Предельные деформации основания 12 страница

2 Для зданий с нерегулярным отоплением при определении за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов суток.

Таблица 12.1

#G0Особенности сооружения	Коэффициент при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °С
					20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми:
по грунту	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
на лагах по грунту	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
по утепленному цокольному перекрытию	1,0	1,0	0,9	0,8	0,7
С подвалом или техническим подпольем	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4
Примечания   1 Приведенные в таблице значения коэффициента относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента <0,5 м; если 1,5 м, значения коэффициента повышают на 0,1, но не более чем до значения =1; при промежуточном значении значения коэффициента определяют интерполяцией.   2 К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии - помещения первого этажа.   3 При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

12.2.5 Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

- для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 12.2;

- для внутренних фундаментов - независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Таблица 12.2

#G0Грунты под подошвой фундамента	Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод , м, при
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности	Не зависит от	Не зависит от
Пески мелкие и пылеватые	Не менее	То же
Супеси с показателем текучести 0	То же	"
То же, при 0	"	Не менее
Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя 0,25	"	То же
То же, при 0,25	"	Не менее 0,5
Примечания   1 В случаях когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания , соответствующие грунты, указанные в настоящей таблице, должны залегать до глубины не менее нормативной глубины промерзания .   2 Положение уровня подземных вод должно приниматься с учетом положений подраздела 5.4.

Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:

- фундаменты опираются на мелкие пески и специальными исследованиями на данной площадке установлено, что они не имеют пучинистых свойств, а также в случаях когда специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную пригодность сооружения;

- предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов.

12.2.6 Глубину заложения наружных и внутренних фундаментов отапливаемых сооружений с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) следует принимать по таблице 12.2, считая от пола подвала или технического подполья.

При наличии в холодном подвале (техническом подполье) отапливаемого сооружения отрицательной среднезимней температуры глубину заложения внутренних фундаментов принимают по таблице 12.2 в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта, определяемой по формуле (12.2) при коэффициенте =1. При этом нормативную глубину промерзания, считая от пола подвала, определяют расчетом по 12.2.3 с учетом среднезимней температуры воздуха в подвале.

Глубину заложения наружных фундаментов отапливаемых сооружений с холодным подвалом (техническим подпольем) принимают наибольшей из значений глубины заложения внутренних фундаментов и расчетной глубины промерзания грунта с коэффициентом =1, считая от уровня планировки.

12.2.7 Глубина заложения наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений должна назначаться по таблице 12.2, при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала или технического подполья - от уровня планировки, а при их наличии - от пола подвала или технического подполья.

12.2.8 В проекте оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения грунтов основания, а также промораживания их в период строительства.

12.2.9 При проектировании сооружений уровень подземных вод должен приниматься с учетом его прогнозирования на период эксплуатации сооружения по подразделу 5.4 и влияния на него водопонижающих мероприятий, если они предусмотрены проектом.

12.2.10 Фундаменты сооружения или его отсека должны закладываться на одном уровне. При необходимости заложения соседних фундаментов на разных отметках их допустимую разность , м, определяют исходя из условия

, (12.3)

где - расстояние между фундаментами в свету, м;

, - расчетные значения угла внутреннего трения, град., и удельного сцепления, кПа;

- среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента от расчетных нагрузок (для расчета основания по несущей способности), кПа.

12.3 Расчет столбчатых фундаментов

12.3.1 Расчет прочности столбчатых фундаментов включает определение размеров плитной части, определение размеров ступеней, определение сечения арматуры плитной части. Расчет по второй группе предельных состояний включает расчет по образованию и раскрытию трещин.

12.3.2 Расчет фундаментов производят с учетом реактивного давления грунта , кПа, определяемого по формуле

, (12.4)

где - расчетная вертикальная сила, кН;

, - расчетные моменты относительно осей фундамента и , кН·м;

, - моменты инерции подошвы фундамента относительно и , м ;

, , - координаты (рисунок 12.1).

Рисунок 12.1 - Эпюра давления на грунт внецентренно нагруженного фундамента

при действии моментов относительно двух осей

12.3.3 Фундаменты рекомендуется проектировать для условий выполнения работ нулевого цикла до устройства колонн: отметку верха фундаментов принимают на 150 мм ниже отметки чистого пола зданий.

Высоту фундамента назначают по условиям заглубления или условиям заделки колонн; высоту плитной части фундамента назначают по расчету. При высоте фундамента больше высоты плитной части, требуемой по расчету, увеличение высоты фундамента производят за счет подколонника.

12.3.4 Форму отдельных фундаментов в плане при центральной нагрузке рекомендуется принимать квадратную, если этому не препятствуют фундаменты соседних зданий, подземные сооружения, фундаменты под оборудование и т.п.

При внецентренной нагрузке фундамент рекомендуется принимать прямоугольной формы с соотношением сторон прямоугольной подошвы фундамента от 0,6 до 0,85.

12.3.5 Монолитные фундаменты под сборные и монолитные железобетонные колонны рекомендуется проектировать с плитной частью ступенчатого типа. Размеры в плане подошвы фундамента, ступеней, подколонника рекомендуется принимать кратными 0,30 м.

Высоту ступеней рекомендуется принимать равной 0,30, 0,45, а при большой высоте плитной части фундамента - 0,60 м.

Высоту фундамента рекомендуется принимать кратной 0,30 м.

12.4 Расчет ленточных и прерывистых фундаментов

12.4.1 Ленточные и прерывистые фундаменты наружных стен сооружений с подвалами рассчитывают с учетом горизонтального давления грунта.

12.4.2 Расчет фундаментов производят по сечению, проходящему по краю фундаментной стены, а при ступенчатой форме фундамента - и по грани ступени.

Расчетные усилия на единицу длины (изгибающий момент , кН·м/м и поперечную силу , кН/м), в сечении фундамента при центральной нагрузке определяют по формулам:

, (12.5)

, (12.6)

где - среднее давление по подошве фундамента, кПа;

- вылет консоли фундамента, м.

При внецентренной нагрузке (рисунок 12.2) расчетные усилия в сечении на единицу длины фундамента определяют по формулам:

; (12.7)

, (12.8)

где и - давления от расчетных нагрузок, кПа, передаваемые на грунт под краем фундамента и в расчетном сечении;

- то же, что и в формуле (12.5);

- то же, что и в формуле (12.6).

Рисунок 12.2 - К расчету ленточного фундамента

12.5 Расчет плитных фундаментов

12.5.1 Расчет плитных фундаментов и их оснований рекомендуется выполнять с учетом последовательности возведения сооружения, технологии и последовательности бетонирования плиты.

12.5.2 При расчете плитных фундаментов и их оснований следует учитывать взаимодействие грунта основания, плитного фундамента и надфундаментных конструкций. Допускается учитывать в расчете жесткость только нижних этажей сооружения.

12.5.3 При расчете совместной деформации основания и плитного фундамента нагрузки на плиту допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией и принимать в соответствии со статической схемой сооружения.

12.5.4 Расчет внутренних усилий в системе "основание-фундамент-сооружение" допускается выполнять с использованием программ расчета сооружения на основании, характеризуемом переменным в плане коэффициентом жесткости (коэффициентом постели). При этом переменный в плане коэффициент постели должен назначаться с учетом неоднородности в плане и по глубине и распределительной способности основания. Этот коэффициент может определяться заранее или в процессе последовательных приближений на основе линейной или нелинейной модели основания. Процесс последовательных приближений включает следующие шаги:

1) задание начального распределения коэффициента постели;

2) расчет совместных перемещений сооружения, плитного фундамента и основания с принятым распределением коэффициента постели при действии заданных нагрузок и определение контактных давлений ;

3) определение осадок основания с использованием принятой линейной или нелинейной модели основания, а также следующего приближения для коэффициента постели

; (12.9)

4) повторение шагов 2) и 3) до достижения сходимости по контрольному параметру (например, по коэффициенту постели).

12.5.5 Рекомендуется выбирать наиболее неблагоприятные значения параметров жесткости основания и модели основания для каждого расчета (в частности, расчет сечения верхней арматуры производить при постоянном коэффициенте постели, а нижней - при переменном).

12.6 Расчет стен подвалов

12.6.1 Расчет стен подвалов производят с учетом нагрузок от наземных конструкций и давления грунта. Давление грунта на стены подвалов определяют в соответствии с разделами 9, 10 с учетом временной нагрузки на прилегающей к подвалу территории. При отсутствии данных о временной нагрузке она может быть принята равномерной с интенсивностью 10 кПа.

Расчет стен подвалов производят с использованием модели балочной плиты. При расчете следует принимать ее защемление на уровне сопряжения с фундаментом и шарнирные соединения в уровнях опирания перекрытий подвальных этажей.

12.6.2 Значение горизонтального давления грунта , кПа, на стену подвала на глубине , м, определяют по формуле

, (12.10)

где и - средневзвешенные в пределах глубины подвала значения удельного веса, кН/м , и удельного сцепления грунта, кПа, определяемые с учетом группы предельных состояний и нарушенного сложения грунта;

- равномерная нагрузка на горизонтальной поверхности грунта, кПа;

- коэффициент, определяемый по формуле

, (12.11)

где - средневзвешенный в пределах глубины подвала угол внутреннего трения, град., определяемый с учетом группы предельных состояний и нарушенного сложения грунта.

Значение не может быть отрицательным.

12.7 Фундаменты в вытрамбованных котлованах

12.7.1 Фундаменты в вытрамбованных котлованах подразделяют на:

мелкого заложения при ;

удлиненные при , где - высота фундамента, а - ширина фундамента в средней его части (рисунок 12.3);

столбчатые (при расстояниях в свету поверху между фундаментами ) и ленточные (при );

по способу устройства: без уширения основания с плоской или заостренной подошвой и с уширением основания.

- фундамент мелкого заложения с плоской подошвой; б - удлиненный фундамент с уширенным основанием;

1 - фундамент; 2 - втрамбованный жесткий материал; 3 - уплотненная зона

Рисунок 12.3 - Фундаменты в вытрамбованных котлованах

12.7.2 Фундаменты в вытрамбованных котлованах применяют на глинистых грунтах, в том числе просадочных типа I по просадочности, с числом пластичности 0,03 при плотности сухого грунта 1,6 г/см и при степени влажности 0,75 для фундаментов мелкого заложения и 0,65 для удлиненных фундаментов.

При обосновании возможно применение фундаментов в вытрамбованных котлованах и при других видах грунтов.

12.7.3 Рекомендуется применять следующие виды фундаментов в вытрамбованных котлованах:

столбчатые - для каркасных зданий при вертикальной нагрузке до 3000 кН, при этом при нагрузках свыше 500 кН рекомендуется применять фундаменты с уширенным основанием;

ленточные и столбчатые - для бескаркасных зданий при нагрузке до 300 кН/м.

12.7.4 Проект фундаментов в вытрамбованных котлованах должен содержать: размеры, форму и массу трамбовки, высоту ее сбрасывания и число ударов для вытрамбовывания на заданную глубину; влажность грунта; объем жесткого материала (бетона, щебня, песчано-гравийной смеси и т.п.); характеристики уплотненных грунтов и размер уплотненной зоны; минимально допустимые расстояния между котлованами ленточного фундамента.

12.7.5 Минимально допустимые расстояния в свету поверху между отдельными котлованами ленточных фундаментов принимают:

- при последовательном вытрамбовывании котлованов в один этап ;

- при вытрамбовывании котлованов и бетонировании фундаментов в два этапа, т.е. через один фундамент, .

Расстояние в осях между соседними фундаментами с уширенным основанием должно быть не менее .

12.7.6 Минимальную глубину вытрамбованных котлованов , м, для фундаментов мелкого заложения без уширения основания определяют по формуле

, (12.12)

где - максимальная толщина уплотненного слоя под дном котлована, м, принимаемая по 12.7.7;

и - среднее значение плотности сухого грунта в пределах уплотненного слоя соответственно до уплотнения и после уплотнения, т/м .

Значение , т/м , определяют по формуле

, (12.13)

где - то же, что и в формуле (12.12);

- плотность частиц грунта, т/м ;

- степень влажности уплотненного грунта, принимаемая равной 0,9;

- влажность грунта, доли единицы;

- плотность воды, равная 1 т/м .

Для фундаментов с уширенным основанием минимальную глубину вытрамбованного котлована принимают .

12.7.7 Толщину уплотненного слоя под фундаментами в вытрамбованных котлованах без уширения основания принимают равной ; ширину уплотненной зоны на глубине (0,15-0,25) - .

12.7.8 Высоту сбрасывания трамбовок принимают в диапазоне 4-8 м.

Число ударов трамбовки для получения заданной глубины определяют по формуле

, (12.14)

где - заданная глубина вытрамбованного котлована (высота фундамента), см;

- коэффициент, учитывающий состояние грунта по влажности;

- среднее значение понижения дна котлована за один удар трамбовки, см.

Коэффициент принимают равным: 1 при вытрамбовывании котлованов в грунтах с влажностью, близкой к оптимальной и 0,7 - при влажности на 0,03-0,05 менее оптимальной.

Для трамбовок с плоским основанием величину принимают равной 10 см при площади основания меньше 1 м , 8 см - при площади основания 1-2 м и 6 см - при площади основания более 2 м . Для трамбовок с заостренным нижним концом =15 см.