5 страница. 76. Проектирование ф-та мелкого заложения начин с предворит-го выбора его конст-ии и осн размеров

76. Проектирование ф-та мелкого заложения начин с предворит-го выбора его конст-ии и осн размеров. Затем, по принятым размерам производят расчет оснований по пред-ым состояниям. На размеры ф-та в 1-ю очередь влияет глубина заложения.

Форма пошвы ф-та опред-ся конфигурацией в плане конструктивных элементов, опирающихся на ф-ты. (круглая, кольцевая, прямоуг-я, квадратная, многоуг-ая). Площадь опред из условия: P≤R. . Для расчета размеров ф-та исп-ют: 1)метод последовательных приближений; 2)графический м/д. оптимально: P=R. 1. В первом приближении площ ф-та рас-ют: , где - условное расчет сопр-ие грунта несущ слоя, опред по СНиП 2,02,01-83; - усредненное эначение удельного веса бетона и удельного веса грунта , , след-но, ; d- глубина залож грунта; Для ленточного ф-та: . Для отдельно стоящего ф-та: , (РИС 12) , , след-но, в первом приближении . после нахождения величины и в первом приближении, рас-ют расчетное сопр-ие грунта . 2-ое приближение: . По находим . По - . 3- ье приближение: . Если разница м/ду и сост <5%, то - наша площадь и - р-р ф-та. Если нет, считаем приближение дальше, пока не выполниться условие. 2. Графический способ. (РИС 10). . подставляем произвольные значения b и получаем Р. Далее строим график функции . Аналогично строят график функции .

77. Допускается ли закладывать подошвы соседних фундаментов на разных отметках? Фундаменты здания рекомендуется закладывать на одной отметке. Однако, если здание состоит из нескольких отсеков, то для ленточных фундаментов допускается применение различной глубины их заложения. При этом переход от более заглубленной части к менее заглубленной должен выполняться уступами (рис.Ф.9.4). Уступы должны быть не круче 1:2, а высота уступа h  не более 60 см.

Рис.Ф.9.4. Заложение соседних фундаментов на разной глубине

Допустимая разность отметок заложения столбчатых фундаментов (или столбчатого и ленточного) определяется по формуле

где a  расстояние между фундаментами в свету;  _Iи c _I расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта; p  среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента под действием расчетных нагрузок.

78. Метод менее трудоемкий, но и менее точный. Поэтому рекоменд использовать только для первичного подсчета размера фундамента. В этом методе пространств задача расчета сводится к эквивалентной одномерной задаче. Осадка опред-ся с учетом жесткости ф-та и в предположении, что основание явл линейно-деформир-ым телом. Осадку ф-та опред по ф-ле: , , где Аw – коэф эквивалентного слоя, опред по табл в завис-ти от коэф Пуассона. Среднюю величину относительной сжимаемости находим по ф-ле: , где hi – толщина i-го слоя грунта, - коэф относит сжимаемости, - средняя глубина расположения слоя.Линейно-деформир тело (РИС 18) Е- уплотнение грунта в зависимости от давления, , . Чтобы убрать все эти неточности, выбираем небольшой участок в зависимости от давления на основание. (РИС 18)

79. Что представляет собой силикатизация грунтов и в каких грунтах ее применяют? Силикатизация применяется для укрепления песчаных (коэффициент фильтрации 0,5-80 м/сут.) и макропористых просадочных грунтов (коэффициент фильтрации 0,2-2 м/сут.) и отдельных видов насыпных грунтов. Нагнетается жидкое стекло (силикат натрия). Отвердителем является хлористый кальций. Таким образом, это двухрастворная силикатизация. Нагнетание обоих растворов производится либо поочередно, либо одновременно через два инъектора. Радиус закрепления до 1 метра. Срок твердения до одного месяца. В лессовидных макропористых грунтах возможно нагнетание только жидкого стекла, так как кальций (гипс) содержится непосредственно в грунте. Просадочные свойства при этом ликвидируются. Должны учитываться экологические последствия

80. В чем заключается динамический способ определения несущей способности свай? Динамический способ заключается в нахождении несущей способности сваи по величине отказа при забивке ее на глубину, близкую к проектной. В формулу для расчета несущей способности входят параметры оборудования, используемого для погружения испытываемой сваи,  энергия падающего молота, вес наголовника и др. Грунт характеризуется только величиной отказа. Чтобы найти величину предельной нагрузки на сваю, рассчитанную по результатам динамических испытаний, ее делят на коэффициент надежности, равный 1,4.

81. Как производится расчет осадки фундамента, опирающегося на грунтовую подушку? Расчет осадки производится обычным путем по методу послойного суммирования, причем верхним слоем сжимаемой толщи грунта служит грунтовая подушка. Модуль деформации для нее может быть принят по прил.1 к СНиП [1].

82. Как определяется нормативное значение глубины сезонного промерзания грунта? Нормативная глубина сезонного промерзания грунта dfn принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) под открытой, оголенной от снега поверхностью горизонтальной площадки при уровне грунтовых вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов. При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину сезонного промерзания грунтов определяют на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение определяется по формуле

где d ₀ глубина промерзания при , м, принимаемая: для суглинков и глин  0,23; супесей, песков мелких и пылеватых  0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности  0,30; крупнообломочных грунтов  0,34; M_t  безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе,  C, принимаемых по СНиП [8] или по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях. За неимением этих данных нормативную глубину сезонного промерзания можно определить по схематической карте (рис.Ф.9.5), где даны изолинии нормативных глубин промерзания для суглинков, т.е. при d ₀= 0,23 м. При наличии в зоне промерзания других грунтов значение d_fn, найденное по карте, умножается на отношение d ₀/0,23 (где d 0соответствует грунтам рассматриваемой строительной площадки).

83. Как определяется осадка основания с использованием схемы линейно-деформируемого слоя? Осадка фундамента на слое конечной толщины (рис.Ф.10.12) определяется по формуле

где p  среднее давление под подошвой фундамента; b  ширина прямоугольного или диаметр круглого фундаментов, k_c и k_m  коэффициенты, зависящие от сжимаемости основания; n  число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах сжимаемой толщи H_с; k_i и k_i-1  коэффициенты, определяемые в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i -го слоя; E_i  модуль деформации i -го слоя грунта. Коэффициенты k_i приводятся в табллице СНиП [1], приложение 2.

Рис.Ф.10.12. Схема для расчета осадки с использованием модели линейно-деформируемого слоя

Расчетная толщина линейно деформируемого слоя определяется с использованием выражения, приведенного в Ф.10.10.

84. Что представляет собой газовая силикатизация? Для закрепления просадочных при замачивании лессовых грунтов в качестве отвердителя для жидкого стекла применяется углекислый газ. Газ нагнетается сначала до использования жидкого стекла, а второй раз  уже после введения силиката натрия. До массового закрепления проводятся опытные работы.

85. Как определить число свай в свайном фундаменте? Число свай определяется путем деления величины нагрузки на свайный куст на несущую способность одиночной сваи, которая определяется как расчетная несущая способность сваи, деленная в свою очередь на коэффициент надежности по нагрузке  _k (обыч-
но  _k = 1,4), то есть уменьшенная в 1,4 раза. Для ростверка подбирается наиболее компактное очертание. Сваи размещаются рядами или в шахматном порядке. Шаг свай в кусте выбирается кратным 5 см. При расчете ленточного ростверка число свай n на 1 п.м. длины может оказаться дробным. Тогда расстояние a, м, между сваями будет a =1/ n.

86. Для чего под подошвой фундамента устраивается песчаная подготовка?

Основное назначение песчаной подготовки - устранить неровности в плоскости контакта подошвы фундамента и грунта основания, образующиеся при разработке котлована. При этом устраняется возможность смятия грунта и тем самым выравниваются контактные напряжения по подошве фундамента.

Песчаная подготовка устраивается в глинистых грунтах. В песчаных грунтах при устройстве монолитных железобетонных фундаментов роль песчаной подготовки выполняет слой из тощего бетона, называемый подбетонкой. Толщина подбетонки принимается равной 100-150 мм.

Целесообразно возводить фундаменты на промежуточной подготовке переменной жесткости в плане (рис.Ф.9.24). В этом случае эпюра контактных давлений трансформируется таким образом, что наибольшие давления на грунт кон центрируются под бетонной частью подготовки.

Рис.Ф.9.24. Фундамент на промежуточной подготовке:

1 - эпюра контактных давлений; 2 - рыхлый песок; 3 - бетон; 4 – фундамент

87. Как определяется расчетное значение сезонного промерзания грунта? Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле

где k_h  коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения и принимаемый для отапливаемых зданий в зависимости от конструкции полов и температуры внутри помещений, а для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий k_h = 1,1 (кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой).

.

88. Что такое расчетное сопротивление грунта основания и как оно рассчитывается?

В нормах расчетное сопротивление R грунта основания предлагается оценивать двояко. Расчетное сопротивление грунта основания  среднее давление под подошвой фундамента R, которое не допускается превышать. Считается, что при таком превышении под краями фундамента будет наблюдаться существенное развитие областей пластической деформации, то есть областей, в которых грунт будет в предельно напряженном состоянии, а это нарушит изначально принятую линейную зависимость между напряжениями и деформациями. Поэтому принимается ограничительное условие p  R. Для предварительного определения размеров подошвы фундамента величина R находится по физическим характеристикам грунта основания. Затем для принятых размеров подошвы фундамента производится проверка получаемой величины давления p. В качестве определяющих расчетное сопротивление R принимаются прочностные характеристики грунта: угол внутреннего трения  и удельное сцепление c. Области с предельным состоянием не должны по глубине превышать 1/4 ширины подошвы фундамента. Расчет производится по формуле (7) главы СНиП:

здесь  _{c 1},  _{c 2} коэффициенты условий работы; k  коэффициент надежности; M, Mq, Mc  безразмерные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения;  _II удельный вес грунта расположенного ниже подошвы фундамента;  то же, но выше подошвы фундамента шириной b, заглубленного в грунт на величину d ₁. Величина db представляет разность заглублений в грунт фундамента справа и слева, c _II удельное сцепление (см. также п.Ф.10.16).

.

89. Для чего применяют глинизацию и битумизацию грунта? Глинизацию песков применяют для уменьшения фильтрации через них. Нагнетается бентонитовая глина с содержанием монтмориллонита более 60 %. Битумизация производится в трещиноватых скальных грунтах также для уменьшения фильтрации воды через них.

90. Каким образом и по какой схеме рассчитываются осадки свайных фундаментов? Свайные фундаменты передают усилия на основание через боковую поверхность и через свою подошву, ограничиваемую плоскостью, проведенной на уровне острия забивных свай. Осадка фундамента из свай-стоек обычно не рассчитывается из-за ее малости. Тело свайного фундамента образуют собственно сваи и заполняющие межсвайное пространство грунты. Свайный фундамент имеет подошву большую, чем подошва ростверка, и к контуру свайного поля добавляется со стороны ширины и длины величи-
на , где  средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунта в пределах высоты фундамента, равной h. При подсчете нагрузки на уровне подошвы фундамента в нее включаются вес грунта и вес свай. Поскольку при подсчете осадок расчет ведется на величину давления за вычетом природного, то практически вес фундамента на осадку почти не влияет, а осадка формируется за счет нагрузки, приходящейся на фундамент от сооружения. Так как величина сжимаемой толщи под свайным фундаментом получается существенно меньшей, чем под фундаментом мелкого заложения при тех же нагрузках, то и осадка свайного фундамента также обычно получается меньшей, чем у фундамента мелкого заложения.

Рис.Ф.14.56. Схема для расчета осадок свайного фундамента

.91. В чем заключается армирование грунта и когда его можно считать эффективным? В грунт вводятся обычно горизонтальные достаточно прочные армирующие элементы, обычно из геотекстиля, имеющие шероховатую поверхность (см.рис.Ф.13.1,л). Обычно арматуру применяют в искусственных насыпях. Можно ее применить и в грунтовых подушках, в засыпках за подпорными стенами. Армирование поверхности откосов можно осуществить посевом трав с мощной корневой системой.

92. В каких грунтах глубина заложения фундаментов назначается независимо от расчетной глубины промерзания грунтов?

В скальных, крупнообломочных с песчаным заполнителем грунтах, песках гравелистых, крупных и средней крупности глубина заложения фундаментов назначается произвольно, так как в этих грунтах при замерзании не возникает сил морозного пучения.

93. Что такое условное расчетное сопротивление грунта R 0и как оно определяется? В табл. 1 прил.3 СНиП [1] приведены значения расчетного сопротивления грунта, которые определяются только по классификационным показателям грунта и не зависят, в отличие от выражения для R (Ф.10.16), непосредственно от прочностных характеристик грунтов. Эти условные значения расчетного сопротивления, часто обозначаемые R ₀, разрешается применять для определения предварительных размеров фундаментов или для малоэтажных зданий при согласном напластовании грунтов основания.

94. В чем заключается и для чего служит электрохимическое закрепление грунтов? Это закрепление пылевато-глинистых грунтов с применением электроосмоса. В этом методе через аноды подают растворы солей многовалентных металлов, которые потом коагулируют в грунте глинистые частицы. При этом создаются сцементированные между собой глинистые агрегаты. Прочность грунтов возрастает, снижается их набухаемость. Напряжение тока  до 100 вольт.

.95. На какие три группы можно подразделить способы преобразования строительных свойств грунтов? Эти способы можно подразделить на:

1) Конструктивные, которые хотя и не улучшают самих свойств грунтов, но улучшают их работу в основаниях за счет изменения напряженного состояния и более благоприятных условий деформирования; 2) Уплотнение грунтов; 3) Закрепление грунтов, улучшающее их прочностные свойства.

96.. Можно ли снизить силы морозного пучения конструктивными мероприятиями? Глубину заложения фундаментов по условиям морозного пучения можно уменьшить за счет применения: а) постоянной теплозащиты грунта по периметру здания; б) водозащитных мероприятий, уменьшающих возможность замачивания грунтов; в) полной или частичной замены пучинистого грунта на непучинистый под подошвой фундамента; г) обмазки боковой поверхности фундаментов битумной мастикой или покрытия ее полимерными пленками; д) искусственного засоления грунтов обратной засыпки.

97. Почему расчетное сопротивление основания при прерывистых фундаментах больше, чем для ленточных фундаментов?

Расчетное сопротивление основания при прерывистых фундаментах определяется по формуле

Rп=Rkd

где R - расчетное сопротивление основания обычного ленточного фундамента, определяемое по формуле (Ф.10.16); kd - коэффициент, который зависит от вида фундаментных плит (сплошные или с вырезом), вида грунта и изменяется от 1 до 1,3. Это делается потому, что расстояние между плитами небольшое, а уже на относительно малой глубине от подошвы давление выравнивается и влияние щели исчезает.

Ленточные прерывистые фундаменты (см.рис.Ф.9.12,а) отличаются от обычных тем, что фундаментные подушки укладываются с разрывом, величина которого определяется расчетом. Пространство между подушками заполняется песком или грунтом с уплотнением. Нагрузка от фундаментной стены передается через уплотненный грунт на основание. Стоимость прерывистых фундаментов до 10-15 % менее стоимости обычных ленточных.

Рис.Ф.9.12. Фундаменты мелкого заложения:

а - сборный ленточный, прерывистый; б, в, г,д - поперечные сечения ленточных фундаментов под стены; е - ленточный монолитный под колонны; ж - фундамент из перекрестных лент; з, к - отдельно стоящий из сборных столбов и рандбалок; л,м - отдельно стоящий под колонны; н - коробчатый плитный; о - плоский плитный; п - многоугольный плитный; р - плитный под колонны:

1 - отмостка; 2 - гидроизоляция; 3 - сборные бетонные стеновые блоки; 4 - армированный пояс; 5 - подушка ленточного фундамента; 6 - стеновая ребристая панель; 7 - подушка под колонну (столб); 8 - колонна (столб); 9 - рандбалка сборная; 10 - колонна; 11 - железобетонная лента; 12 - железобетонная плита;

13 - бетонная подготовка

98.. Как осуществляется термическое закрепление грунтов? Этот способ используется часто для устранения просадочных свойств макропористых лессовых грунтов. Сущность его состоит в том, что в грунт в течение нескольких суток подается раскаленные воздух или газ. Отдельные минералы оплавляются, образуется прочная структура. При этом теряется часть химически связанной воды, уменьшается или ликвидируется просадочность. Температура не превышает 800  С. В результате обжига вокруг скважины получается конусообразный столб диаметром поверху до 2 м, а внизу 0,7-0,8 м. Возможна и другая технология обжига, когда горелка погружается в пробуренную скважину и постепенно передвигается вдоль нее. В этом случае в результате обжига получаются обожженые грунтостолбы. Топливом являются солярка или газ.

99. Что представляет собой грунтовая подушка и для чего она делается? Грунтовая подушка представляет собой искусственно укладываемый слой хорошего грунта, который заменяет слабый вынимаемый грунт. Грунтовая подушка обычно делается из крупнообломочных грунтов, крупных или средней крупности песчаных грунтов. Обычная толщина песчаной подушки 1-3 м. Не следует путать песчаную подушку с песчаной подготовкой. Толщина подготовки обычно не превышает 0,2 м. Грунтовая подушка более равномерно распределяет давление, передаваемое на нижний более слабый грунт, а, кроме того, она выполняется из непучинистого при промерзании грунта.

100. В каких случаях допускается увеличение расчетного сопротивления грунта? Расчетное значение R допускается увеличивать в следующих случаях:  для фундаментных плит с угловыми вырезами на 15 %;  для прерывистых фундаментов на 15-30 %;  если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием;  на 20 %, если расчетные деформации основания при давлении, равном R, не превосходят 40 % от предельных значений;  для внецентренно нагруженных фундаментов на 20 % (максимальное краевое значение).

101. Что собой представляет опускной колодец? Опускной колодец представляет замкнутую в грунте обычно симметричную открытую и снизу, и сверху конструкцию. Он либо бетонируется на месте, либо собирается из готовых элементов (рис.Ф.16.1).

Рис.Ф.16.2. Опускной колодец: а - установка на поверхность; б - заглубление; в - наращивание новой секции; г - опускной колодец опущен до прочного грунта; д - у опускного колодца сделано дно

Опускные колодцы погружаются под действием собственного веса, хотя для погружения сборных элементов дополнительно может применяться вибрация. По мере погружения изнутри из колодца извлекается грунт. Для этого могут применяться экскаваторы грейферного или другого типов, иногда гидроразмыв грунта. После опускания колодца до заданной отметки его внутренняя полость частично или полностью заполняется бетоном. Опускной колодец может быть использован для устройства заглубленных в грунт помещений.

102. Как определить ширину подошвы центрально нагруженного фундамента? Для определения ширины подошвы центрально нагруженного фундамента необходимо предварительно собрать нагрузки на фундамент и задаться глубиной его заложения. Если нагрузка от веса надземных конструкций N _II, приложенная на обрезе фундамента (рис.Ф.10.21,а), известна, то давление на основание под подошвой фундамента будет:

где Gгр вес грунта обратной засыпки на обрезах фундамента; G_ф вес фундамента; А  площадь подошвы фундамента (см.также Ф.9.26).

Рис.Ф.10.21. Расчетные схемы к определению ширины подошвы фундаментов: а - центрально нагруженный фундамент; б - внецентренно нагруженный фундамент

В практических расчетах, усредняя вес грунта и вес фундамента в объеме призмы АБВГ, давление определяют по формуле

где  среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 20 кН/м3; d  глубина заложения и A  площадь подошвы фундамента. Так как давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта, то, если принять p = R, получим формулу для определения площади подошвы фундамента:

С целью ускорения расчетов в поcледнем выражении можно предварительно заменить R на R ₀, определив его по таблице СНиП, т.е. не выполнять сначала расчетов по определению R, но после подбора A по R₀ эти расчеты для R необходимо провести повторно. Для ленточного фундамента расчет выполняется на 1 п.м. длины фундамента, поэтому ширину подошвы находят по формуле b = A/l.

Для фундаментов с квадратной подошвой , с круглой .