Содержание, карта.

Фундаменты возводимые в открытых котлованах


Строй-справка.ру

Навигация: Главная → Все категории → Фундаменты

Классификация фундаментов, возводимых в открытых котлованах

Классификация фундаментов, возводимых в открытых котлованах

В условиях современного строительства достаточно большое количество фундаментов устраивают в предварительно вырытых открытых котлованах.

Существует несколько признаков, по которым классифицируют фундаменты, возводимые в открытых, котлованах.

По материалу, из которого они изготовлены, фундаменты бывают бетонные, бутобетонные, из каменной или бутовой кладки и железобетонные. В некоторых, достаточно редких случаях в качестве материала фундаментов используют дерево (в водонасыщенных грунтах или при возведении временных сооружений) или металл (для сборно-разборных сооружений).

По условиям изготовления различают фундаменты монолитные, возводимые непосредственно на месте строительства, и сборные, монтируемые из отдельных, заранее изготовленных элементов. Последний тип фундаментов получил наибольшее распространение, так как он обеспечивает максимальное снижение трудозатрат и существенно сокращает сроки строительства.

Конструкция фундамента и материал, из которого он изготовлен, должны обеспечивать необходимую прочность, морозостойкость и сопротивляться набуханию, поскольку на подземные конструкции помимо внешних нагрузок вредное влияние оказывают подземные воды. Этим требованиям в наибольшей степени соответствует бетон, а иногда с целью уменьшения расхода цемента используют бутобетон. Существует номенклатура сборных блоков для фундаментов, выполняемых из бетона и бутобетона (сплошные и пустотелые фундаментные, стенные блоки и блоки-подушки небольшой ширины).

Фундаменты из каменной и бутовой кладки в настоящее время используют довольно редко, так как они требуют очень больших трудозатрат.

Наиболее широко распространенным материалом для устройства фундаментов является железобетон, который используют для возведения различных типов фундаментов, как в монолитном, так и сборном варианте, поскольку он обладает требуемой морозостойкостью и водонепроницаемостью (при определенной плотности). Промышленность строительных материалов выпускает широкую номенклатуру сборных конструкций, используя которые можно монтировать фундаменты различных конструктивных решений, удовлетворяющих практически всем запросам промышленного строительства.

Монолитные фундаменты применяют реже, чем сборные, однако они могут оказаться целесообразными при отказе от использования опалубки, т. е. при бетонировании в распор со стенами котлованов и траншей, особенно если последние получены в результате бурения скважин или предварительным вытрамбовыванием ложа.

По условиям работы фундаменты подразделяют на жесткие, воспринимающие в основном сжимающие усилия, и гибкие, при работе которых образуются деформации изгиба, влияющие на распределение давления по Подошве.

По форме фундаменты можно отнести к следующим основным типам: ленточные, отдельные, сплошные и массивные.

Ленточные фундаментычаще всего выполняют под стены зданий (рис. 5.1, а), иногда для придания большей жесткости и обеспечения выравнивания осадки сооружения используют ленточные фундаменты под колонны в виде одиночных (рис. 5.1, б) или перекрестных (рис. 5.1, в) лент. Уменьшения давления по подошве фундаментов данного типа можно добиться только за счет увеличения размеров в поперечном направлении.

Рис. 5.1. Ленточные фундаменты: 1 — стена; 2 — фундаментная подушка; 3 — колонна

Отдельные фундаменты обычно устраивают цод колонны каркасных зданий (рис. 5.2), иногда отдельные фундаменты применяют и под стены бескаркасных сооружений (столбчатые фундаменты), если в основании залегают надежные грунты и нагрузка на фундаменты невелика (рис. 5.3). Отдельные фундаменты под колонны используют в случаях, когда неравномерности осадок не превышают предельно допустимых значений, поскольку такие фундаменты не оказывают существенного влияния на жесткость зданий и неспособны выравнивать осадки. Изменять давление в основании этих фундаментов можно, варьируя длину и ширину подошвы.

Рис. 5.2. Отдельный фундамент

Рис. 5.3. Отдельные (столбчатые) фундаменты

Сплошные фундаменты выполняют, как правило, под всем зданием или сооружением в виде сплошных железобетонных плит. Их можно располагать под стены или колонны (рис. 5.4, а). В некоторых случаях для создания большей жесткости сплошной фундамент возводят в плитнр-балочном варианте (рис. 5.4, б). Существуют и другие конструктивные решения сплошных фундаментов; они могут быть коробчатыми (рис. 5.4, в), а также в виде цилиндрических оболочек (рис. 5.4, г) или оболочек двоякой кривизны (рис. 5.4, д).

Сплошные фундаменты, работая на изгиб, выравнивают осадки в двух взаимно перпендикулярных направлениях, обеспечивая совместную работу основания и всего здания. Наибольшей жесткостью обладают коробчатые фундаменты, которые используют в зданиях, передающих на основание неравномерно распределенные нагрузки значительной интенсивности.

Массивные фундаменты выполняют в виде сплошного жесткого массива под все сооружение. Фундаменты данного типа используют при строительстве дымовых труб, доменных печей, опор мостов мачтовых сооружений, отличительной особенностью которых являются относительно небольшие размеры в плане по сравнению с сооружением, при значительных вертикальных и горизонтальных нагрузках, передаваемых на основание.

Рис. 5.4. Сплошные фундаменты

Похожие статьи: Основания под фундаменты зданий и сооружений

Навигация: Главная → Все категории → Фундаменты

Статьи по теме:

Фундаменты, возводимые в открытых котлованах, их классификация

В современном строительстве распространено устройство фундаментов в открытых котлованах. Классифицируют такие фундаменты по нескольким признакам:

  • по используемому материалу: фундаменты бывают бетонные, железобетонные, металлические (винтовые сваи) бутобетонные, из каменной и бутовой кладки, крайне редко используют дерево (для временных построек).
  • по способам изготовления различают монолитные фундаменты и сборные. Монолитные фундаменты возводят непосредственно на месте строительства объекта. Сборные фундаменты монтируют из заранее изготовленных сборных элементов.
  • Монолитные фундаменты выполняют из бетона, арматуры, щебня песка и др. Материал сборных блоков: бетон, бутобетон (для сплошных и пустотелых фундаментов, стенных блоков).

    Каменная и бутовая кладка фундаментов встречается все реже, их устройство трудоемко и не надежно.

    В настоящее время самым надежным материалом для строительства фундамента является железобетон, он обладает высокой прочностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью. Железобетон применяют при строительстве монолитных фундаментов и в производстве сборных блоков.

  • по форме фундаменты делятся на ленточные, сплошные, отдельные и массивные.

Ленточные фундаменты.

Устраивают под стены строящихся конструкций, под колонны (одиночные или перекрестные ленты) для обеспечения большей жесткости и выравнивания осадки сооружения. Увеличивая размер ленточного фундамента в поперечном направлении, можно добиться уменьшения давления по периметру подошвы фундамента.

Отдельные фундаменты.

Сооружают при наличии надежных грунтов и малой предполагаемой нагрузки на основание. Выполняют под колонны зданий каркасного типа или под стены бескаркасных конструкций, если неравномерность осадок в пределах нормы, т.к. отдельные фундаменты не оказывают существенного влияния на жесткость строения. Изменяя длину и ширину конструкции фундамента можно изменять давление в основании.

Сплошные фундаменты.

Представляют собой сплошные железобетонные плиты под всем зданием, а также под стенами или колоннами. По конструктивному решению сплошные могут быть плитно- балочными, коробчатыми, в виде цилиндрических оболочек или оболочек двоякой кривизны.

Наибольшую жесткость имеют коробчатые фундаменты, применяемые в случаях, когда присутствуют значительные нагрузки на основание с неравномерным распределением.

Массивные фундаменты.

Выполняют под дымовыми трубами, доменными печами, под опоры мостов, мачт. Фундаменты такого типа представляют собой сплошной жесткий массив относительно небольших размеров, принимающих значительные горизонтальные и вертикальные нагрузки, передаваемые на основание.

11. Основные конструкции фундаментов в открытых котлованах

Фундаменты зданий и сооружений конструируют, учитывая совместную работу сооружения и грунтов основания, причем конструкция фундамента во многом определяется типом возводимого здания. Под стены бескаркасных зданий наиболее целесообразно приме­нять ленточные фундаменты, при возведении которых на дно котлована насыпают слой песчаной подготовки толщиной 6...10 см, который в дальнейшем выравнивают с последующей укладкой на него типовых блоков-подушек, распределяющих нагрузку от стен здания на основание. На блоки-подушки устанавливают в несколько рядов типовые стеновые фундаментные блоки.

В некоторых случаях устраивают прерывистые ленточные фундаменты (рис. 5.5), позволяющие полу­чать существенную экономию материа­лов. Применение прерывистых фундамен­тов допускается, при надежных грунтах и относительно небольших нагрузках. За­зоры между плитами заполняют песком с последующим уплотнением.

Блоки-подушки ленточных фундамен­тов могут быть сплошными (рис. 5.6, а, б), ребристыми (рис. 5.6, в) и пустотными (рис. 5.6, г). Сплошные плиты используют при значительных нагрузках, а ребристые и пустотные — при небольших, причем применение последних позволяет полу­чать экономию строительных материа­лов. Стены фундаментов собирают из сплошных или пустотелых стеновых фун­даментных блоков.

Отдельные сборные фундаменты при­меняют под колонны каркасных зданий. В зависимости от размеров такие фундаменты могут быть цельными или составными.

Железобетонные монолитные фундаменты проектируют как из­гибаемые конструкции на сжимаемом основании с учетом совмест­ной работы сооружения с грунтом. Сечение и арматуру таких фундаментов назначают с учетом правил проектирования, предъяв­ляемых к железобетонным конструкциям.

Устройство верхней части фундамента зависит от типа опира­ющихся конструкций и характера передаваемых усилий. Под колон­ны каркасных зданий в фундаментах устраивают стаканы (рис. S.10, а) или предусматривают жесткий стык (рис. 5.10, б), для чего в монолитном фундаменте устанавливают специальную арматуру. Пои использовании железобетонных колонн каркаса стаканную

часть фундамента располагают на отметке — 0,150 от поверхности земли, чтобы засыпать пазухи до монтажа колонн, при металличес­ких колоннах обрез фундамента располагают значительно ниже, так чтобы металлический подколенник располагался ниже планировоч­ной отметки.

Монолитные железобетонные конструкции в зависимости от действующих усилий, грунтовых условий и размеров опирающихся на них конструкций могут быть одно-, двух- и трехступенчатыми.

Под подошвой монолитных фундаментов устраивают подготов­ку из тощего бетона или слоя щебня, втрамбованного в грунт, политого цементным раствором, что обеспечивает предотвращение вытекания цементного молока в грунт (при наличии в основании фильтрующих грунтов), взаимодействия бетонной смеси с грунтом, а также возможность погружения арматуры в грунт. При наличии в основании плотных грунтов, фильтрационная способность кото­рых низка, подготовку не устраивают, принимая в этом случае толщину защитного слоя бетона 5...8 см.

Фундаменты, возводимые в открытых котлованах. (Лекция 4) - презентация онлайн

Основные типы фундаментов мелкого заложения Требования, предъявляемые к фундаментам: 2) оценка инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства; Классификация оснований Типы грунтов и требования к основанию 3) выбор глубины заложения фундамента; Глубина заложения фундаментов должна определяться с учетом: Значения нормативной глубины сезонного промерзания грунта Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

Фундаменты, Фундаменты, возводимые возводимые вв открытых открытых котлованах котлованахПо виду заложения : Классификация фундаментов 1.мелкого заложения; 2.глубокого заложения (в виде оболочек, опускных колодцев, кессонов); 3.свайные. По материалу: 1.бутовые; 2.бутобетонные; 3.бетонные; 4.железобетонные. По способу изготовления: 1.монолитные; 2.сборные. По конструктивному решению: 1.столбчатые (отдельностоящие); 2.ленточные (сплошные и прерывистые; 3.плитные; 4.коробчатые; 5.щелевые. По характеру нагружения: 1.центрально нагруженные; 2.внецентренно нагруженные. По способу опирания на грунт : По характеру работы под нагрузкой: 1.на естественном основании; 1.жесткие (работающие на сжатие); 2.на искусственном основании. 2.гибкие (работающие на растяжение и скалывание).МАЛОЗАГЛУБЛЕННЫЙ МОНОЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ («плавающий фундамент» на грунте)СВАЙНО - РОСТВЕРКОВЫЙ ФУНДАМЕНТ КОМБИНИРОВАННЫЙ ФУНДАМЕНТ а – отдельный фундамент под колонну; б – отдельные фундаменты под стену; в – ленточный фундамент под стену; г – то же, под колонны; д – то же, под сетку колонн; е – сплошной (плитный) фундамент.На выбор типа фундамента влияют множество факторов, к которым относятся: 1.состояние и тип грунта на отведенном участке; 2.глубина промерзания грунта; 3.наличие грунтовых вод; 4.конструкция и нагрузка от несущих конструкций здания; 5.наличие подвалов; 6.срок службы здания; 7.материалы для строительства фундамента; 8.наличие подземных коммуникаций на участке, предназначенном для строительства.1) прочность; 2) устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента; 3) пространственная жесткость; 4) устойчивость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессивности среды; 5) стойкость к атмосферным факторам (морозостойкость; пучение грунтов при замерзании); 6) соответствие по долговечности сроку службы здания; 7) индустриальность; 8) экономичность.Последовательность Последовательность проектирования проектирования фундаментов фундаментов мелкого мелкого заложения заложения Основные этапы проектирования включают:1) сбор нагрузок на обрез фундамента: При расчете по деформациям необходимо рассматривать расчетные нагрузки с коэффициентом перегрузки равным 1. Нагрузки Постоянные Временные (вес конструкций, грунтов) Длительные (оборудование, склад. материалы, крановые воздействия…) Кратковременные (ветер, снег, вес людей, ремонтных материалов…) Особые (сейсмические, аварийные) Расчет оснований и фундаментов ведется на основное сочетание нагрузок (постоянные + временные). 11Основанием называют толщу природных напластований горных пород, которые воспринимают нагрузку от вышележащих конструкций и взаимодействуют с ними. Основания называют естественными, если они сложены природными грунтами или скальными породами в условиях естественного залегания. Основания из предварительно уплотненных или укрепленных тем или иным способом грунтов называют искусственными.Основные требования к основанию: достаточная прочность ( т.е. малая сжимаемость и неподвижность), однородность, непучинистость, стойкость к воздействию текучих и агрессивных вод. Скальные грунты Песчаные грунты Торфяные грунты Глинистые грунты Лессовые грунты ПлывуныК слабым грунтам относятся: пески любой крупности в рыхлом состоянии, пески пылеватые водонасыщеные, глинистые грунты с коэффициентом консистенции свыше 0,5 (текучие и текучепластичные), торф и заторфованные грунты, илы, грунты при Е ≤ 5 МПа и ϕ = 4 … 10°, и т.д.назначения, конструктивных особенностей сооружения (наличия и размеров подвалов, фундаментов под оборудование и т.д.); размера и характера нагрузок и воздействий на фундаменты; глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, глубины прокладки коммуникаций; существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории; инженерно-геологических условий площадки строительства; гидрогеологических условий площадки (уровня подземных вод, также возможного его изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения, агрессивностиГлубина заложения фундаментов определяется 3мя факторами: I. Инженерно-геологическими и гидрологическими условиями строительной площадки. II. Климатическими особенностями района строительства. III. Конструктивными особенностями возводимого здания, а также соседних сооружений. d Песок несущий слойI. Инженерно-геологические условия Все инженерно-геологические условия на строительной площадке можно свести к трем схемам: Однородный хороший (надежный) грунт (обеспечивает надежное существование проектируемого сооружения) R 200МПа 250МПа Оба слоя надежные, на какой ставить фундамент? Здесь вопрос должен решаться на основании технико-экономического сравнения вариантов (Т.Э.П.)2-схема С поверхности залегает слабый грунт, который на некоторой глубине подстилается надежным3схема Слоистое напластование. Такой геологический разрез может иметь несколько слоев по глубине. dmin надежный слабый надежный эпюра z Закрепленный грунт Все варианты фундаментов 2-схемы применимы и для 3 схемыII. Климатические особенности района Подошву фундамента необходимо закладывать на глубине, не превышающей глубину промерзания грунта! При промерзании грунта вода, заполняющая поры между частицами, расширяется и деформирует грунт, выпучивая его кверху. df τ τ τ = до 2… 3 кг/см τ τ σ σ> 8 кг/см2 τ – касательные силы пучения; σ – df - расчетная глубина промерзания грунта; нормальные силы пучения; пучение поверхности грунта. Пучению подвержены пылеватые пески, мягкопластичные и текучие суглинки и глины.определяется по формуле df = khdfn , (4.1) где kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения и принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых зданий — по таблице; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий kh = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.III. 1. 2. 3. 4. 5. Конструктивные особенности возводимого здания, а также соседних сооружений Наличие фундаментов существующих (примыкающих) зданий. Наличие фундаментов под оборудования. Наличие тоннелей и коммуникаций. Наличие подвала. Способ производства работ - возможность возникновения Существующий фундамент L дополнительного бокового давления (не рекомендуется) ∆H/L ≤ tgφ Н Шпунт - рациональное расположение - не рекомендуется, так как возможен выпор грунта под существующим фундаментом при производстве работЕсли фундамент закладывают на различную глубину (наружные и внутрение стены), то необходим постепенный (плавный) переход от одной глубины к другой. hy Ly Ly / hy ≤ 2 hy = 0,5…0,6 м Ly = 1…1,2 м Δh ≤ a(tgφI + cI/p)4) назначение предварительных размеров подошвы фундамента: Предварительно площадь подошвы фундаментов определяется исходя из условий равновесия методом последовательных приближений: N 0 II А , R0 mII d (4.2) где N0II – расчетная нагрузка по II группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента; R0 – условное расчетное сопротивление грунта, принимаемое предварительно по таблицам СНиП 2.02.01-83*; mII – осредненное расчетное значение удельного веса материала фундамента и грунта, лежащего на его уступах; d – глубина заложения фундамента. 28Зная ориентировочную площадь подошвы А (по формуле 4.2), устанавливают размеры фундамента: - в случае квадратной подошвы: b A, (4.3) - в случае прямоугольной подошвы: b A , (4.4) где - коэффициент отношения размеров меньшей стороны b (ширины) к большей l ( ᶯ = b/ l = 0,65-0,85 ). Для ленточных фундаментов расчет ведется на l = 1м длины фундамента. При этом ширина определяется по формуле: b A , l (4.5) 29После определения b и l вычисляют действительное расчетное сопротивление грунта R (R=f(b, d, , c, φ ) по формуле (7) СНиП 2.02.0183*. Если значение R будет близко к R0 (в пределах 10%), то расчет закончен. Если нет, то значение R подставляем в формулу (4.2), находим А1 b1 сравниваем с R. R1После определения b и l вычисляют действительное расчетное сопротивление грунта R (R=f(b, d, , c, φ ) по формуле (7) СНиП 2.02.0183*. Что такое расчетное сопротивление грунта основания? Расчетное сопротивление грунта соответствует такому давлению под подошвой фундамента, при котором зоны пластических деформаций развиваются на глубину z=b/4. На графике зависимости осадка-нагрузка это давление находится в начале фазы образования областей сдвига.Из решения Н.П.Пузыревского получено следующее выражение для расчетного сопротивления грунта основания : где : ᵧc1 и ᵧc2 - коэффициенты условий работы, зависящие от вида грунта основания и жесткости сооружения; k - коэффициент, принимаемый k = 1, если прочностные характеристики грунта j и c определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблице СНиП 2.02.01.83 на основании физических характеристик грунтов; Mg , Mq, Mc - коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта; kz - коэффициент, принимаемый при b < 10 м kz = 1, b - ширина подошвы фундамента; ᵧ ᵧ II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента ( при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды); cII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего 32 непосредственно под подошвой фундамента; II и 15) проверка правильности подбора размеров подошвы фундамента (определение фактического давления на уровне подошвы фундамента): Центрально-нагруженные фундаменты – это такие фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок проходит через центр тяжести их подошвы. При проектировании таких N0II NfII фундаментов проверятся условие: p II R, (4.6) d где рII – среднее давление под подошвой NsII pII фундамента, определяемое по формуле: p II N 0 II N fII N sII l b , N0II – расчетная нагрузка по II группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента; NfII – вес фундамента; NsII – вес грунта на уступах фундамента; l и b – принятые размеры подошвы фундамента. 33 (4.7)– это Внецентренно-нагруженные фундаменты такие фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести их подошвы. e Q0II При проектировании внецентренно нагруженных фундаментов проверяются три условия: М0II NsII Eа N0II NfII NII QII MII p max II 1,2 R; b PminII PminII=0 PminII


Смотрите также