Формы деформаций и смещений сооружений

В зависимости от характера неравномерных осадок и от жесткости сооружения возникают деформации и перемещения сооружений следующих видов: прогиб, выгиб, перекос, крен, скручивание, горизонтальные перемещения фундаментов. Прогиб и выгиб связаны с искривлением сооружения. Такие деформации могут возникнуть в зданиях и сооружениях, не обладающих большой жесткостью. Перекос возникает в конструкциях, когда неравномерность осадок проявляется на участке небольшой протяженности при сохранении относительно равномерных осадок под всем сооружением.

Креном сооружения называется поворот вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента. Он возникает при несимметричной загрузке основания или несимметричном напластовании грунтов. Наибольшую опасность представляет крен высоких сооружений (трубы, башни, мачты и т.п.).

Скручивание возникает при неодинаковом крене по длине сооружения. При скручивании дополнительные усилия возникают не только в стенах, но и в перекрытиях, которые могут изгибаться в горизонтальном направлении.

Горизонтальные перемещения фундаментов возможны, если опирающиеся на них конструкции передают значительные горизонтальные усилия.

4. Нормативные и расчетные нагрузки, их сочетания.

Классификация нагрузок.

В зависимости от продолжительности действия нагрузок их делят на постоянные и временные. Постоянными нагрузками являются собственный вес конструкций, грунтов, а также воздействие предварительного напряжения в железобетонных конструкциях. Временными нагрузками являются эксплуатационные нагрузки. Они делятся на длительные, кратковременные и особые.

К длительным нагрузкам относятся: вес оборудования, некоторые крановые и снеговые нагрузки, воздействие неравномерных осадок основания, воздействие усадки и ползучести и др. (СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»).

Кратковременные нагрузки включают в себя: вес людей, материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования, часть нагрузки на перекрытие жилых и общественных зданий, снеговые и ветровые нагрузки, температурные воздействия. К особым нагрузкам относятся: сейсмические и взрывные воздействия, просадки грунтов и др.

Нормативные нагрузки устанавливаются по заранее заданной вероятности превышения средних значений (СНиП 2.01.07-85).

Расчетные нагрузки при расчете по первой группе предельных состояний определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке, который обычно больше единицы.

Сочетание нагрузок.

На конструкцию, как правило, действуют несколько нагрузок, поэтому при расчете нужно учитывать наиболее вероятные их сочетания. Сочетания нагрузок делятся на два вида: основные и особые. Основные сочетания состоят из постоянных и временных нагрузок, а особые - из постоянных, временных и одной особой. В основном сочетании, если учитываются все постоянные и только одна временная нагрузка, то ее вводят в расчет без снижения. При действии двух и более временных нагрузок значения длительных нагрузок умножают на коэффициент сочетаний, а кратковременных - на. В особом сочетании нагрузок все временные длительные нагрузки умножаются на коэффициент сочетаний, а кратковременные на.

Таким образом, коэффициенты сочетаний учитывают вероятность одновременного действия максимальных значений длительных и кратковременных нагрузок.

5. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Выбор типа фундамента.

Инженерные изыскания обязательны. Они позволяют четко определить, какой тип фундамента будет целесообразен для вашего строения.

При различных геологических ситуациях понадобиться, как рекомендую специалисты, необходим разный по типу фундамент. Если у вас текучие и текуче-пластичные грунты, то это может быть плитный фундамент. Если это туго-пластичные и твердые грунты, то можно запроектировать ленточный или столбчатый фундамент, что определенно скажется на их цене в сторону удешевления. Если вы имеете скальные породы, известняки или гранит, то подземная часть вашего дома будет стоить больших денег и в этом случае она нецелесообразна.

Очень часто на земельном участке встречаются различные пески. Они могут быть и крупные, мелкой фракции и гравилистые, а также пылевато-водонасыщенные. Здесь выбор типа фундамента в значительной степени зависит от точных инженерных изысканий. Ведь некоторые типы песков, такие как так пылеватые пески, при определенных условиях могут переходить в плавунное состояние и ленточные столбчатые фундаменты здесь неприменимы. Тут возможно применение винтовых свай.

Если на вашем участке присутствуют скальные породы, гранит и известняки, то часто применяют взрывные работы, чтобы сделать, к примеру, глубокий подвал или подземный гараж. Иногда более целесообразно сделать фундаменты неглубокого заложения, такие как столбчатые или ленточные.

Если на участке заложены торфяники, то в зависимости от толщины слоя торфа, делается выторфовка - выбирается слой торфа до грунта и засыпается выработанный участок песком. Если есть возможность, то можно вообще отказаться от строительства дома на этом участке либо - от земельного участка в целом. Если вы уже обзавелись этой землей, то возможно использование свайных фундаментов – это забивные или винтовые сваи.

Итак, выводы:

1. Участок с заложениями торфа является самым проблематичным для работ. Наиболее подходящий в этом случае - глубокий свайный фундамент. Это недешевое удовольствие и если есть возможность, то лучше вообще отказаться от строительства или от участка.

2. Если на участке присутствуют пылеватые водонасыщенные пески и тягучие глины, то тогда вам подойдет заглубленный фундамент с гидроизоляцией.

3. Мелкие, средние по фракции пески и твердые глины – делайте неглубокий экономичный фундамент.

Инженерно геологические изыскания на вашем участке также позволяют определить уровень грунтовых вод. Также колебания уровня грунтовых вод зависят от сезонных явлений, поры года, от выпадения осадков и снеготаяния. Специалисты дают прогноз уровня грунтовых вод в зависимости от этих факторов.

Уровень грунтовых вод максимален в осенне-весенний период, а вот зимой или летом, наоборот - минимален. В зависимости от этого, вы можете сэкономить в стадии строительства фундамента. Если вы строите в летний период, когда уровень грунтовых вод минимален, то здесь можно меньше заботиться о гидроизоляции.

А вот в весенний или осенний периоды, скорее всего, вам придется при отрывке котлована под фундамент, заниматься еще водоотливом и водопонижением грунтовых вод.

Обязательно проводится химический анализ воды по различным компонентам: сульфаты, агрессивная углекислота, сульфиды, определяется содержание гумуса, водородный показатель рН и др. Он дает возможность выбрать соответствующую марку бетона для вашего фундамента.

Зная анализ воды, дается характеристика грунтовых вод - агрессивность к бетону, к стальным металлоконструкциям и к другим металлам, если таковые используются. В зависимости от состава воды выбирается соответствующая марка бетона. что в дальнейшем позволяет избежать коррозиии преждевременному разрушению вашего фундамента.

Используя данные по глубине залегания уровня грунтовых вод и химический анализ воды на вашем участке можно получить определенные результаты по расчету и монтажу водоснабжения вашего дома. К примеру, если в верхней части земельного участка залегают песчаные грунты, то вы вполне можете вырыть колодец. А сдав образец воды из этого колодца в лабораторию, можно определить ее состав и сделать вывод о ее использовании в быту для технических нужд или для использования в пищу. Скорее всего, для питьевого водоснабжения, вам придется выбить артезианскую скважину на более глубокую глубину.

Гидротехнические исследования помогут вам:

- Во-первых, найти воду на участке и определиться с источником водоснабжения вашего дома.

- Во-вторых, определиться с уровнем грунтовых вод. Исходя из этого, вам придется запроектировать гидроизоляцию фундамента при условии, что уровень грунтовых вод имеет высокие показатели.

- В-третьих, определить агрессивность воды и при необходимости, заложить в проект коррозийную защиту фундамента и конструкций.

После окончания бурения скважины, производится замер уровня грунтовых вод и при необходимости – отбор пробы воды.

6. Виды и конструкции фундаментов мелкого заложения.

К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву (глубиной до 6 м).

ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.

ФМЗ по условиям изготовления разделяют на:

· монолитные, возводимые непосредственно в котлованах.

· сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления.

По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:

· отдельно стоящие фундаменты:

a) под колонну (опору);

b) под стены (при малых нагрузках)

· ленточные фундаменты:

a) выполняются под протяженные конструкции (стены);

b) выполняются под ряды и сетки колонн в виде одинарных или перекрестных лент.

· сплошные (плитные) фундаменты.

Выполняются в виде сплошной железобетонной плиты, как правило, под тяжелые сооружения. Такие фундаменты разрезаются в плане только осадочными швами, что способствует уменьшению неравномерности осадки сооружения.

· массивные фундаменты

Выполняются в виде жесткого компактного железобетонного массива под небольшие в плане тяжелые сооружения (башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т.п.).

ФМЗ изготовляют из следующих материалов:

· железобетон

· бетон

· бутобетон

· каменные материалы (кирпич, бут, пиленные блоки из природных камней)

· в отдельных случаях (временные здания) допускается применение дерева или металла.

Железобетон и бетон – основные конструкционные материалы для фундаментов.

Бутовый камень, кирпич и каменные блоки используются для устройства фундаментов, работающих на сжатие и для возведения стен подвалов.

Бутобетон и бетон целесообразно применять при устройстве фундаментов, возводимых в отрываемых полостях или траншеях при их бетонировании в распор со стенками.

Железобетон и бетон можно применять при устройстве всех видов монолитных и сборных фундаментов в различных ИГУ, т.к. они обладают достаточной морозостойкостью, прочностью на сжатие (а для железобетона и на растяжение → действие моментов).