок 1.1, б). Могут выполняться монолитными и сборными.

3 Ленточные фундаменты под стены и другие протяженные конструкции. Состоят из опорной железобетонной ленты (монолитной или сборной из отдельных элементов) и выходящей на поверхность бетонной стены (монолитной или сборной) (рисунок 1.1, в).

4 Массивные фундаменты мостовых опор. Чаще всего представляют собой массивную ступенчатую конструкцию из неармированного бетона. Могут также выполняться из бутовой или бутобетонной кладки. В зависимости от требуемой площади подошвы могут выполняться с развитием или без него (рисунок 1.1, г).
а) б) в) г)



Рисунок 1.1 – Схемы фундаментов мелкого заложения: стаканного типа (а), столбчатого типа (б), сборного ленточного (в), массивного мостовой опоры (г): 1 – опорная плита; 2 – стакан; 3 – столбчатая часть; 4 – анкера или выпуски арматуры; 5 – фундаментные плиты ФЛ; 6 – фундаментные стеновые блоки ФС, ФБС; 7 – опора моста
Фундаменты глубокого заложения сооружаются в том случае, если по инженерно-геологическим условиям глубина заложения фундамента превышает 6 м. Они могут быть выполнены в виде сборных или монолитных опускных колодцев или кессонов.

Такие колодцы используют в различных отраслях строительства:

в гражданском и коммунальном хозяйстве – для фундаментов и подвальных этажей высотных зданий, подземных гаражей, насосных станций водозаборов и станций перекачки, хранилищ и других подземных сооружений;

горнорудной промышленности – для подземных частей дробильно-сортировочных и дробильно-обогатительных фабрик, насосных станций и др.;

металлургии – для установок непрерывной разливки стали, вагоноопрокидывателей, скиповых ям доменных печей и других подземных сооружений.

Монолитные опускные колодцы (рисунок 1.2) представляют собой открытые сверху и снизу полые конструкции различной формы в плане. Они погружаются в грунт под действием собственного веса или дополнительного пригруза в то время, когда грунт из внутреннего пространства колодца извлекают экскаватором или средствами гидромеханизации. По мере погружения стены колодца наращивают, тем самым увеличивая его вес и способствуя дальнейшему его погружению. Подошву такого фундамента стремятся заложить на грунтах с высокой несущей способностью (скальные грунты, твердые глинистые грунты).
Размеры таких опускных колодцев могут быть различными. Глубина заложения может составлять до 100 м и более, размеры в плане – 60 м и более (монолитный опускной колодец под КНС в Санкт-Петербурге имеет глубину около 60 м при диаметре 64 м). Днище колодца бетонируется, внутреннее пространство используется как подземный резервуар и для размещения технологического оборудования (в КНС и очистных сооружениях) или заполняется песком или бетоном низких классов (фундаменты мостовых опор, водонапорных башен, дымовых труб и т.д.).

Н
есмотря на широкое распространение монолитные опускные колодцы имеют существенные недостатки, основными из которых являются значительные материалоемкость и трудоемкость, так как они полностью изготавливаются на строительной площадке.


Рисунок 1.2 – Опускной колодец для фундамента глубокого заложения из монолитного бетона или железобетона
Сборные опускные колодцы могут устраиваться из различных элементов:

– из тонкостенных железобетонных оболочек диаметром 1,5–3 м;

– пустотелых криволинейных блоков, укладываемых с перевязкой швов, с соединением на сварке закладных деталей;

– типовых лотковых плит, собираемых на заранее выполненном монолитном каркасе колодца;

– пустотелых прямоугольных блоков, укладываемых без перевязки швов и соединяемых с помощью петлевых стыков;

– вертикальных панелей, соединяемых с помощью петлевых стыков или сваркой с использованием металлических накладок и замоноличиванием соединений.

Последние два типа конструкций (рисунок 1.3) получили наибольшее распространение в практике гражданского строительства, а колодцы из оболочек – в транспортном строительстве.



Рисунок 1.3 – Опускные колодцы сборного типа: 1 – панели; 2 – форшахта; 3 – тиксотропная рубашка; 4 – блоки; 5, 6 – пояса и нож из монолитного железобетона
1.2 Проектирование фундаментов мелкого заложения
После того как определена нагрузка, действующая на обрезе фундамента, проектирование фундаментов мелкого заложения ведут по следующей методике: выбирают опорный пласт и назначают глубину заложения фундамента, назначают размеры фундамента и определяют его вес, определяют сопротивление грунта основания фундамента сжатию, проверяют напряжения под подошвой фундамента, для фундаментов мостовых опор проверяют устойчивость на опрокидывание и сдвиг, на глубокий сдвиг (в сложных инженерно-геологических условиях). После этого определяют осадку фундамента, а для фундаментов мостовых опор и высотных сооружений – крен и горизонтальное смещение верха.
1.2.1 Выбор опорного пласта
Опорным пластом называют грунт, расположенный непосредственно под подошвой фундамента и воспринимающий от нее нагрузку. Выбор опорного пласта осуществляется на основе тщательного анализа геологического разреза и результатов полевых и лабораторных исследований грунта.

Наиболее надежны в качестве опорного пласта скальные грунты, крупнообломочные с песчаным заполнителем, твердые связные грунты, прочные песчаные грунты, прочные и очень прочные глинистые грунты.

Не рекомендуется использовать в качестве основания ил, торф, глинистые грунты с показателем текучести (консистенции) IL > 0,6, набухающие

и просадочные грунты, малопрочные песчаные и слабые глинистые грунты. Такие грунты, как правило, прорезаются на всю их толщину.
1.2.2 Глубина заложения фундамента
Глубину заложения фундаментов рекомендуется выбирать на основе технико-экономического сравнения различных вариантов фундаментов. Глубина заложения должна определяться с учетом:

– назначения и конструктивных особенностей сооружения (наличия и размеров подвалов, фундаментов под оборудование и т.д.);

– величины и характера нагрузок и воздействий на фундаменты;

– глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, фундаментов под оборудование, глубины прокладки коммуникаций;

– существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

– инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, пустот и т.п.);

– гидрогеологических условий площадки (уровней подземных вод и верховодки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения, агрессивности подземных вод и т.п.);

– глубины сезонного промерзания грунтов.

Глубина заложения фундаментов измеряется от уровня планировки или пола подвала до подошвы фундамента.

Фундаменты сооружения, как правило, должны закладываться на одном уровне.

При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется:

– предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта на 10–15 см;

– избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта малой толщины, если его несущая способность хуже, чем у подстилающего слоя;

– закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения или водоотвода при производстве работ.

Если глубина заложения по условиям несущей способности и деформируемости оказывается слишком большой, рекомендуется рассматривать применение мероприятий по улучшению свойств грунтов основания или переход на свайные фундаменты.

Одним из основных факторов, определяющих заглубление фундаментов, является глубина сезонного промерзания грунтов, обладающих свойством морозного пучения. Промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образованием в них прослоек льда. Последующее оттаивание таких

грунтов приводит к резкому снижению несущей способности и увеличению деформируемости.

Исключение возможности промерзания грунтов под подошвой фундамента обеспечивается:

– в период строительства – специальными защитными мероприятиями;

– в период эксплуатации – соответствующей глубиной заложения, принимаемой в зависимости от вида и состояния грунтов, положения уровня подземных вод, нормативной глубины промерзания, теплового режима сооружения и т.д.

Нормативная глубина сезонного промерзания dfn принимается равной средней из максимальных ежегодных глубин промерзания (по данным наблюдений не менее чем за 10 лет) при уровне подземных вод ниже глубины сезонного промерзания. При отсутствии данных нормативная глубина сезонного промерзания принимается на основе теплотехнического расчета.

Расчетная глубина промерзания df определяется по формуле
,
где kn – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения на промерзание грунта у фундамента и принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых зданий – по таблице 1.1, для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий – равным 1,1.
Т а б л и ц а 1.1 – Значения коэффициента kn

Особенности сооружения

Коэффициент kn при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам (С)

0

5

10

15

20 и более

Без подвала с полами, устраиваемыми:
















по грунту

1,30

1,00

1,10

0,80

0,90

0,70

0,80

0,60

0,80

0,60

на лагах по грунту

1,10

0,90

1,00

0,80

1,00

0,70

0,90

0,70

0,90

0,70

по утепленному цокольному перекрытию

1,05

0,80

1,00

0,80

1,00

0,80

1,00

0,70

0,90

0,70

С подвалом или техническим подпольем

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

Примечания


1 Приведенные в таблице значения коэффициента kn относятся: в числителе – к сечениям ленточных фундаментов под наружные стены, расположенным у углов сооружения на расстоянии не более 5,0 м от них, в знаменателе – к сечениям оставшейся средней части длины наружных стен.

  1   2   3


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации