|
Лекция 16.
Выбор глубины заложения фундаментов
При проектировании фундаментов (т.е. определения основных его размеров) необходимо обеспечить надежное существование сооружений.
Деформации оснований значительно больше деформаций конструкций здания (1/100; 1/200; 1/300 – пролета конструктивного элемента).
Осадки же фундаментов могут определяться десятками сантиметров. (Su = 30 см – для сооружений дымовых труб.)
 Данное обстоятельство объясняется тем, что свойства грунтов значительно отличаются от подобных характеристик других строительных материалов:
для грунта Е0 = 2…200 МПа
для конструкций Е =600×103
МПа т.е. грунт во много раз более деформируемый материал, и от его деформаций зависит состояние надземных конструкций.
Выбор глубины заложения фундаментов – очень важный момент в проектирование фундаментов.
Это определение прежде всего несущего слоя (пласта) грунта.
 Нужно ли заглублять фундаменты?
1. Верхние грунты, как правило, слабые (почвенный слой + органические вещества).
2. Верхние слои грунта систематически получают перемещения (пучение, усадка, набухание)
3. Верхние слои грунта могут разрушаться, терять свою прочность. (Пример – алевралиты г. Братска)
Р = 200 МПа Р = 8 МПа
 в сухом состоянии- во влажном
- скальная порода состоянии
В открытом котловане алевралит через несколько дней превращается в щебень…дресву…суглинок.
 Происходит так называемый процесс выветривания; изменение механических характеристик грунта, что приводит к неожиданным неравномерным осадкам.
Глубина заложения фундаментов определяется 3мя
факторами:
I. Инженерно-геологическими условиями.
II. Климатическими особенностями района строительства.
III. Конструктивными особенностями возводимого здания, а также соседних сооружений.
I. Инженерно-геологические условия
(На каждой площадке они разнообразны - специфичны).
Инженерно-геологические изыскания предоставляют в распоряжение проектировщиков – разрез (профиль).
Все инженерно-геологические условия на строительной площадке можно свести к трем схемам:
 1-схема
Как определить слабый грунт или надежный (прочный)?
 Если R
W
S > Su ; Е0
< 8 МПа
Но это еще зависит и от возводимого сооружения.
При E0 = 10 МПа – для пяти этажного здания – надежный грунт
При E0 =10 МПа – для высотных зданий (10…16 этажей) - ? (необходимо принимать решение в зависимости от вида нагружения).
Напластование грунтов обычно бывает слоистое.
|
Оба слоя надежные, на какой ставить фундамент?
Здесь уже вопрос должен решаться экономически (Т.Э.П.)
|
|
 
2-схема (С поверхности залегает слабый грунт, который на некоторой глубине подстилается надежным).
Примерные варианты по глубине заложения фундаментов (мероприятия по улучшению свойств основания):
  
3-схема
(слоистое напластование грунтов)
Такой геологический разрез может иметь несколько напластований по глубине.
Все варианты фундаментов 2-схемы применимы и для 3 схемы.
При реальном напластовании грунтов возможно множество комбинаций в вариантах глубины заложения фундамента.
II. Климатические особенности района
При промерзании грунта вода, заполняющая поры между частицами, расширяется и деформирует грунт, выпучивая его кверху.
Пучению подвержены пылеватые пески, суглинки и глины – мягкопластичные и текучие.
Глинистые грунты могут не испытывать пучения при низком У.Г.В. (НУГВ
 и при нахождении их в твердом и полутвердом состоянии, т.е. при
W < WР+0,25ЈР ; ЈL < 0,25
При такой влажности пучение происходит ~1% - что считается незначительным и в расчет не принимается. Однако при проектировании необходимо учитывать, что влажность W, определенная при изыскании, в процессе строительства может изменяться (снятие травяного покрова, нарушение естественного стока и т. п.). Очень часто влажность грунтов возрастает со временем или поднимается УГВ. В этом случае непучинистые грунты могут переходить в категорию пучинистых.
Поэтому необходимо осторожно подходить к решению (определению) dзалож. фунд.
в глинистых грунтах.
Если грунты пучинистые, то фундамент нужно закладывать ниже расчетной глубины промерзания.
где df – расчетная глубина сезонного промерзания грунта – это глубина промерзания около возводимого фундамента.
|
|
|
df = f (температуры помещения, высоты фундамента и т.д.)
|
|
dfn – нормативная глубина сезонного промерзания грунта (среднее значение максимальной глубины промерзания за 10 лет под очищенной от снега поверхностью).
kh = 0,4…1,1 – коэффициент влияния теплового режима зданий на промерзание грунта у наружных стен.
При dfn > 2,5 м – необходим теплотехнический расчет.
Мt - безразмерный коэффициент, числено равный сумме абсолютных значений отрицательных среднемесячных температур за зиму в данном районе.
dо – коэффициент, зависящий от свойств грунта;
|
Для Европейской территории нашей страны dfn – можно определить по карте.
|
|
 dо = 0,23 – глина, суглинок
dо = 0,28 – супесь, мелкий песок
dо = 0,30 – крупный песок, гравий
III. Конструктивные особенности возводимого здания, а также соседних сооружений.
1. Наличие фундаментов существующих (примыкающих) зданий.
2. Наличие фундаментов под оборудования.
3. Наличие тоннелей и коммуникаций.
4. Наличие подвала.
5. Способ производства работ
  Аналогично и влияние фундаментов существующего оборудования.
 3 4
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
Необходимо исключить возможность выпирания грунта и возможность промерзания грунта со стороны подвала во время производства работ
dmin
|
|
|
Если фундамент закладывают на различную глубину (наружные и внутрение стены), то необходим постепенный (плавный) переход от одной глубины к другой.
 5 На глубину залегания фундамента влияет так же и способ производства работ
  Производство работ d
Необходимость удовлетворения требований:
1 – сохраность структуры грунта;
2 – учет возможности строительной организации;
3 – обеспечить максимум сборных и механизированых работ.
|
Научная литература 
