4 страница. 48. как выглядит фрагмент плана и одно из сечений ленточного фундамента

48. как выглядит фрагмент плана и одно из сечений ленточного фундамента

На рис.Ф.9.28,а приведен фрагмент плана сборных фундаментов жилого здания, конструктивно выполненного из плит и фундаментных блоков. Марки плит обозначаются буквами Ф и числами, характеризующими ширину и длину плиты, разделенными точками (например, для оси А- Ф-14.24). Плиты армируют одиночными сетками или плоскими арматурными блоками, собираемыми из двух сеток: верхней, имеющей маркировочный индекс К, и нижней - С. В качестве рабочей арматуры применяется стержневая горячекатаная арматура из стали класса А-III. Фундаментные стены выполнены из сплошных блоков марки ФБС. На участке в осях 1-2 часть фундаментной стены выполнена из кирпичной кладки (рис.Ф.9.28,б). В этом случае в месте примыкания кирпичной стены к стене из фундаментных блоков введены арматурные сетки, которые уложены в каждом ряду блоков.

Рис.Ф.9.28.(начало). План ленточных фундаментов и разрезы:

1 - гидроизоляция (обмазка битумом)

Рис.Ф.9.28 (окончание). План ленточных фундаментов и разрезы

В осях 3-4 фундаменты имеют разные отметки заложения. Переход одного участка фундамента к другому осуществлен уступами, отношение высоты к длине которых принимается не менее 1:2 при связных грунтах и 1:3 при песчаных грунтах. Высота уступа принимается равной высоте фундаментного стенового блока или железобетонной плиты, которые при необходимости допускается укладывать на слой тощего бетона. Для устройства проемов под инженерные коммуникации оставляют проемы длиной не более 0,6 м, которые при необходимости заполняют кирпичной кладкой. При этом лежащий выше блок должен перекрывать проемы (рис.Ф.9.28,б). На рис.Ф.9.28,б показана раскладка фундамента внешней оси. Как видно из этого рисунка, горизонтальная гидроизоляция устроена в двух уровнях: на расстоянии 10 см выше отмостки и 30 см от подготовки пола подвала. Внешняя поверхность подвальных стен защищена обмазочной изоляцией в два слоя.

49. как рассчитывается фундамент из песчаных свай

Этот фундамент или искусственное основание рассчитывается как фундамент на естественном основании. При этом используются физико-механические характеристики уплотненного грунта. Уплотнение песчаными сваями производится под всем сооружением, выступая за его пределы на 2-3 м.

50. какие исходные данные необходимы для проектирования основания

Основания зданий и сооружений должны проектироваться на основе: 1)результатов инженерно-геологических, инженерно-геодезических и инженерно-гидрологических изысканий; 2)данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения, нагрузок, действующих на фундаменты, и условий его эксплуатации; 3)технико-экономического сравнения возможных вариантов фундаментов.

51. какие цели предусматриваются при изменении строительных свойств грунтов оснований

Строительные свойства грунтов оснований изменяют с целью уменьшения их сжимаемости и увеличения прочности. Сюда следует отнести уплотнение грунтов и их закрепление. Оба типа этих мероприятий оказываются часто взаимосвязанными - уплотняя и уменьшая модуль деформации грунта, мы одновременно увеличиваем угол внутреннего трения грунта, а также удельное сцепление. Уплотняя просадочные грунты при замачивании, мы "ломаем" их структуру и, тем самым, ликвидируем просадочность при замачивании. Для каждой региональной разновидности грунтов могут быть предложены различные способы, а их эффективность оценивается комплексно, исходя из технико-экономической целесообразности.

52. в чем заключается сущность расчета по деформациям

Расчет оснований по деформациям включает следующие этапы: 1)определение нормативных и расчетных нагрузок на фундаменты; 2)оценку инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства; 3)выбор глубины заложения фундамента; 4)назначение предварительных размеров подошвы с использованием условного расчетного сопротивления грунта R₀; 5)вычисление расчетного сопротивления R и уточнение принятого размера подошвы фундамента; 6)проверку прочности слабого подстилающего слоя при его наличии; 7)определение деформаций основания и сравнение их с предельными значениями.

53. что представляют собой грунтовые сваи и как их изготавливают

Эти сваи обычно применяют для улучшения строительных свойств просадочных макропористых или насыпных неводонасыщенных глинистых грунтов. Глубина устройства до 20 м. В грунте устраивается полость, в которую засыпается с послойным уплотнением местный грунт. Полости для грунтовых свай устраиваются либо пробивкой ударным снарядом, либо с помощью взрыва гирлянды снарядов в скважине меньшего диаметра 60-80 мм, которая после взрыва увеличивает свой диаметр до 50-60 см. Грунт, образующий сваю, засыпается порциями и уплотняется падающим снарядом, сбрасываемым с высоты 2-3 м. Расстояние между грунтовыми сваями 4-10 м.

При уплотнении массива макропористого грунта в пробитые в нем скважины может быть засыпан тот же макропористый грунт, взятый рядом, который теряет свои просадочные свойства после уплотнения его при трамбовании в скважине

.

Рис.Ф.15.20. Изготовление грунтовых свай:

а - установка инвентарной трубы с трамбовкой; б - образование скважины трамбованием; в - создание пробки из щебня с трамбованием; г - выбивание пробки из трубы; д,е - заполнение трубы грунтом с выдергиванием и трамбованием; ж - готовый фундамент

54. что такое расчетное сопротивление грунта оснований и как оно рассчитывается

Расчетное сопротивление грунта соответствует такому давлению под подошвой фундамента, при котором зоны пластических деформаций развиваются на глубину z=b/4 (рис.Ф.10.16,а). На графике зависимости осадка-нагрузка (рис.Ф.10.16,б) это давление находится в начале фазы образования областей сдвига.

где g c1и g c2- 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 [1]; Mg, Mq, Mc - коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта; kz - коэффициент, принимаемый при b < 10 м kz = 1, а при b ³ 10 м (здесь z0= 8 м); b - ширина подошвы фундамента; g II- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод g IIопределяется с учетом взвешивающего действия воды); - удельный вес грунта, находящегося выше подошвы фундамента; cII- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента; d1- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

где hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала; hcf - толщина конструкции пола подвала; g cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала. Величина db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала (для сооружений с подвалом B £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала B > 20 м считается db = 0). Если d1>d(где d - глубина заложения фундамента), то d1принимается равным d, а db = 0 при любой форме фундаментов в плане.

Рис.Ф.10.16. Определение расчетного сопротивления грунта:

а - развитие зон предельного равновесия; б - график зависимости осадки s от нагрузки p

55. какие факторы необходимо учитывать при проектировании фундамента

Проектирование фундаментов необходимо выполнять с учетом следующих факторов: 1)абсолютная средняя осадка фундаментов и неравномерные осадки отдельных фундаментов не должны быть более предельно допускаемых; 2)размеры фундаментов следует выбирать с максимальным использованием прочностных и деформационных свойств грунтов, а также прочности материала фундаментов. При этом должны учитываться стоимость и трудоемкость устройства фундаментов.

56. какие деформации являются наиболее опасными для сооружения

Наиболее опасны для конструкций зданий и сооружений неравномерные деформации основания, которые вызывают дополнительные усилия в конструкциях. При этом чем больше деформация, тем больше могут быть усилия, которые при определенной их величине приводят к возникновению трещин в конструкциях. Основными причинами возникновения неравномерных деформаций являются: 1)неравномерная сжимаемость грунтов из-за их неоднородности, выклинивания и непараллельности залегания отдельных слоев (рис.Ф.10.3);

Рис.Ф.10.3. Выклинивание разных по сжимаемости пластов грунта под сооружением

2)неодинаковая нагрузка на фундаменты, вынуждающая предусматривать различные размеры их подошвы, а это при одной и той же интенсивности давления на основание вызывает неравномерные осадки уплотнения; 3)неравномерное увлажнение просадочных и набухающих грунтов, приводящее к различным деформациям (просадки или подъема фундаментов); 4)неодновременное загружение фундаментов в процессе строительства и эксплуатации зданий, особенно при строительстве зданий вблизи существующих; 5)неравномерное распределение нагрузок на полы производственных зданий, а также наличие различающейся пригрузки вблизи здания или сооружения.

57. как располагаются в плане песчанные и грунтовые сваи

Песчаные и грунтовые сваи располагаются равномерно в пределах контура здания или сооружения, а их центр - в вершинах равносторонних треугольников, то есть в шахматном порядке. В случае недостаточности уплотнения массива возможно повторное его уплотнение с помощью вторичной проходки скважин между выполненными для первой очереди.

58. какой характер имеет напряженно-деформированное состояние вокруг сваи

При забивке сваи в грунт частицы грунта выдавливаются из-под ее острия в стороны и вверх. При погружении сваи до глубины менее 4d наблюдается выпор грунта на поверхность основания (рис.Ф.14.37,а). Подъем поверхности основания происходит на расстоянии (3-4)d вокруг сваи. Величина подъема основания зависит от влажности грунта. При дальнейшем погружении сваи наблюдается только внутренний выпор (рис.Ф.14.37,б), что приводит к уплотнению грунта в пределах цилиндрического тела диаметром до (3-5) d в зависимости от вида грунта. Под нижним концом сваи образуется зона, в пределах которой плотность грунта максимальная. Размер этой зоны зависит от вида грунта и его прочностных свойств. В песчаных грунтах после прекращения забивки сваи в этой перенапряженной зоне начинается процесс релаксации напряжений, происходит разуплотнение грунта и размер переуплотненной зоны грунта уменьшается.

Рис.Ф.14.37. Деформация грунта вокруг сваи

В водонасыщенных глинистых грунтах процесс погружения сваи сопровождается разрушением структурных связей и возникновением избыточного давления в поровой воде, что приводит также к выпиранию грунта на поверхность. Это выпирание сопровождается значительным подъемом поверхности грунта и продолжается несколько дней после прекращения процесса забивки сваи. Вокруг висячей сваи возникает напряженно-деформированная зона. Вертикальные сжимающие напряжения имеют максимум непосредственно у сваи, уменьшаясь в радиальном направлении. На расстоянии примерно 3d от оси сваи их величина незначительна и не вызывает уплотнения грунта. Поэтому, чтобы не происходило наложения напряжений от соседних свай, их рекомендуют располагать на расстоянии не менее 3d друг от друга. Для свай-стоек, опирающихся на более прочные грунты, расстояние между осями свай в уровне их острия принимается равным 1,5d. Касательные напряжения на боковой поверхности сваи увеличиваются до определенной глубины, оставаясь затем практически постоянными в пределах всей длины ствола сваи. В ряде опытов было отмечено увеличение сил трения с глубиной.

59. расчет оснований по 2-м группам предельных состояний

60. какие причины вызывают осадки фундаментов

При определенных условиях осадки фундаментов s можно представить как сумму следующих составляющих: где s1- осадка уплотнения; s2- осадка разуплотнения; s3- осадка неупругого деформирования; s4- осадка расструктуривания. Осадки уплотнения возникают вследствие уменьшения объема пор от давлений, передаваемых на основание через подошву фундамента. Уплотнение грунта проявляется при напряжениях в грунте, когда они более его структурной прочности. Если осадки уплотнения окажутся различными для фундаментов в пределах одного и того же здания, то возникает их неравномерность. Поэтому необходимо так запроектировать фундаменты, чтобы разность осадок была бы менее предельно допустимой. Это возможно, если при выборе ширины подошвы фундаментов руководствоваться равенством дополнительных давлений в уровне близких по размерам подошвы фундаментов. Разуплотнение проявляется при разработке котлованов и выражается в поднятии их дна. Деформации s2носят упругий характер и считаются обратимыми при загрузке основания весом фундамента и внешней нагрузкой, не превышающей веса вынутого грунта. После загрузки основания такой нагрузкой фундамент получит дополнительную осадку, называемую осадкой разуплотнения. Эти осадки возникают при образовании в грунте сдвигов. Если придерживаться требований СНиП, то допускается развитие в грунте зон сдвига (зон пластического деформирования) на глубину не более 1/4 ширины фундамента. Образование этих зон и приводит к возникновению осадок неупругого деформирования s3. Прочность грунта в пределах этих зон уменьшается и фундамент получает дополнительную осадку. Величину осадки можно определить только с использованием решений нелинейной теории упругости и пластичности. Явление нарушения естественной структуры грунта называется расструктуриванием. Данное явление наблюдается при разработке котлованов тяжелыми механизмами, при промерзании и оттаивании грунтов, их набухании и замачивании. Разрушение структурных связей увеличивает сжимаемость грунтов, что и является причиной возникновения осадки расструктуривания.

61. как определяются нормируемые(предельные) значения деформаций основания

Предельные значения деформации основания определяются с использованием таблицы прил.4 СНиП [1], где приведены рекомендуемые значения: относительной разности осадок D s/L, средней осадки основания и крена фундамента i. Эти значения получены на основании многолетних наблюдений за деформациями зданий и сооружений с различной конструктивной схемой. Согласно п.6 примечаний к таблице СНиП [1] (прил.4), где приведены предельные значения деформации основания, допускается принимать предельные значения деформаций основания на основе опыта проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

62. в каких грунтах, и каким образом осуществляется гидровиброуплотнения

Гидровиброуплотнение - это глубинное уплотнение рыхлых песчаных грунтов. Песчаные частицы под действием вибрации взаимно смещаются, более крупные быстрее оседают и получается расслоение грунта. В грунт погружается вибробулава. Уплотнение таким способом производится до глубины 8-10 м. Возможно погружать вибрирующий стержень с уширениями, в этом случае воздействие происходит до 20 м. При гидровиброуплотнении одновременно с вибратором под давлением 4-6 МПа в массу уплотняемого песка подается вода. Предварительно осуществляются опытные работы.

63. по каким предельным состояниям расчет свайных фундаментов и их оснований

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по следующим предельным состояниям: а) первой группы: - по прочности материала свай и свайных ростверков; - по несущей способности грунта основания свай; - по несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.), а также если основания ограничены откосами или сложены круто падающими слоями грунта; б) второй группы: - по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок; - по перемещениям свай (горизонтальным и углом поворота головы сваи) совместно с грунтом основания от действия горизонтальных нагрузок и моментов; - по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов. Расчет конструкций свай и ростверков по первой группе предельных состояний выполняется во всех случаях на вертикальные и горизонтальные нагрузки по прочности материала свай, а также по несущей способности грунта основания. Расчет свайных фундаментов по второй группе предельных состояний (по деформациям) выполняется при всех видах грунтов, за исключением тех случаев, когда сваи опираются на крупнообломочные грунты, плотные пески и твердые глины. Расчет по деформациям выполняется также при действии на фундаменты горизонтальных нагрузок, которые могут вызвать горизонтальные смещения фундаментов. По образованию и раскрытию трещин рассчитываются железобетонные элементы свайного фундамента в соответствии с нормами проектирования железобетонных конструкций.

64. зависит ли величина предельных деформаций основания от грунтовых условий

Предельные деформации основания не зависят от грунтовых условий строительной площадки, а зависят только от конструкции здания или сооружения и его фундаментов. Чем выше жесткость здания, тем выше допускаемые предельные значения деформаций основания. Если для производственных и жилых зданий с полным каркасом максимальная осадка равна 8 см, то для сооружений элеваторов из железобетонных конструкций на монолитной плите средняя осадка равна 40 см. Это объясняется тем, что элеваторы и дымовые трубы обладают большой способностью перераспределять усилия, возникающие при неравномерной деформации основания.

65. каким образом осуществляется уплотнения грунта статической нагрузкой

Уплотнение статической нагрузкой именуется "огрузкой". Такая огрузка создается отсыпкой по уплотняемой площади насыпи. В слабых водонасыщенных грунтах предварительно устраиваются вертикальные песчаные или бумажные дрены. Глубина уплотняемой толщи до 20 м, шаг песчаных дрен - 1-3 м, бумажных, - 0,6-1,2 м.

66. в каких случаях необходимо выполнить расчет свай по прочности их материала и по прочности грунта основания

Расчет по прочности материала свай выполняется во всех случаях для свай-стоек. Расчет по прочности грунта выполняется как для свай-стоек, так и для висячих свай.

67. виды фундаментов, основные составляющие фундаментов

68. как называются основные элементы фундамента мелкого заложения

Основными частями фундамента являются: обрез; подошва, боковая поверхность и ступени (рис.Ф.9.2,а). Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются надземные конструкции (2), называется обрезом (3) фундамента. Нижняя плоскость, через которую передается нагрузка на основание, называется подошвой (4). Вертикальные плоскости образуют боковую поверхность. Расстояние от поверхности планировки DL до подошвы называется глубиной заложения d. Высота фундамента h_f определяется расстоянием от подошвы фундамента до его обреза. За ширину подошвы фундамента принимается ее наименьший размер b, а за длину - ее больший размер l. Фундаменты под колонны могут иметь одну или несколько ступеней. Верхняя часть такого сборного фундамента имеет подколонник. Место в подколоннике, в которое устанавливается колонна, называется стаканом. Вертикальная часть наружного ленточного фундамента образует фундаментную стену.

Рис. Ф.9.2. Фундамент под колонну (а,б) и под стену (в):

1 - фундамент; 2 - колонна; 3 - обрез фундамента; 4 - подошва фундамента; 5 - подколонник; 6 - бетонные блоки

69. какие методы рекомендуются для расчета осадок фундамента

Расчет деформации основания может быть выполнен с использованием как аналитических, так и численных методов расчета. К аналитическим методам относятся: 1)метод элементарного послойного суммирования. 2)метод эквивалентного слоя грунта, 3)метод линейно-деформируемого слоя. Численные методы расчета основаны на использовании линейных или нелинейных решений теории упругости и теории пластичности

70. в каких грунтах возможно их уплотнения с помощью водопонижения

Этот способ применяется в мелких и пылеватых песках. Водопонижение производится иглофильтровыми установками. Уплотнение производится за счет возникновения капиллярных сил. Если коэффициент фильтрации мал, то дополнительно применяется электроосмос с применением постоянного тока. Коэффициент фильтрации при этом увеличивается в 10-100 раз. Движение воды происходит от анода (+) к катоду (-), поэтому катодами служат иглофильтры, а анодами - специально погружаемые в грунт стержни.

71. как определяется несущая способность сваи-стойки

Несущая способность сваи-стойки определяется минимальным значением предельной нагрузки либо по прочности грунта под ее нижним концом, либо разрушением сваи по ее материалу. При низком ростверке сваи рассчитываются без учета их продольного изгиба. Сопротивление под нижним концом сваи, опирающейся на скальные и малосжимаемые грунты, принимается равным 20 МПа. У песчаных грунтов сопротивление под нижним концом зависит от крупности песчаных грунтов, их плотности, а также от глубины их нахождения. В глинистых грунтах это сопротивление зависит также от глубины и от показателя текучести IL. Величина сопротивления дается на единицу площади поперечного сечения сваи

72. от чего зависит глубина заложения фундамента

Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность и деформации основания, не превышающие предельных по условиям нормальной эксплуатации. Глубина заложения фундаментов определяется: а) конструктивными особенностями зданий или сооружений (например, жилое здание с подвалом или без него), нагрузок и воздействий на их фундаменты; б) глубиной заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубиной прокладки инженерных коммуникаций; в) инженерно-геологическими условиями площадки строительства (физико-механические свойства грунтов, характер напластования и пр.); г) гидрогеологическими условиями площадки и возможными их изменениями в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений; д) глубиной сезонного промерзания грунтов. Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки (рис.Ф.9.3,а) или пола подвала до подошвы фундамента (рис.Ф.9.3,б), а при наличии бетонной подготовки - до ее низа. При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется[1]: а) предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта не менее чем на 10-15 см; б) избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта, если его прочностные и деформационные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя грунта; в) стремиться, если это возможно, закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.

Рис.Ф.9.3. Схемы к определению глубины заложения фундаментов d:

а - фундамент внешней оси здания; б - фундамент внутри здания

73. как рассчитать осадку основания методом послойного суммирования

Осадка находиться от вертикальных напряжений, действующих по оси, проходящей через середину фундамента, при этом соблюдается следующий порядок расчета: 1)после определения размеров фундамента ось фундамента совмещают с осью z и строят эпюру природного давления 2)эпюра строится по оси фундамента, начиная от поверхности природного рельефа, 3)затем определяется природное давление на уровне подошвы фундамента и определяется дополнительное вертикальное давление , где -среднее давление, 4)установив величину , строят эпюру дополнительных вертикальных напряжений в грунте , 5)эпюру строят по точкам, для чего толщу грунта ниже подошвы фундамента делят на элементарные слои, толщиной не более , где -ширина фундамента, при этом необходимо следить, чтобы границы между элементарными слоями совпадали с границей между инженерно-геологическими элементами 6)Затеи рассчитывают среднее значение в каждом элементарном слое. По значениям рассчитывают осадки каждого элементарного слоя. Осадку для элементарных слоев, располагающихся в пределах сжимаемой толщи, которая ограничивается глубиной заложения, сжатием грунта можно пренебречь. Нижнюю границу сжимаемой толщи находят из условия 7)осадки элементарных слоев, входящих в сжимаемую толщу суммируют, получая конечную осадку оснований.

74. в каких грунтах возможно применить цементацию

Цементация производится в грунтах с большим коэффициентом фильтрации, а также для заполнения пустот, в том числе карстовых. Водоцементное отношение 0,4-1. Инъекторы представляют трубу с перфорированным концом диаметром 25-100 мм. Цементацию применяют также при реставрировании фундаментов. Обязательны предварительные опытные работы. Коэффициент фильтрации должен быть более 80 м/сут.

75. Висячая свая. (РИС 24) Расчет несущей спос-ти вертикально нагруженных висячих свай производится только по прочности грунта. Сопротивление висячей сваи принято определять либо по расчету, либо по рез-ам полевых исследований. , где - коэф усл работы сваи в грунте; - коэф усл работы грунта под ниж кон сваи; R- расчетное сопр грунта под ниж кон сваи(приним по СНиП); А- площадь опирания сваи на грунт; U- периметр попер-го сечении сваи; - коэф усл работы грунта на боковой пов-ти сваи; - толщина i-го слоя; - расчет сопрт i-го слоя грунта на боковой пов-ти. (РИС) На выдергивающую нагрузку сви опред несущ спос-ть: .

Полевые методы опред несущ спос сваи. По рез-ам полевых исследований опред-ся величина предельного сопр-ия сваи(). - явл частным значением. Чтобы избежать случайного рез-та, проводят ряд испытаний сваи в одинаковых грунтовых усл-ях. И после статической обработке рез-ов находят нормативные значения пред-го сопр-ия. Расчетное значение: . если число испытаний свай <6, то за величину приним-ся наименьшее значение из испытанных свай. Если число свай 6 и >, то за нормативное принимаем среднее арифмет значение.