Содержание, карта.

Лекции фундаменты и основания


Тема 1. Общие сведения об основаниях и фундаментах.

Лекция № 1.

Задачи курса «Основания и фундаменты», его место среди других специальных дисциплин. Основные понятия, классификация оснований и фундаментов. Развитие и достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области строительства фундаментов опор мостов и путепроводов. Особенности современного фундаментостроения.

Цель и задачи курса «Основания и фундаменты», его место среди других дисциплин

Целью преподавания дисциплины «Основания и фундаменты» является изучение конструктивных решений фундаментов, методов их расчета согласно действующих нормативно-технических документов, технологии производства работ по сооружению фундаментов, способов реконструкции и методов расчета усиления фундаментов.

Изучение дисциплины «Основания и фундаменты» направлено на выработку у студентов умения использовать полученные знания и навыки для самостоятельного решения инженерных задач в области проектирования, строительства и переустройства существующих фундаментов мостовых сооружений, а также умелого использования полученного багажа знаний в проведении научных исследований в данной области.

Поставленная цель обеспечивается чтением лекций и проведением практических занятий, причем на лекциях рассматриваются общие вопросы проектирования, строительства и переустройства фундаментов существующих мостовых сооружений, а на практических занятиях - конкретные задачи проектирования и расчета различных типов фундаментов, технология их возведения. На практических занятиях студенты применяют полученные знания при решении задач, возникающих в рамках курсового проектирования. В рамках изучения дисциплины «Основания и фундаменты» студенты выполняют курсовой проект, цель которого - овладеть методами проектирования и расчета различных типов фундаментов, применяемых в мостостроении.

Задачи изучения дисциплины «Основания и фундаменты» заключаются в прочном овладении студентами комплексом знаний, отражающих современный уровень теории и практики, а также перспектив развития фундаментостроения в области строительства мостов и путепроводов.

Изучив дисциплину «Основания и фундаменты» студент должен:

- знать физико-механические характеристики грунтов;

- уметь на основе вариантного проектирования выбирать рациональные тип и конструкцию фундамента сооружения, выполнять расчеты оснований и фундаментов по первой и второй группам предельных состояний согласно действующих нормативно-технических документов, выполнять конструктивные разработки фундамента и его отдельных элементов с учетом заданного уровня надежности и экономичности;

  • знать технологию производства работ по сооружению фундаментов опор мостов и путепроводов;

  • знать методы расчета усилений фундаментов и технологию производства работ, применяемую при усилении, реконструкции и переустройстве фундаментов;

  • иметь представление о современных тенденциях развития фундаментостроения в России и за рубежом.

Комплексный характер дисциплины «Основания и фундаменты» обуславливает ее базирование и связь со следующими общетехническими и специальными дисциплинами: «Инженерная геология и механика грунтов», «Строительные материалы», «Сопротивление материалов», «Строительная механика», «Инженерная геодезия», «Изыскание и проектирование мостовых переходов и тоннельных пересечений», «Проектирование мостов», «Строительство мостов» и др.

Лекция № 6 Основания и фундаменты.

Вопросы.

1. Понятие об основаниях и требования к ним.

2. Фундаменты и их конструктивные решения.

1. Понятие об основаниях и требования к ним.

Геологические породы, залегающие в верхних слоях земной коры и исполь­зуемые в строительных целях, называют грунтами. Грунты представляют собой скопление частиц различной величины, между которыми находятся поры (пу­стоты). Прочность сцепления между ча­стицами грунта во много раз меньше прочности самих частиц. Эти частицы образуют скелет грунта.

Основанием называют массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания. Основания бывают двух видов: есте­ственные и искусственные.

Естественным основанием назы­вают грунт, залегающий под фундамен­том и способный в своем природном состоянии выдержать нагрузку от возведен­ного здания.

Искусственным основанием на­зывают искусственно уплотненный или упрочненный грунт, который в природ­ном состоянии не обладает достаточной несущей способностью по глубине зало­жения фундамента.

Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в грунте основания напряжен­ное состояние и деформирует его. На рис. 4.1 показана примерная форма на­пряженного объема грунта. Как видно из рисунка, глубина и ширина напряженной зоны значительно превышают ширину фундамента.

По мере углубления ниже фундамента область распространения напряжений увеличивается до определенного значе­ния, а их абсолютная величина снижает­ся, и постепенно область распростране­ния напряжений уменьшается.

Рис. 6.1. Напряженная зона грунта основания под

подошвой фундамента:

Ь — ширина фундамента, Р — нагрузка от здания,

передаваемая фундаментом на основание

Действующие нагрузки деформируют основания, вызывая осадку здания. В со­ответствии с изложенным грунты, соста­вляющие основание, должны отвечать следующим требованиям: обладать до­статочной несущей способностью, а так­же малой и равномерной сжимаемостью (большие и неравномерные осадки здания могут привести к его повреждению и да­же разрушению); не быть пучинистыми, т. е. иметь свойство увеличения объема при замерзании влаги в порах грунта (в соответствии с этим требованием выби­рают глубину заложения фундамента, ко­торая должна быть согласована с глуби­ной промерзания грунта в районе строи­тельства); не размываться и не раство­ряться грунтовыми водами, что также приводит к снижению прочности основа­ния и появлению непредусмотренных оса­док здания; не допускать просадок и оползней.

Просадки могут произойти при недо­статочной мощности слоя грунта, приня­того за основание, если под ним распола­гается грунт, имеющий меньшую прочность (более слабый грунт). Оползни грунта могут возникнуть при наклонном расположении пластов грунта, ограни­ченных крутым рельефом местности.

Главное же внимание при проектирова­нии уделяется вопросу обеспечения рав­номерности осадок. При этом необходимо, прежде всего, учитывать, что нагрузка от здания может вызвать разрушение ос­нования при его недостаточной несущей способности. С другой стороны, основа­ние может и не разрушиться, но осадка здания окажется столь неравномерной, что в стенах здания появятся трещины, а в конструкциях возникнут усилия, могу­щие привести к аварийному состоянию всего здания или его части.

Грунты оснований зданий и сооруже­ний не должны обладать свойством пол­зучести, т. е. способностью к длительной незатухающей деформации под нагруз­кой. Классическим примером этого является почти 800-летняя осадка Пизанской башни, строившейся более 200 лет (рис. 4.2).

Грунтовые воды оказывают значитель­ное влияние на структуру, физическое со­стояние и механические свойства грунтов, понижая несущую способность основа­ния.

Если же в грунте содержатся легко рас­творимые в воде вещества (например, гипс), возможно выщелачивание его, что влечет за собой увеличение пористости основания и снижение его несущей спо­собности. Для этого в необходимых слу­чаях понижают уровень грунтовых вод. Когда скорость движения грунтовых вод такова, что возможно вымывание частиц мелкозернистых грунтов, необходимо применять меры по защите основания. Для этого устраивают вокруг здания спе­циальное шпунтовое ограждение или дре­наж.

Каковы же основные виды грунтов и их свойства? Грунты разнообразны по своему составу, структуре и характеру за­легания. Принята следующая строитель­ная классификация грунтов:

Скальные — залегают в виде сплошного массива (граниты, кварциты, песчаники и т. д.) или в виде трещиноватого слоя. Они водоустойчивы, несжимаемы и при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочными и надежными основа­ниями. Трещиноватые слои скальных грунтов менее прочны.

Крупнообломочные — несвязные облом­ки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50 %). К ним можно отнести гравий, ще­бень, гальку, дресву. Эти грунты являют­ся хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой.

Песчаные — состоят из частиц круп­ностью от 0,1 до 2 мм. В зависимости от крупности частиц пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может вы­держать слой основания из него. Сжимае­мость плотного песка невелика, но ско­рость уплотнения под нагрузкой значи­тельна, поэтому осадка сооружений на таких основаниях быстро прекращается. Пески не обладают свойством пластично­сти.

Частицы грунта крупностью от 0,05 до 0,005 мм называют пылеватыми. Если в песке таких частиц от 15 до 50 %, то их относят к категории пылеватых. Когда в грунте пылеватых частиц больше, чем песчаных, грунт называют пылеватым.

Глинистые — связные грунты, состоя­щие из частиц крупностью менее 0,005 мм, имеющих в основном чешуйча­тую форму. В отличие от песков глины имеют тонкие капилляры и большую удельную поверхность соприкосновения между частицами. Так как поры гли­нистых грунтов в большинстве случаев заполнены водой, то при промерзании глины происходит ее пучение. Несущая способность глинистых оснований зави­сит от влажности. Сухая глина может вы­держивать довольно большую нагрузку. Глинистые грунты делятся на глины (с содержанием глинистых частиц более 30%), суглинки (10...30%) и супеси (З...10%).

Лёссовые (макропористые) — глинистые грунты с содержанием большого количе­ства пылеватых частиц и наличием крупных пор (макропор) в виде верти­кальных трубочек, видимых невоору­женным глазом. Эти грунты в сухом со­стоянии обладают достаточной проч­ностью, но при увлажнении способны давать под нагрузкой большие осадки. Они относятся к просадочным грунтам и при возведении на них зданий требуют надлежащей защиты оснований от увлаж­нения. С органическими примесями (рас­тительный грунт, ил, торф, болотный торф) неоднородны по своему составу, рыхлы, обладают значительной сжимае­мостью. В качестве естественных основа­ний под здания непригодны.

Насыпные — образовавшиеся искусст­венно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки и т. п. Обладают свойством не­равномерной сжимаемости, и в большин­стве случаев их нельзя использовать в ка­честве естественных оснований под зда­ния. В практике встречаются также намы­вные грунты, образовавшиеся в результа­те очистки рек и озер. Эти грунты называют рефулированными насыпными грунтами. Они являются хорошим осно­ванием для зданий.

Плывуны — образуются мелкими песка­ми с илистыми и глинистыми примесями, насыщенными водой. Они непригодны как естественные основания. Основания должны обеспечивать пространственную жесткость и устойчивость здания, поэто­му нормами предусмотрены допустимые величины осадок здания (80... 150 мм в за­висимости от вида здания).

2. Фундаменты и их конструктивные решения

Фундаменты являются важным конструк­тивным элементом здания, воспринимаю­щим нагрузку от надземных его частей и передающим ее на основание. Фунда­менты должны удовлетворять требова­ниям прочности, устойчивости, долговеч­ности, технологичности устройства и эко­номичности.

Верхняя плоскость фундамента, на ко­торой располагаются надземные части здания, называют поверхностью фунда­мента или обрезом, а нижнюю его пло­скость, непосредственно соприкасающую­ся с основанием, - подошвойфундамен­та.

Расстояние от спланированной поверх­ности грунта до уровня подошвы назы­вают глубиной заложения фундамента, которая должна соответствовать глубине залегания слоя основания. При этом не­обходимо учитывать глубину промерза­ния грунта (рис. 4.4). Если основание со­стоит из влажного мелкозернистого грун­та (песка мелкого или пылеватого, супе­си, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта. На рисунке приведены изолинии нормативных глу­бин промерзания суглинистых грунтов.

Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грун­та; ее назначают не менее 0,5 м от уров­ня земли или пола подвала.

В непучинистых грунтах (крупнообло­мочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов также не зависит от глубины промерзания, однако она должна быть не менее 0,5 м, считая от природного уровня грунта при планиров­ке подсыпкой, и от планировочной от­метки при планировке участка срезкой. По конструктивной схеме фундаменты могут быть: ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн (рис. 4.5, а, б); столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы), а в ряде случаев и под стены (рис. 4.5, в, г); сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших нагрузках на стены или отдельные опоры, а также

недоста­точно прочных грунтах в основании (рис. 4.5,д, г); свайные в виде отдельных по­

груженных в грунт стержней для переда­чи через них на основание нагрузок от здания (рис. 4.5, ж).

По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жест­кие, материал которых работает преиму­щественно на сжатие и в которых не воз­никают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб.

Для устройства жестких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бето­на. Для гибких фундаментов используют в основном железобетон.

Ленточные фундаменты. По очертанию в профиле ленточный фунда­мент под стену в простейшем случае представляет собой прямоугольник (рис. 4.6, а). Его ширину устанавливают немно­го больше толщины стены, предусматри­вая с каждой стороны небольшие уступы по 50... 150 мм. Однако прямоугольное се­чение .фундамента на высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фунда­мент и достаточно высокой несущей спо­собности грунта.

Теоретической формой сечения фунда­мента в этом случае является трапеция (рис. 4.6,6), где угол а определяет рас­пространение давления и принимается для бутовой кладки и бутобетона от 27 до 33°, для бетона - 45°. Устройство та­ких трапецеидальных фундаментов связа­но с определенными трудозатратами, по­этому практически такие фундаменты в зависимости от расчетной ширины по­дошвы выполняют прямоугольными или ступенчатой формы (рис. 4.6, в, г) с со­блюдением правила, чтобы габариты фундамента не выходили за пределы его теоретической формы. Размеры ступеней по ширине (а) принимают 20...25 см, а по высоте (с) — соответственно 40...50 см По способу устройства ленточные фун­даменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. На рис. 4.7 показан ленточный фундамент из бутового камня и бутобе­тона. Ширина бутовых фундаментов дол­жна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м — из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ши­рина — от 0,15 до 0,25 м. Устройство мо­нолитных бутобетонных, бетонных и же­лезобетонных фундаментов требует про­ведения опалубочных работ. Кладку бу­товых фундаментов производят на слож­ном или цементном растворе с обяза­тельной перевязкой (несовпадением) вер­тикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором).

Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением в его тол­щу (в целях экономии бетона) отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фунда­мента.

Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного ин­дустриального строительства, а для их устройства трудно механизировать работы Бутовые и бутобетонные фунда­менты весьма трудоемкие при возведе­нии, поэтому их применяют в основном в районах, где бутовый камень является местным материалом.

Более эффективными являются бе­тонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовле­ния (рис. 4.8), которые в настоящее время имеют наибольшее распространение. При их устройстве трудовые затраты на строительстве уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева.

Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных бло­ков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при пес­чаных грунтах или на песчаную подго­товку толщиной 100... 150 мм, которая должна быть тщательно утрамбована.

Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм (рис. 4.8, 4.9). Вертикальные колодцы, обра­зующиеся торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блока­ми продольных и угловых стен

обеспечи­вается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6...10 мм (рис. 4.10).

Блоки-подушки изготовляют толщиной 300 и 400 мм и шириной от 1000 до 2800 мм, а блоки-стенки — шириной 300, 400, 500 и 600 мм, высотой 580 и длиной от 780 до 2380 мм.

В практике строительства применяют также сборные фундаментные блоки, имеющие толщину 380 мм при толщине надземных стен 380, 510 и 640 мм (рис. 4.11, а). При такой конструкции проч­ность материала фундамента использует­ся полнее и в результате получается эко­номия бетона. Этой же цели соответ­ствует устройство так называемых пре­рывистых фундаментов (рис. 4.11,6), в которых блоки-подушки укладывают на расстоянии 0,3...0,5 м друг от друга. Про­межутки между ними заполняют песком.

Строительство крупнопанельных зда­ний и зданий из объемных блоков потре­бовало разработки новых конструк­тивных решений фундаментов. На рис. 4.11, в показан фундамент из крупнораз­мерных элементов для жилого дома с по­перечными несущими стенами и подва­лом. Фундамент состоит из железобетон­ной плиты толщиной 300 мм и длиной 3,5 м и установленных на них панелей, представляющих собой сквозные безра­скосные железобетонные фермы, имею­щие толщину 240 мм и высоту, равную высоте подвального помещения. Соеди­няются элементы между собой с по­мощью сварки закладных стальных дета­лей.

Столбчатые фундаменты.

При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нор­мативного, непрерывные ленточные фун­даменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы мо­гут быть бутовыми, бутобетонными, бе­тонными и железобетонными (рис. 4.13, а). Расстояние между осями фунда­ментных столбов принимают 2,5...3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6 м. Столбы распола­гают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных — 0,6 х 0,6 м; бетонных - 0,4 х 0,4 м.

Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этаж­ности при значительной глубине заложения фундаментов (4...5 м), когда устрой­ство ленточного фундамента нецелесо­образно из-за большого расхода строи­тельных материалов. Столбы перекры­вают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

Дата добавления: 2016-01-18; просмотров: 1383; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

3 1 1 Основания и фундаменты План лекции

3. 1. 1. Основания и фундаменты. План лекции. 1. Понятия об естественных и искусственных основаниях. 2. Требования к естественным основаниям. 3. Грунты и их строительные свойства. 4. Методы упрочнения грунтов.

1. Геологические породы, залегающие в верхних слоях земной коры и используемые в строительных целях, называют грунтами. Грунты, образующие основание, подразделяют на глинистые, песчаные, крупнообломочные и скальные. Они представляют собой горные породы, состоящие из минеральных частиц различной величины, между которыми находятся пустоты (поры). Прочность сцепления между частицами этих грунтов значительно мень ше прочности самих частиц.

Основанием называют массив грунта, залегающий под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания. Основания бывают двух видов: естественные и искусственые. Естественным основанием называют грунт, залегающий под фундаментом и способный в своем природном состоянии выдержать нагрузку от возведенного здания. Искусственным основанием называют искусственно уплотненный или упрочненный грунт, который в природном состоянии не обладает достаточной несущей способностью по глубине заложения фундамента.

2. При возведении зданий на естественном основании грунты, залегающие в толще этого основания, • должны иметь небольшую и равномерную сжимаемость. • грунты должны иметь достаточную несущую способность, а также малой и равномерной сжимаемостью. Большие и неравномерные осадки здания могут привести к его повреждению и даже к разрушению.

• грунты не должны быть пучинистыми. (в соответствии с этим требованием выбирают глубину заложения фундамента, которая должна быть согласована с глубиной промерзания грунта в районе строительства). Известно, что при замерзании грунты увеличиваются в объёме, а при оттаивании уменьшаются. Это приводит к неравномерной осадке здания и появлению в нем деформационных трещин; • грунты должны противостоять воздействию грунтовых вод; которые растворяя некоторые породы, выносят из их толщи мельчайшие частицы. В результате появляется пористость основания, которая снижает его несущую способность • не допускать просадок и оползней; просадка возможна под воздействием нагрузки от здания и при недостаточной толщи плотных грунтов, т. е. если ниже залегает массив рыхлых грунтов.

3. Грунты и их строительные свойства. Глинистые грунты состоят из мельчайших частиц чешуйчатой формы размерами в плане менее 0, 005 мм и толщиной менее 0, 001 мм. Благодаря большой удельной поверхности соприкосновения и наличию тонких капилляров, всасы вающих подземную воду, создается взаимное притяжение частиц, обусловливающее вязкость глинистых грунтов. К глинистым грунтам относят глину, супеси и суглинки. Глиной называют глинистый грунт, содержащий более 30% глинистых частиц; суглинком — грунт, содержащий от 10 до 30% тех же частиц, и су песью — от 3 до 10%. В зависимости от влажности глинистые грунты могут находиться в твердом, пластичном или текучем состоянии. Несущая способность твердых глин больше, чем у пластичных. При замерзании глинистые грунты вспучиваются. Вследствие небольшой скорости уплотнения частиц грунты обладают длительной осадкой под нагрузкой.

Песчаные грунты состоят из частиц размером от 0, 1 до 2, 0 мм и подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мел кие и пылеватые, а по минеральному составу — на кварцевые, слан цевые и известковые. Наиболее прочны кварцевые пески. С увеличе нием содержания пылеватых и глинистых частиц прочность песчаного грунта уменьшается. Вследствие значительной водопроницаемости увлажнение гравелистых, крупных и средней крупности песков почти не сказывается на их механических свойствах, а при насыщении водой мелких и пылеватых песков последние становятся текучими (плыву ны), приобретают подвижность, при этом уменьшается их несущая спо собность. Крупные и чистые пески промерзании не вспучиваются, дают быструю, окончательную осадку под нагрузкой и являются хо рошим основанием.

Крупнообломочные грунты представляют собой не связанные об ломки скальных пород, содержащих свыше 50% обломков крупнее 2 мм. Их подразделяют на щебень, дресву, гальку и гравий. Они не подвержены вспучиванию, малосжимаемы, не размываются водой; основания из них надежны. Скальные грунты залегают сплошными массивами или трещинова тыми лоями и (при отсутствии трещин с или пустот) являются наиболее прочным основанием. К скальным грунтам относят граниты, кварциты, песчаники, известняки и др. Грунты, имеющие прочность при сжатии образца в водонасыщенном состоянии менее 0, 5 МПа, называют полускальными (растворимые гипсы и гипсовые песчаники, плотные глины и песчаники).

4. Несущую способность слабого грунта можно увеличить путем его уплотнения, закрепления или замены слабого грунта на более прочный. Уплотняют грунты укаткой, трамбованием, вибрацией и устройством грунтовых свай. Укатка грунта катками уплотняет его не 15… 20 см, а трамбование падающими механическими трамбовками – на глубину до 1, 5… 2, 0 м, причем в последнем случае несущая способность увеличивается до 30%.

Крупнообломочные и крупнозернистые песчаные грунты хорошо уплотняются поверхностными вибраторами. Укатка, трамбование и вибрирование относятся к поверхностному уплотнению грунтов. Глубинное уплотнение производят глубинными вибраторами или с помощью грунтовых свай (путем заполнения заготовленных скважин песком или грунтом с послойным трамбованием его до необходимой плотности). Длина свай может достигать 4 12 м.

Закрепление грунтов производят • силикатизацией, • цементированием • или битумизацией — путем нагнетания по трубам в грунт соответст вующих мульсий. э Применение одного из трех указанных способов определяется видом грунтов.

Силикатизацией (нагнетание в грунт через трубы жидкого стекла и хлористого кальция) можно закрепить песчаные пылеватые грунты, плывуны, цементированием (нагнетание в грунт цементного молока) — гравелистые крупно и среднезернистые грунты. Битумизация применяется для закрепления сильно тре щиноватых скальных и песчаных пород и песчаных грунтов. После затвердевания эмульсии в порах грунта происходит его окаменение.

Замена слабого грунта более плотным производится устройством песчаных или щебеночных подушек. Песчаную подушку выполняют из средне или крупнозернистого песка с увлажнением и уплотнением его при укладке. Подушка распределяет давление от фундамента на большую площадь слабого грунта и уменьшает его за счет своей упру гости.

Классификация фундаментов и требования к ним • • • Классификация фундаментов. Конструкции ленточных фундаментов. Столбчатые и сплошные фундаменты. Свайные фундаменты. Безростверковые свайные фундаменты Требования к фундаментам.

Фундаментом называют конструктивный элемент здания, воспринимающий нагрузку от надземных его частей и передающий их основанию. Фундаменты классифицируют по конструктивным схемам, материалу, характеру работы, глубине заложения, и по конструктивному решению.

Конструктивные схемы фундаментов а – ленточные; б столбчатые; в – сплошной; г – свайный. 1 монолитная железобетонная плита; 2 – сваи; 3 – ростверк; 4 – стена; 5 – фундаментные балки.

По материалу По характеру работы 1. Из природного камня. 2. бутобетона 3. бетонные 4. Ж/ бетонные Жесткие (работающие только на сжатие) Гибкие (работающие на сжатие и на изгиб) По глубине заложения По констр. схемам Мелкого Ленточные заложения (до Столбчатые 5 м) Сплошные Глубокого свайные заложения (более 5 м) По Устройству Монолитные Сборные

2. Ленточные фундаменты устраивают под несущими стенами бескаркасных зданий.

В малоэтажных зданиях такие фундаменты выполняют: из бутового камня постелистой или рванной формы (рис 1. , а); их укладывают на цементном растворе с перевязкой (несовпадением) вертикальных швов. бутобетонные (см. рис. 1, б) изготовляют из бутового камня, втопленного в бетонную смесь. Такие фундаменты возводят также в малоэтажных зданиях, причем в щитовой опалубке или в траншеях (при плотных грунтах). Уширение фундаментов ведут уступами шириной 150— 250 мм и высотой 300 мм. Наименьшая ширина бутобенных фундаментов 350 мм. По сравнению с фундаментами из бутового камня они менее трудоемки, но отличаются повышенным расходом цемента; бетонные (см. рис. 1, в) выполняют в опалубке из монолитного бетона. Устройство таких фундаментов требует повышенного рас хода цемента. Большинство бескаркасных зданий возводят на блоч ных ундаментах ф (см. рис. 2, а). Их монтируют из плит прямоугольного или трапециевидного сечения, уклады ваемых на выровненное основание или на песчаную подготовку. Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных блоков подушек и стеновых фундаментных бло ков. Ряды стеновых блоков укладывают, соблюдая перевязку швов. Продольные и поперечные стены ленточных фундаментов в местах сопряжения должны иметь перевязку.

Блочные прерывистые фундаменты (рис. 2, б) мон тируют из плит, укладываемых с разрывом от 0, 2 0, 9 м. Это сокращает расход материала, уменьшает затраты труда; в итоге полнее используется несущая способность основания.

3. Столбчатые и сплошные фундаменты. Каркасные здания возводят на столбчатых фунда ментах (рис. 26). В состав таких фундаментов входят: плитная часть из одной или нескольких ступеней; подко лонник с углублением ( «стаканом» ) для установки ко лонны. По конструктивному решению столбчатые фундаменты могут быть монолитными, возводимыми на месте строи тельства в опалубке, в которую укладывают бетонную смесь; сборными, изготовленными на предприятиях строи тельной ндустрии. Под и кирпичные столбы фундаменты выполняют из железобетонных плит, уложен ных дна на другую, или в виде ступенчатых опор из о природного камня. Столбчатые фундаменты под несущими стенами зда ния (рис. 5) устанавливают в углах, в местах примыкания и пересечения стен, а на протяженных участках через 3 6 м. Поверх опор столбчатых фундаментов укладывают железобетонные балки, передающие нагрузки от стен на фундаменты. Для предупреждения деформаций осадки и пучения основания под фундаментными балками устраивают утепляющую «подушку» из шлака или песка.

Сплошной фундамент (рис, 4) в виде монолитной железобетонной плиты устраивают под всей площадью здания. Такие фундаменты возводятся при значительных нагрузках или при слабых и неоднородных грунтах основания. Сплошные фундаменты обеспечивают равно мерную осадку здания и защищают подвальные помеще ния от подпора грунтовых вод.

4. Свайные фундаменты Стержни из бетона, железобетона и других материа лов в толще грунтового основания, воспринимающие на грузку т здания, называют о свайным фундаментом. Та кие фундаменты (рис. 6. ) состоят из погруженных в грунт свай, объединенных поверху балкой ростверка. Конст рукции свайных фундаментов классифицируют: по характеру работы на сваи стойки (рис. 6, а), пе редающие агрузку н от здания на нижележащий массив плотных грунтов, и висячие сваи (рис. 6, б, в. ), уплотняю щие толщу основания, на которое передается нагрузка от здания; по роду материала на железобетонные, деревянные (из бревен хвойных пород) и металлические (стальные); по конструктивным решениям; по этому признаку могут быть: из забивных свай, изготовленных на предприятиях стройиндустрии и на строительной площадке, погружаемых в грунт с помощью механизмов; из набивных свай, (рис. 6, в) выполняемых на месте строительства путем бурения скважин и последующего заполнения их бетоном; по глубине заложения: короткие сваи (3— 6 м) и длине (более 6 м).

Рис. 6. Виды свайных фундаментов. 1 свая забивная; 2 ростверк; 3 свая набивная.

Свайные фундаменты применяются при строительстве в сложных геологических условиях и при возведении бесподвальных зданий. Такие фундаменты даже на естественном основании по стоимости, затратам труда их расходу материала эффективнее ленточных фундаментов.

5. Безростверковые свайные фундаменты. Наружные стены полносборных зданий при безростверковых фундаментах (рис. 8) опирают на оголовки свай. Внутренние поперечные стены в подземной части здания заменены сваями с надетыми на них сборными оголовками типа «колокол» . Ствол сваи заделывают в пирамидальное отверстие оголовка на глубину не ме нее 100 мм. По выровненной плоскости с оголовком укладывают плиты подвального перекрытия. Безростверковые свайные фундаменты по сравнению с ростверковыми экономичны по стоимости, затратам труда и расходу материалов.

• Технико экономическую оценку фундаментов ведут с учетом конкретных условий строительной площадки, особенностей возводимого здания и показателей стоимо сти, трудоемкости и расхода основных строительных ма териалов. Технико экономические показатели различных конструктивных вариантов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Технико экономические показатели фундаментов 8 этажных домов в расчете на 1 м 2 жилой площади при одинаковых условиях Фундаменты 1. Ленточный Стои Затраты м Расход материала ость, % труда, чел. Бетон м 3 цемент, сталъ, кг дн. кг сетон, м « 100 0, 125 0, 078 24 2, 7 2. Свайный 90 0, 12 0, 054 20 3, 1 3. Безростверковый свай ый н 72 0, 108 0, 045 16, 8 2, 6 4. В вытрамбованном котловане 56 0, 09 0, 027 12 1, 5

6. Основные требования к фундаментам. Фундаменты зданий должны быть прочными, устой чивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фунда мента, долговечными, экономичными и индустриальными. Фундамен ты капитальных зданий выполняют из бута, бутобетона, бетона и же лезобетона. При отсутствии других материалов разрешается приме нять для фундамента хорошо обожженный кирпич.

ФУНДАМЕНТЫ ЛЕКЦИИ

4-й курс, направление «Строительство» (профиль ПГС), ФВЗО (заочное отделение)

Курс лекций «Основания и фундаменты»

форма контроля –

экзамен, весенний семестр 2014/15 уч.года

Список литературы

Справочно-нормативная литература

1. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. М., Минрегион России, 2010.

2. СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. М., Минрегион России, 2010.

Основная учебная литература

1. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., СИ, 1988 или 2012.

2. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. М., СИ, 1985.

Основание – это массив грунта, воспринимающий давление от фундамента.

Фундамент – это конструкция, служащая для передачи грунту (основанию) веса здания или сооружения, и других действующих на него нагрузок.

Основания могут быть представлены различными грунтами

(скальные; дисперсные; мерзлые, техногенные, обладающие специфическими свойствами).

Все грунты при внешних воздействиях могут изменять свои характеристики (при увлажнении или уменьшении влажности, промерзании и т.п.).

Фундаменты, применяемые в строительстве, пред-

ставлены большим разнообразием типов и конструк-

ций. Например,

Основные положения

по расчету оснований и фундаментов

Расчет оснований и фундаментов выполняется по двум группам предельных состояний:

I предельное состояние (I ПС) –

обеспечение условий невозможности потери несущей способности, устойчивости или формы.

II предельное состояние (II ПС) –

обеспечение пригодности к нормальной эксплуатации зданий или сооружений при недопущении сверхнормативных деформаций (потери устойчивости не происходит).

I. Фундамент По I ПС (по прочности) –

расчет ведется всегда. По I ПС (по прочности) –

расчет ведется всегда.

По II ПС (по деформациям – трещеностойкости ) – По II ПС (по трещеностойкости) –

расчет ведется только для гиб-

расчет ведется только для гибких ких фундаментов (ленточные,

фундаментов (ленточные, плитплитные).

ные)


Смотрите также