Шпаргалка - ГОС. Экзамен для ПГС - файл n2.doc

приобрести
Шпаргалка - ГОС. Экзамен для ПГС
скачать (231.3 kb.)
Доступные файлы (5):
n1.doc80kb.14.03.2005 14:02скачать
n2.doc199kb.15.03.2005 13:55скачать
n3.doc198kb.11.03.2005 23:02скачать
n4.doc152kb.20.08.2008 16:46скачать
n5.doc160kb.15.03.2005 13:37скачать

n2.doc


ОиФ

12.17.19.3

ОИФ

12

Виды и принципиальные решения конструкций фундаментов на естественном основании

Основными типами фундаментов явл-ся отдельные, ленточные под колонны, ленточные под стены, сплошные и массивные.

Отдельные фундаменты – устраивают под колонны и стены в комбинации с фундаментными балками (рандбалками). Эти фундаменты в целях снижения давления по их подошве можно развивать в длину и в ширину. Отдельные фундаменты не увеличивают жесткости сооружения. Обычно прим-ся, когда неравномерности осадки не превышают допустимых значений. Иногда удается в некот. степени выровнять осадки таких фундаментов путем уменьшения давления под подошвой фундаментов, кот-е по расчету должны получить большие осадки.

Ленточные фундаменты под колонны – воспринимают нагрузку от ряда колонн. Иногда под сетку колонн делают ленточные фундаменты в двух направлениях. В таком случае фундамент будет состоять из перекрестных лент. Ленточные фундаменты устраивают для уменьшения неравномерностей осадки ряда колонн, а перекрестные ленты позволяют выравнивать осадки не только отдельных колонн в ряду, но и здания в целом. Ленточные фундаменты в целях снижения давления по их подошве можно развивать только в поперечном направлении.

Ленточные фундаменты под стены - иногда называют непрерывными. Такие фундаменты несущественно изменяют жесткость сооруж-я. Если стены здания в первом этаже или в подвале имеют большие проемы, ленточные фундаменты перераспределяют нагрузку от стен по длине и объединяют простенки. При большой жесткости стен ленточные фундаменты почти не работают на изгиб в продольном направлении. Длина ленточных фундаментов под стены обусловлена длиной стен. Эти фундаменты в целях снижения давления по их подошве можно развивать только в поперечном направлении. Такие фундаменты иногда делают с целью устройства подвальных помещений и технических подполий.

Сплошные фундаменты – делают под всем сооружением или под его частью в виде ж/б плит под сетку колонн и стены. Такие плиты работают на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Иногда целесообразно делать сплошные фундаменты в виде оболочек или коробчатой формы.

Массивные фундаменты – делают в виде жесткого массива под всем небольшим в плане сооруж-ем (дымовая труба, доменная печь, массивная опора моста и т.п.) Эти фундаменты в целях снижения давления по их подошве можно развивать в двух взаимно перпендикулярных направлениях, правда, в ограниченных размерах, т.к. развитие их в стороны приводит к необходимости увеличения их высоты, и, следовательно, глубины заложения.

Конструкции сборных фундаментов – Особенно целесообразно устройство сборных ленточных фундаментов под стены. В таком случае на дно котлована насыпают слой песка толщиной 6-10 см, который выравнивают под правило. На песок укладывают блоки-подушки, кот-е, распределяя нагрузку от стены на грунт основания, работают на изгиб. На эти блоки устанавливают несколько рядов фундаментных стеновых блоков. Для устройства сборных ленточных фундаментов под стены обычно используют типовые блоки-подушки и фундаментные стеновые блоки.

Конструкции монолитных фундаментов – Сплошные фундаменты, ленточные фундаменты под колонны, массивные фундаменты, имеющие небольшую площадь опалубки по сравнению с объемом бетона, отдельные фундаменты сложного очертания под колонны и оборудование делают из монолитного ж/бетона.

Под ж/б монолитные фундаменты делают подготовку из слоя щебня, втрамбованного в грунт и политого раствором, или из тощего бетона.
17

Фундаменты, устраиваемые методом «стена в грунте». Области примен-я

Сущность технологии «стена в грунте» заключается в том, что в грунте устраивают выемки и траншеи различной конфигурации подземного сооруж-я из монолитного или сборного ж/б, затем под защитой этих конструкций разрабатывают внутреннее грунтовое ядро, устраивают днище и воздвигают внутр-е конструкции.

Применяют несколько разновидностей метода «стена в грунте»:

свайный – когда ограждающая конструкция образуется из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай;

траншейный- выполняемый сплошной стеной из монолитного бетона или сборных ж/б элементов. Технология перспективна при возведении подземных сооруж-й в условиях городской застройки, вблизи существующих зданий, при реконструкции предприятий, в гидротехническом строит-ве. С использованием технологии «стена в грунте» можно сооружать: противофильтрационные завесы; тоннели мелкого заложения для метро; подземные гаражи, переходы и развязки на автомобильных дорогах; емкости для хранения жидкости и отстойники; фундаменты жилых и промышленных зданий. В зависимости от свойств грунта и его влажности применяют два вида возведения стен – сухой и мокрый.

Сухой способ, при котором не требуется глинистый раствор, применяется в маловлажных устойчивых грунтах. Свайные стены могут возводиться как сухим, так и мокрым способом, при этом последовательно бурят скважины и бетонируют в них сваи.

Мокрым способом возводят стены подземных сооружений в водонасыщенных неустойчивых грунтах, обычно требующих закрепления стенок траншеи от обрушения грунта в процессе его разработки и при укладке бетонной смеси. При этом способе в процессе работы землеройных машин устойчивости стенок выемок и траншей достигают заполнением их глинистыми растворами(суспензиями) с тиксотропными свойствами. Наилучшими тиксотропными св-ми обладают бентонитовые глины. Сущность действия глинистого раствора заключается в том, что создается гидростатическое давление на стенки траншеи, препятствующее их обрушению, кроме этого на стенках образуется водонеприницаемая пленка из глины толщиной 2-5 мм. Глинизация стенок выемок позволяет отказаться от вспомогательных и трудоемких работ (забивка шпунта, водопонижение, замораживание грунта)

Работы по отрывке траншей, как и производство последующих работ, в случае близкого расположения фундаментов существующих зданий выполняют отдельными захватками, обычно через одну, т.е. 1-я,3-я,2-я,5-я,4-я и т.д.

Длину захватки бетонирования назначают от 3 до 6 м.

Иногда для предохранения устья траншеи от разрушения и осыпания устраивают из сборных элементов или металла форшахты- оголовки траншей глубиной до 1 м для усиления верхних слоев грунта, или это траншея с укрепленными на глубину до 1 м верхними частями стенок.

Последовательность работ при устройстве монолитных конструкций по способу «стена в грунте»:1). забуривание торцевых скважин на захватке; 2). разработка траншеи участками или последовательно на всю длину при постоянном заполнении открытой полости бентонитовым раствором, с ограничителями, разделяющими траншею на отдельные захватки; 3). монтаж на полностью отрытой захватке арматурных каркасов и опускание на дно траншеи бентонитовых труб;

4) укладка бетонной смеси методом вертикально перемещаемой трубы с вытеснением глинистого раствора в запасную емкость ил на соседний, разрабатываемый участок траншеи.

Когда позволяют условия, используют сборный и сборно-монолитные варианты.

Применение сборного ж/бетона позволяет: повысить индустриальность производства работ; применять конструкции рациональной формы: пустотные, тавровые и двутавровые; иметь гарантии качества возведенного сооружения.

19

Фундаменты на искусственных основаниях

Основания фундаментов с измененными свойствами называют искусственными или искусственно улучшенными (в отличие от естественных оснований). Выбор методов преобразования строительных свойств строит-х свойств зависит от характера напластований, типов грунтов и их физ-мех свойств, особенностей сооруж-й и интенсивности пердаваемых ими нагрузок, решаемых инженерных задач, технологических возможностей строит. организаций и т.д.

Методы преобраз-ния строит-х свойств оснований можно разделить на 3 группы: конструктивные методы- в отличие от других методов не улучшают свойства самих грунтов, а создают более благоприятные условия работы их как оснований за счет регулирования напряженного состояния и условий деформирования: устройство грунтовых подушек- в качестве материала обычно используют крупнообломочные грунты (гравий, щебень, крупные и среднезернистые пески, шлак) Грунтовые подушки могут устраиваться под отдельные фундаменты (ленточные и реже столбчатые) под группу фундаментов или под все сооружение. Шпунтовые конструкции- как ограждающие элементы могут быть использованы для улучшения условий работы грунтов в основаниях сооружений. Армирование грунта- заключается во введение в грунт спецармирующих элементов (геотекстиль) Боковые пригрузки – при возведении ограждающих дамб и др. земляных сооружений на слабых грунтах устойчивость откосов сооружений и их оснований может быть повышена устройством пригрузок основания и низовой части откосов, выполняемых, как правило, из крупнообломочных или песчаных грунтов.

уплотнение грунтов- осуществляется различными способами и направлено на уменьшение пористости грунтов, создание более плотной упаковки минеральных агрегатов. Уплотнение укаткой; уплотнение тяжелыми трамбовками; вытрамбовывание котлованов-метод заключается в образовании в грунтовом массиве полости путем сбрасывания в одно и тоже место трамбовки , имеющей форму будущего фундамента. Затем полость заполняется бетонной смесью, после твердения которой образуется фундаментная конструкция;уплотнение грунта водопонижением.

закрепление грунтов- заключается в образовании искусственных структурных связей между минеральными частицами. Цементация; силикатизация; смолизация; глинизация и битумизация грунтов; электрохимическое и термическое закрепление грунтов.

№3

Нормативные и расчетные характеристики грунтов.

Различают нормативные и расчетные значения физических характеристик грунта. Для опред-я норматив. хар-ки нах-ся ср.арифм. значение рез-тов частных определений этой хар-ки:

n

Х=1/n  Xi

i=1

где n- число определений хар-ки (объем выборки); Хi- частные значения определяемой хар-ки.

Далее проверяют, не содержатся ли среди частных определений Хi данные с грубым отклонением от общей совокупности рез-тов. Исключению из общей выборки подлежат макс. или мин. значения Хi для кот-х выполняется условие Х-ХivSdis где v- статистический критерий, принимаемый по табл. ; Sdis – оценка среднего квадратичного отклонения:

n

Sdis=(1/n-1)  (X-Xi)2

i=1

Если такие отскоки отсутствуют, в кач-ве норматив. хар-ки принимают ср. арифм. знач-е Хн =Х. Если отскоки имеются, то эти значения исключаются из выборки, вновь определяется ср. арифм. и вновь делается проверка на наличие отскоков. После такой чистки д.б. n6. Принятое т.о. норматив. знач-е хар-ки из-за естеств. неоднородности грунта и огранич.кол-ва определений всегда на какую-то неопределенную величину отклоняется от истинного искомого знач-я (матем. ожидания) Следовательно, норматив. знач-е содержит некоторую погрешность. Чтобы снизить ее влияние на проект сооружения, в расчетах используются не нормативные, а так называемые расчетные хар-ки свойств грунтов. Расчетная хар-ка Х определяется делением нормативной хар-ки Хн на коэфф-т надежности по грунту g.

Для всех физ хар-к, кроме плотности грунта, СНиП допускает принимать g = 1. Коэф-т надежности по грунту при вычислении расчетн. знач-я плотности грунта устан-ся в зав-ти от изменчивости этой величины, числа определений и значений доверительной вероятности. Расчетное знач-е удельного веса грунта устан-ся по расчетному знач-ю плотности грунта умножением ее на ускорение свобод. падения.

9.5.7.2.13

№9Сбор проектных нагрузок на подошву фундамента

Расчет основания по расчетному давлению на грунт является этапом проектирования оснований по деформациям, поэтому его проводят на основное сочетание расчетн. нагрузок по СНиП. При возможности развития неравномерной осадки нежелательно как занижение, так и завышение нагрузок. В основное сочетание нагрузок входят постоянно действующие и времен. нагрузки, принимаемые с коэфф. сочетания. Постоянной нагрузкой явл-ся собств. вес конструкций сооруж-я.Под его действием уплотняются грунты основания. Факт. знач-е врем.нагрузок трудно определить точно. Расчетн. знач-я полезных нагрузок на перекрытия зданий при расчете по деформациям часто завышены. Если здание имеет однотипные несущие конструкции (н-р: внутр. и наруж. несущие стены) это приводит к более или менее одинаковому завышению осадки всех фундаментов. При разнотипных конструкциях (н-р здание с неполным каркасом и наруж. несущими стенами) это вызывает неодинаковую недогрузку фундаментов, что может привести к развитию неравномерных осадок.

При выборе кратковременных нагрузок важно учитывать длительность их воздействия. Если в основании залегают насыщенные водой глинистые грунты, медленно деформирующиеся по мере выдавливания воды из пор и развития деформаций ползучести, то кратковременные нагрузки (н-р порывы ветра) почти не отражаются на величине осадки. В связи с этим из числа т.наз. кратковременных нагрузок выбирают такие, кот-е действуют относит. продолжит. время. При быстро деформирующихся грунтах (пески, супеси) из кратковрем. нагрузок учитывают все с коэфф-том сочетания nc=0.9.

Рассм-е нагрузки дейст-т на конструкции сооруж-й, кот-е передают их на основания. Деформации основ-й приводят к деформациям констр-й. При неразрезной конструкции в местах с большей податливостью основания несущие констр-ии (колонны, стены) будут разгружаться и наоборот. Это приведет также к разгрузке соответ-х фундам-в и к доп. нагрузке фундам-тов, расположенных на участках основания с меньшей податливостью. В связи с этим треб-ся проводить расчеты с учетом совместной работы грунтов в основании, фундаментов и надземных конструкций. Однако вследствие трудности оценки изгибной жесткости надземных конструкций сооруж-я в целом при проектир-ии такие расчеты провод-ся относ. редко.
№5Жесткость и гибкость зданий и сооруж-й

Все сооруж-я можно разбить на 3 типа: 1. Абсолютно гибкие 2. Абсол-но жесткие 3. Обладающие конечной жесткостью. Абс-но гибкие- сооруж-я, при передаче нагрузки от кот-х в несущем слое и самом сооруж-ии не возникает дополн. напряжений (земляные насыпи, дамбы) Абсол-но жесткие- сооруж-я, кот-е не могут изгибаться, искривляться при передаче нагрузки от сооруж-я происходит перераспределение по подошве. В случае более плотных грунтов напряжение возрастает (доменные печи, различн. рода башни) При перераспределении напряжения в сооруж-ии возникают доп.усилия. Конечно-жесткие- при развитии неравномерных осадок они получают искривления т.к давление по подошве частично перераспределяется.В несущих констр-ях развиваются доп.усилия кот-е часто не учитываются. В рез-те возможно появление в них трещин. След-но необходимо уделять внимание совмест. работе грунтов основ-я несущих констр-й. Иногда сооруж-я обладают незначит. жесткостью, их можно считать практически гибкими. Они следуют за перемещениями поверхности грунта, т- е. получают искривления (невысокие одноэтаж. здания с разрезными балками покрытия).

В то же время на отд. участках небольшой протяженности они уменьшают неравномерность осадки. Обычно это вызывает появление в несущих констр-ях доп.усилий. При значит-х неравномерностях осадок усилия могут привести к разрушению кострукций – возникновению в них трещин.
№7Причины возникновения неравномерных осадок зданий и сооруж-й.

Осадки м.б. равномерными, неравномерными и абсолютными. Самые опасные- неравномерные, кот-е могут привести к деформации сооружений.

Причины: 1. Неоднородное напряженное состояние грунтов в основании. 2. Неравномерная сжимаемость грунтов в основании. Осадка каждого фундамента может состоять из 5 составляющих: S= Sуплот+ Sразупл+ Sвыпир+Sраструкт.+Sэкспл. где:

Sуплот- осадка уплотнения, образуется в рез-те развития упругих и остаточных деформаций уплотнения грунтов, а также влияния соседних фундаментов.

Неоднородность основания обусл-ется: 1. Выклиниванием слоев 2. Линзообразным залеганием различных грунтов 3. Неодинаковой толщиной слоев 4. Различием в плотности сложения грунта 5. Использованием слоев разных грунтов под отдельными частями сооруж-я.

Неоднородность напряженного сост-я грунтов в основании обусл-ся: 1. Неодинаковой загрузкой фундамента (более загруженный фундамент приходится делать большей ширины) 2. Взаимным влиянием загрузки соседних фундаментов. 3. Неодновременной загрузкой фундаментов при разных типах несущих констр-й. 4. Неполной загрузкой некоторых фундаментов.

Sразупл – осадка разуплотнения – развивается под воздействием нагрузки, кот-я не превышает веса грунта, вынутого при отрывке котлована. При его отрывке в основании уменьшаются напряжения и происходит разуплотнения грунта, кроме того под действием давления грунта располагающегося вокруг дна котлована, возникают упругие деформации искажения формы, при глубоких котлованах могут возникать и остаточные пластические деформации выпора в сторону котлована. Т.О. происходит неравномерное поднятие дна котлована.

Sвыпир – осадка выпирания- Осадка в рез-те выдавливания грунта из-под подошвы фундамента при развитии зон пластических деформаций.

Sраструкт – осадка раструктурирования- Происходит за счет нарушения технологии работ (в рез-те отрывки котлована нарушается природная структура грунта, изменяются физ.-мех. св-ва грунтов).Зависит от метереологич. воздействий грунтовых вод и газа, от динамических воздействий механизма, грубых ошибок строит-й. Метереолог. – промерзания, оттаивания, размягчения, набухания, высыхания, усадка.

Sэкспл – осадка в период эксплуатации – (решили достроить этаж)

Причины развития осадок м.объединить в 5 групп: 1.Уплотнение грунтов после начала экспл-ии сооруж-я (незаконченная фильтрационная консолидация и деформация ползучести грунта, постепенное увеличение полезной нагрузки, увеличение нагрузки сверх проектной). 2. Изменение положения уровня грунтовых вод 3. Ослабление грунтов основ-я подземными и котлованными выработками. 4. Динамические воздействия на грунты основания 5. Активность геологических процессов (карсты, оползни, землетрясения).
№2Виды грунтовых оснований. Физико-механические свойства грунтов.

Основание- это грунт, расположенный под зданием и воспринимающий от него нагрузку. Классиф-ся на естественные и искусственные. Естеств-е- грунт в природном состоянии способен нести нагрузку от здания. Если не может нести, и его различн. способами приводят в это состояние – назыв-ся искусственным. Искусств-е делятся на 3 группы по способу устройства: 1. Основания выполняют способом упрочения (в песчаное, пылеватое нагнетают жидкое стекло, цемент) 2. Уплотнение грунта (катками, трамбованием) 3. Замена грунта.

Должны учитываться согласно типа напластования грунтов. Все грунты условно м. разделить на 2 группы: слабые и надежные. Слабыми наз-т грунты, если их использование в кач-ве основания при строит-ве фундамента в открытых котлованах не может обеспечить надежного существования проектируемого сооружения. Надежными наз-т грунты, кот-е это обеспечивают. Слабые грунты м. заменить песчаной подушкой.




Физ-мех. св-ва. Грунт состоит из 3 составляющих: жидкая, твердая и газообразная. q1 – масса твердых частиц, q2 – вес, масса воды, V1- объем твердых частиц, V2 – объем пор, расположенных между частицами.

Плотность грунта - = (q1 +q2) /V – Отношение массы грунта к его объему. Плотность твердых частиц S = q1 /V1 Отношение массы твердых частиц к объему. Природно-весовая влажность:

= q1 / q2 - Отношение массы воды к массе твердых частиц. d = S / 1+ - Плотность сухого грунта. Пористость грунта: n = V2 / V- Отношение объема пор к объему самого образца. Содержание твердых частиц грунта- m = V1 /V

m+n = 1 . Коф-т пористости- е = n/m Число пластичности- Ip= WL -Wp где WL - влажность на границе текучести (опред-ся погружением стандартного конуса на глубину 10 мм в грунт) Wp влажность на границе раскатывания (опред-ся влажностью при кот-й грунт теряет способность раскатываться в жгут  2-3 мм.

По числу пластичности можно определить наименование грунта: Ip 1 – песок, 1 Ip 7- супесь, 7 Ip 17 – суглинок, Ip 17 – глина.

IL = (W- Wp) / (WL- Wp) – Показатель текучести- определяет в каком состоянии находится грунт ( твердое, полутвердое, пластичное и т.д.)

Основными параметрами механических св-в грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформаций явл-ся прочностные и деформационные хар-ки грунтов (угол внутреннего трения , удельного сцепления c, деформация грунтов Е, предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов RS).
№13Осадки фундаментов. Виды расчетов.

Осадки м.б. равномерными, неравномерными и абсолютными. Самые опасные- неравномерные, кот-е могут привести к деформации сооружений.

Осадка каждого фундамента может состоять из 5 составляющих: S= Sуплот+ Sразупл+ Sвыпир+Sраструкт.+Sэкспл. где:

Sуплот- осадка уплотнения, образуется в рез-те развития упругих и остаточных деформаций уплотнения грунтов, а также влияния соседних фундаментов.

Sразупл – осадка разуплотнения – развивается под воздействием нагрузки, кот-я не превышает веса грунта, вынутого при отрывке котлована. При его отрывке в основании уменьшаются напряжения и происходит разуплотнения грунта, кроме того под действием давления грунта располагающегося вокруг дна котлована, возникают упругие деформации искажения формы, при глубоких котлованах могут возникать и остаточные пластические деформации выпора в сторону котлована. Т.О. происходит неравномерное поднятие дна котлована.

Sвыпир – осадка выпирания- Осадка в рез-те выдавливания грунта из-под подошвы фундамента при развитии зон пластических деформаций.

Sраструкт – осадка раструктурирования- Происходит за счет нарушения технологии работ (в рез-те отрывки котлована нарушается природная структура грунта, изменяются физ.-мех. св-ва грунтов).Зависит от метереологич. воздействий грунтовых вод и газа, от динамических воздействий механизма, грубых ошибок строит-й. Метереолог. – промерзания, оттаивания, размягчения, набухания, высыхания, усадка.

Sэкспл – осадка в период эксплуатации – (решили достроить этаж)


n

S=   zp,i hi

i=1 Ei
Виды расчетов. Где S- общая осадка фундамента. n- число слоев в пределах сжимаемой толщи; hi – толщина i-го слоя грунта; Ei модуль деформации i-го слоя грунта; = 0,8. Дополнительное вертикальное напряжение- zp,i.

Для расчета осадок фундаментов наибольшее распространение получили метод послойного суммирования и метод эквивалентного слоя. Метод послойного суммирования- осадка находится только от одних вертикальных напряжений, действующих в основании по оси, проходящей через середину фундамента. После определения размеров подошвы фундамента, ось фундамента совмещают с литологической колонкой грунта и строят эпюры природного давления zg. Эпюра строится по оси фундамента, начиная от поверхности природного рельефа. Затем определяют доп. вертикальное давление на грунт -

P0 = PII - zg,0 Далее строят эпюру доп. вертикальных напряжений в грунте- zp

Эпюру строят по точкам, для чего толщи грунта ниже подошвы фундамента, делят на элементарные слои. Напряжение на границе каждого слоя определяют по формуле- zp = P0 . Полную осадку основания определяют по формуле общей осадки фундамента (дана вверху). Расчет заканчивают проверкой выплнения условия S Si. Sосадка, определяемая расчетом, Si – предельное значение этой величины, определяемое соотв. нормативными документами. Si = 8 см по СНиП.

Метод эквивалентного слоя. Осадка определяется с учетом жесткости формы подошвы фундамента и 3-х составляющих нормальных напряжений: z , y , x .
14.15.16.

№14

Виды свайных фундаментов и условия их применения.

Сваи- относительно длинные стержни погружаемые в грунт в готовом виде или изготавливаемые в грунте в вертикальном или наклонном положении

Свайным ф-том считают группу свай, объединенных сверху специальной к-цией в виде плит или балок, называемых ростверками, которые предназначены для передачи и равномерного распределения нагрузки на сваи

Свайные фун-ты устраиваются при наличии слабого слоя грунта в основании, когда возникает необходимость передачи давления от сооружения на более плотные грунты залегающие на некоторой глубине

Область применения для высотных ЗиС, в этом случае сваи более экономичнее, так как при их возведении объем земляных работ уменьшается

Сваи-стойки Свая прорезает слой слабого грунта и опирается на несжимаемый грунт Передает давление через сжатый конец и работает как сжатый стержень в упругой зоне Различают свайные ф-ты с низким ростверком, промежуточным и высоким

Низкий ростверк (рис 9 1 а) расположен ниже спланированной пов-ти земли Являясь частью свайного ф-та и взаимодействуя с грунтом основания , он способен передавать часть вертикального давления на основание по своей подошве и воспринимать горизонтальные усилия При уст-ве ростверка в зоне промерзания на него будут действовать нормальные и касательные силы морозного пучения, поэтому низкие ростверки в пучиноопасных грунтах рекомендуется располагать ниже зоны промерзания

В свайном ф-те с низким ростверком в совместной работе участвуют сам ростверк, сваи и грунт, находящийся в межсвайном пространстве, причем сваи работают в основном на сжатие

Промежуточный ростверк (рис) устраивают непосредственно на пов-ти грунта без заглубления и используют при устройстве свайных ф-тов на непучинистых грунтах В связи с тем что верхние слои грунта, как правило, имеют низкую несущую способность, промежуточные ростверки не могут передавать вертикальное давление по своей подошве

Высокие ростверки (рис 9 I в расположены на некотором расстоянии от пов-ти земли Свайный ф-т с таким ростверком применяют под внутренние стены гражданских и жилых зд-ий с техническими подпольями, мостовые опоры

Для увеличения жесткости при действии горизонтальных нагрузок забивают наклонные сваи Такие к-ции рассчитывают как плоские или пространственные рамы, в которых ростверк считается жестким или гибким ригелем, а сваи вертикальными или наклонными стойками, работающими на изгиб, внецентренное сжатие и растяжение .

Ф-?ы из одиночных свай используют только под легкие каркасные зд-я, когда нагрузку, передаваемую колонной, может воспринять одна свая

Ленточные ф-ты (рис 9 2 а ) применяют под несущие стены и другие протяженные к-ции Сваи в ф-те располагают в один, два или более рядов в линейном или шахматном порядке

Рис. Виды свайных фундаментов

Кусты свай ( рис) используют под отдельные опоры Кол-во свай в ф-те не менее трех

Сплошные свайные поля (рис ) применяют под тяжелые многоэтажные и башенные соор-я, имеющие небольшие габариты в плане Поля могут состоять из одиночных свай, кустов или системы свай под ленточные ф-ты
№15

Несущая способность свайного фундамента.

Определяется по прочности материала и по прочности грунта из них принимается меньшее. При расчете свай по прочности материала свая рассматривается как стержень жестко защемленный в грунте расположенный на расстоянии l1 от подошвы ростверка:l1=l0+2/e.

l0-длина сваи от подошвы ростверка до уровня поверхности грунта.

e- коэфф. деформации по СНиПу.

Для набивных свай; 2/e=l,.

l- глубина погружения набивной сваи.

При расчете по прочности материала определяется максимальное продольное усилие которое должно отвечать условию: NM?св**(Rb A+Rsc As)

NM- продольное усилие от расчетных нагрузок.

св- коэфф. учитывающий продольный изгиб сваи

Rb- расчетное сопративление бетона осевому сжатию.

А- площадь поперечного сечения сваи.

Rsc- расчетное сопративление арматуры сжатию.

As- поперечное сечение всех продольных стержней арматуры.

Определение несущей способности свай-стоек.

Несущая способность зависит от прочности грунта под нижним концом сваи; F=c*R*A. c- коэфф. условия работы =1;R- расчетное сопративление грунта

А- площадь поперечного сечения сваи у нижнего конца.

Определение несущей способности сваи-трения.

Практический метод.; Fd=c*(CR*R*A+U*Z*cf*fi*hi)

c- коэфф. условия работы;CR- коэфф. условия работы сваи под нижнем концом.

cf-коэфф. условия работы по боковой поверхности сваи.

R- расчетное сопративление грунта под нижним концом сваи.

А- площадь опирания сваи на грунт;U- периметр поперечного сечения сваи.

fi- расчетное сопративление сдвигу по боковой поверхности сваи в итом слое грунта;hi- толщина итого слоя грунта.

Динамический метод: Fu=*A*M/2*[1+(4*Ed/*A*Sa)*(m12(m2+m3))/(m1+m2+m3)-1]


- коэфф. зависящий от упругих свойств бетона.А- площадь поперечного сечения сваи с включением пустот.

М- коэфф. зависящий от вида грунта под концом сваи.Ed-расчетная энергия удара молота.;ع-коэфф. восстановления удара.

m1-масса молота;m2-масса сваи с наголовником ;m3-масса подбабкаSa-остаточный отказ.
№16

Фундаменты глубокого заложения- опускные колодцы. Условия погружения, проверка на всплытие.

Данный тип фундаментов применяют при возведении уникальных сооружений - с большими нагрузками на основание, а также при строительстве заглубленных помещений зданий, подземных гаражей, пешеходных переходов и туннелей и др.

Фундаменты глубокого заложения следующими специфическими особенностями: 1) не требуют предварительной разработки котлованов;

2)работа грунта под действием внешних нагрузок происходит иначе, чем у фундаментов в открытом котловане, в частности исключается выпирание грунта на поверхность;

3)условия работы фундамента глубокого заложения позволяют передавать на них
значительные горизонтальные нагрузки и моменты;

4) несущая способность таких фундаментов существенно выше, так как вер­тикальные нагрузки воспринимаются не только грунтом под подошвой фундамента, но и силами трения, развивающимися по боковой поверхности

В настоящее время применяют следующие типы фундаментов глубокого заложения: опускные колодцы и кессоны, глубокие опоры (набивные столбы), фундаменты, возводимые методом «стана в грунте».

Опускной колодец представляет собой сборную или монолитную железобетонную конструкцию, которая может иметь прямоугольное или кольцевое очертание в плане. Тяжелые массивные опускные колодцы выполняют, как правило, в монолитном варианте (рис а), а облегченные — в виде сборных свай-оболочек.

а)

Массивный опускной колодец погружается в грунт следующим образом. На поверхности основания возводят пустотелую нижнюю часть фундамента (рис, в).

Затем, используя землеройные механизмы, через вертикальную полость извлекают грунт. Под действием собственного веса колодец погружается (рис. г).

По мере опускания колодец можно наращивать, получая фундамент требуемой глубины. По достижении проектной отметки нижнюю часть колодца заполняют бетонной смесью, увеличивая площадь подошвы фундамента. При возведении канализационных насосных станций известны случаи погружения опускных колодцев диаметров до 70 м на глубину более 70 м.

Для погружения колодца в окружающий фунт нижнюю часть колодца выполняют в виде специального ножа из листовой стали, закрепляемого с помощью закладных деталей (рис. 11.2, а), а для уменьшения трения фунта о стенки колодца при погружении с внешней стороны делают небольшой уступ, и образующийся зазор заполняют раствором бентонитовой глины, которая поддерживает стенки фунта в процессе погружения (рис. 11.2,6)



Рис. Конструктивные детали и нагрузки, действующие на колодец.
Колодец не всплывет, если будет вып-ся условие: (G +0.5T) (AW HW W) em

G- суммарный вес оболочки колодца и днища (кн) определяемый с коэф-том надежности по нагрузке 0,9;

Т- сила трения по наружной поверхности колодца, кн;

АW- площадь колодца по внешнему периметру ножа, м2;

НW – расстояние от уровня подземных вод до низа ножа;

em- 1,2- коэф-т надежности на всплытие .

Если условие не выполняется, то необходимо предусмотреть устройство анкерных креплений или увеличить вес колодца.

10.18

10

Расчетные схемы фундаментов. Принципы расчета

размеров подошвы.

Определение подошвы центрально нагруженных фун-ов. Центрально нагруженными называются фун-ты у которых равнодействующая всех сил проходит через центр тяжести площади его подошвы. Порядок расчета:

Задаются глубиной заложения фун-та

О
Non

Ggn
пределяют максимальное расчетное значение нагрузок действующих на его обрез.

Gfn –нагрузка от фун-та

Ggn- нагрузка от обратной засыпки

Non – внешние нормальные нагрузки.

3) Определяется реактивное давление грунта:

Ри=Non+ Gfn+ Ggn

А

А-площадь фун-та.

Реактивное давление грунта должно быть меньше расчетного сопративления грунта основания. Ри?R.

Расчетное сопративление грунта определяется исходя из опыта стр-ва в определенной местности а также по СНиПу.

4) Определяется величина подошвы фун-та. А=Non/(R-md).

m- средний удельный вес грунта и материалов.

d- глубина заложения фун-та от планировочной отметки.

5) Подбирают размеры подошвы фун-та с округлением до 10см.

Для ленточных фун-ов площадь определяется на участке длиной в 1м.

По полученным значениям подбирают фундаментные плиты. Затем уточняется величина расчетного сопративления грунта основания, если условмя не выполняются , то размеры меняются. Если условие выполняется, то определяют размеры уступов и производится проверка.

Ри=Non+ Gfn+ Ggn ?R.

А

Определение размеров внецентренно нагруженных фун-ов. - это те фун-ты в которых равнодействующая всех сил не проходит через центр тяжести площади подошвы

Первоначально фун-т проектируют как центрально нагруженный. е?0,003в. Если е0,003в , то площадь подошвы увеличивают на 20-30%. При получении среднего значения площади находят средний вес фун-та с обратной засыпкой и определяют Nn, Mn, Pmax. Для того чтобы определить минимальный размер фун-та увеличивают размер подошвы в направлении эксцентриситета и уменьшают в перпендикулярном направлении.

Nn=Non+Ggn+Gfn

Mn=Mon+MNon+MQon+MGgn+MEa+MGfn

Q=Qon+Ea

Pmax min=Nn/A  Mn/W; W=b2*l/6

Фундаменты работающие на выдергивание.




=Gf+Gg+Ea+tg

No

Ea-реактивное расчетное сопративление грунта действующее по контуру подошвы фун-та.

No



Gf


Gg

Гибкий фун-т это фун-т у которого деформации приводят к перераспределению реактивных давлений грунта по подошве. В этом случае решается задача взаимодействия фун-та и основания при этом определяются контактные напряжения.

1

метод «Прямолинейной эпюры».


Давление меняется по прямолинейной эпюре при этом действующие моменты определяются M=Mp-Pi*li+Mi

Mp-момент от площади эпюры реактивных давлений расположенных левее расчетного сечения.

Pi*li-сумма моментов от нагрузок передаваемых от колонн расположенных левее расчетного сечения фун-та.

li- расстояние от колонны до расчетного сечения.

Mi- сумма внешних моментов.

2 метод “Местных деформаций”

Балка опирается на систему независимых пружин и реактивное давление упругого оснавания в любой точке определяется из выражения где

N=Cz*z

Cz- коэф. осадки

z- осадка фун-та в расчетной точке

3 метод «Общих деформаций»

При расчете по этому методу грунт рассматривается как упругое тело при этом учитывается степень гибкости фун-та и характер нагрузок и в результате определяется реактивное давление по подошве.
18

Монолитные и сборные «стены в грунте»

Сооружение стены в грунте начинается с обустройства сборной или монолитной форшахты. Форшахта служит направляющей для землеройных машин, опорой для подвешивания армокаркасов, бетонолитных труб, сборных ж\бет. панелей и т.п. и обеспечивает устойчивость стенок в верхней части. Форшахту обычно устраивают в траншее, отрытой по контуру будущей стены на глубину 0,7-0,8 м, Внутр. расстояние между стенками форшахты принимают на 10-15 см больше ширины траншеи. После устройства форшахты приступают к отрывке траншеи. Отрывку ведут отдельными захватками длиной 4-6 м. Откопав первую захватку на всю глубину стены (до 30-50 м), по ее торцам устанавливают ограничители из стальных труб или ж/б столбов, арматурные сетки и методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) укладывают бетонную смесь. Затем переходят к захватке «через одну», а после ее устройства- к промежуточной и т.д., в рез-те чего получается сплошная стена. Такой метод устройства стены в грунте наз-ся методом последовательных захваток или секционным методом.

Для удержания стен захватки против обрушения по мере углубления в нее подливают тиксотропный глинистый раствор. Уровень раствора должен быть всегда выше уровня подземных вод, чтобы исключить фильтрацию воды из грунта в траншею. Для приготовления глинистых растворов используют бентонитовые глины, а при их отсутствии – местные глины.

Разработка грунта в траншеях ведется экскаваторами типа «обратная лопата» с удлиненной стрелой и узким ковшом, позволяющими отрывать траншеи глубиной до 7-8м, и двухчелюстными грейферами, подвешанными на канате стрелы крана экскаватора.

Наряду с монолитным бетоном формирование стены в грунте можно осуществлять заполнением секций траншей сборными ж/б панелями. Для удобства монтажа толщина панелей принимается на 6-10 см меньше ширины траншеи, а образовавшиеся зазоры заполняют специальным цементно-песчаным или цементно-глинистым тампонажным раствором.

При устройстве стен из сборных ж/б панелей появляется возможность устройства стен с выступами, окнами для пропуска анкеров, закладных деталей для крепления панелей и т.д.

После возведения «стены в грунте» по всему периметру сооружения (массивного фундамента, заглубленного помещения и т.п.) удаляют грунт из внутр. пространства и возводят внутр-е конструкции. Устойчивость стены при удалении грунта обеспечивается ее заделкой в основание. Если заделки в основание недостаточно, то проектом должны предусматриваться распорные или анкерные крепления.

21.23

21

ФУНДАМЕНТЫ НА СТРУКТУРНО-НЕУСТОЙЧИВЫХ ГРУНТАХ.

К структурно- неустойчивым грунтам относятся лессовые грунты, грунты, находящиеся в мерзлом и вечномерзлом состоянии, рыхлые пески, илы, пылевато -глинистые набухающие грунты

Развитие значительных неравномерных осадок происходит из-за нарушения их природной структуры, которое возможно в результате механических и физических воздействий

К основным физическим воздействиям относятся увлажнение грунтов (лессов и набухающих глин), оттаивание грунтов (мерзлых), химическая и механическая суффозия, выветривание Такие воздействия опасны, когда при разрушении структурных связей грунты теряют свою прочность и резко увеличивают деформативность

К основным механическим воздействиям относятся приложение внешней нагрузки, динамические импульсы (вибрация, колебания при ударах и др ), перемятие грунтов

Возведение и эксплуатация соор-ий на таких грунтах весьма затруднительны, поэтому при проектировании необходимо учитывать условия, при которых возможно нарушение природной структуры и развитие просадки, и принимать меры, направленные на устранение таких явлений

В зависимости от условий проявления просадки толщи просадочных грунтов на строительной площадке подразделяют на два типа

I тип — грунтовые условия, при которых возможна просадка от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса грунтов не происходит или не превышает 5 см;

П тип — грунтовые условия, при которых просадка происходит от внешней нагрузки и собственного веса и значение последней превышает 5 см




Рис Варианты устройства фундаментов при залегании в основании лессовых грунтов

I типа просадочности

1— просадочный грунт, 2 —уплотненный грунт 3 — непросадочный грунт,

4 — подушка из послойно уплотненного грунта, 5 — сваи прорезывающие слой

лессового грунта,




Рис. Варианты устройства фундаментов при залегании в основании лёссовых грунтов

II типа по просадочности:

I — зова закрепления, 2 — просадочный грунт; 3 — непросадочный грунт; 4 — песчаная свая; 5— буронабивная свал суширением;

22

Фундаменты на просадочных грунтах

Трудность строит-ва на лессовых просадочных грунтах состоит в том, что после окончания строит-ва, когда осадка фундамента стабилизируется, или после ряда лет экспуатации сооруж-й при обводнении грунтов в основании происходят большие и часто неравномерные деформации, назыв-е просадками. Просадки лессовых грунтов возникают при одновременном воздействии двух факторов: нагрузок от сооружений и собств. веса грунтовой просадочной толщи и замачивания при подъеме горизонта подземных вод или за счет внешних источников.

Типы грунтовых условий строит. площадки по просадочности: 1 тип- просадка грунта происходит в осн-м в пределах участка от внешней нагрузки, а просадка от собств. веса не превышает 5 см; II тип- наряду с просадкой грунта от нагрузки, передаваемой фундаментом, в нижней части просадочной толщи просадка превышает 5 см.

При 1 типе толщи лессовых грунтов пл просадочности и мощности ее не более 5-6 м для устранения просадочности применяют след. способы: 1. Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками. 2. Устройство уплотненной подушки из местного грунта. Подушку делают над слоем грунта, уплотненного при оптимал. влажности тяжелыми трамбовками ли иным способом. 3. Уплотнение грунтов предварительным замачиваем с примен-ем подводных взрывов. 4. Забивку ж/б свай с прорезкой всей просадочной толщи грунтов и передачей давления на подстилающие непросадочные грунты.

При II типе толщи лессовых грунтов по просадочности применяют след. способы:

1. Прорезку просадочной толщи забивными ж/б сваями; 2. Устройство набивных свай с уширенной пятой; 3. Закрепление грунтов 4. Уплотнение грунтов грунтовыми сваями 5. Уплотнение грунтов предварительным замачиванием и взрывами в скважинах с последующим уплотнением 3-5 метровой толщи подводными взрывами или тяжелыми трамбовками.
23

Фундаменты в условиях вечномерзлых грунтов

Используют 2 принципа проектирования и строит-ва на террит-х с вечномерзлыми грунтами. По принципу 1- в основании зданий и сооружений сохраняют вечномерзлое состояние грунтов как в процессе строит-ва, так и в процессе всего периода эксплуатации. По принципу II- в основании зданий и сооруж-й используют предварительно оттаянные грунты или грунты, оттаивающие в период эксплуатации.

Сохранение вечномерзлого состояния грунтов в основании зданий по принципу 1 обычно обеспечивается след. приемами: возведением зданий на подсыпках; теплоизоляцией поверхности грунта под полом зданий; устройством вентилируемых подполий; расположением на 1 этаже неотапливаемых помещений; прокладкой под полом зданий вентиляционных каналов; искусственным охлаждением грунтов в помощью спец. установок. Наибольшее распространение по 1 принципу получили свайные фундаменты. Глубина заделки свай в вечно мерзлые грунты должна составлять не менее 2 м, а для опор мостов более 4 м. Использование обычных забивных свай возможно только в пластично-мерзлых грунтах. Применение свай в условиях твердомерзлых грунтов и мерзлых скальных оснований требует специал. способов их устройства. Буроопускные сваи- применяют в любых грунтовых условиях при температуре грунта ниже -0,50 С. Сначала в основании пробуривают скважины диаметром на 5-10 см превышающим поперечный размер сваи. Бурозабивные сваи – устраивают забивкой свай в предварительно пробуренные лидерные скважины, имеющие диаметр, несколько меньший размера свай. Опускные сваи изготавливают методом вмораживания и применяют в твердомерзлых грунтах с содержанием крупнообломочных включений не более 15% при t0 грунта ниже -1,50 С.

Чаще отдельные фундаменты устраивают по II принципу. В таком случае их делают аналогично фундаментам в условиях обычного сезонного промерзания. При относительно малой прочности и большой деформируемости оттаявших грунтов иногда приходится делать ленточные фундаменты под колонны и стены, применять фундаментные плиты и искусств-е улучшение грунтов. На эти фундаменты, особенно ленточные, часто воздействуют значит. силы пучения. Для увеличения устойчивости фундаментов, подвергающихся воздействию значит. сил пучения, их делают монолитными анкерного типа или стремятся уменьшить суммарные силы пучения, принимая в верхней части фундамента наименьшее сечение, т.е. стремятся уменьшить площадь смерзания грунта с фундаментом.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации