Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов icon

Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов




Скачати 336.97 Kb.
НазваФундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов
Сторінка1/3
Дата01.07.2012
Розмір336.97 Kb.
ТипДокументи
  1   2   3

  1. В чем преимущество применения метода нелинейной механики грунтов?



РАЗДЕЛ 3


ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ


ГЛАВА 12


ФУНДАМЕНТЫ, ВОЗВОДИМЫЕ

В ОТКРЫТЫХ КОТЛОВАНАХ


12.1. Основные положения по проектированию фундаментов


Важной составной частью проектирования фундаментов является расчет основания. При этом, в практике проектирования фундаментов необходимо обязательно учитывать их совместную работу, рассматривая фундамент и основание как единую систему.

Расчету фундаментов предшествуют комплексные исследования грунтов оснований с целью определения расчетного сопротивления грунта, которое должно превышать давление, передаваемое на основание (), как обязательное условие по обеспечению нормальной работы его под нагрузкой, а деформации грунтов, слагающих основание, не должны превышать допустимых пределов.

Дисперсный грунт, используемый в качестве оснований для фундаментов зданий и сооружений, является сложной средой. Достаточно упомянуть о том, что для полноценной строительной оценки грунта основания в процессе его исследований необходимо получить до десятка показателей, в то время как при проектировании элементов зданий из конструкционных материалов количество этих показателей в несколько раз меньше.

Проектирование фундаментов проводится в соответствии с действующими строительными нормами, руководствуясь которыми, выполняют расчеты оснований по деформациям и несущей способности, в том числе при возведении строительных объектов в сложных инженерно-геологических условиях [5].

Проектирование сводится к определению глубины заложения фундаментов, их геометрических размеров, а также осадок в связи с деформацией грунтов под нагрузкой [42].

При действии значительных горизонтальных нагрузок на фундаменты производят также расчеты, связанные с обеспечением прочности и устойчивости оснований.

В грунтовых массивах со временем могут изменяться значения физических и механических характеристик грунтов, например, в случае подъема уровня подземных вод. Эти процессы также необходимо учитывать при проектировании оснований и фундаментов.

Одним из главных этапов проектирования оснований является определение категории сложности инженерно-геологических условий на площадке строительства.


^ 12.2. Классификация инженерно-геологических условий


В зависимости от геоморфологических, геологических и гидрогеологических факторов различают три категории сложности инженерно-геологических условий.

Площадка первой (простой) категории сложности располагается в пределах одного геоморфологического элемента; поверхность участка горизонтальная, не расчлененная; грунтовые пласты залегают горизонтально или слабонаклонно, толщина их выдержана по простиранию; подземные воды отсутствуют или имеется выдержанный горизонт с однородным химическим составом.

Строительная площадка второй (средней) категории сложности включает несколько геоморфологических элементов одного генезиса; поверхность наклонная, слаборасчлененная; в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой располагается более четырех различных по литологии слоев, залегающих наклонно или с выклиниванием, мощность слоев изменяется по простиранию закономерно; подземные воды имеют два или больше выдержанных горизонтов с неоднородным химическим составом или обладающих напором.

Площадки третьей категории характеризуются сложными инженерно-геологическими условиями: наличием нескольких геоморфологических элементов разного генезиса, поверхность сильнорасчлененная; в пределах сжимаемой толщи располагается более четырех различных по литологии слоев, мощность которых изменяется по простиранию, возможно линзовидное залегание слоев; горизонты подземных вод не выдержаны по простиранию и мощности, имеют неоднородный химический состав, местами возможно сложное чередование водоносных и водоупорных пород, напоры подземных вод изменяются по простиранию. Кроме того, к площадкам третьей категории сложности относят также строительные площадки в условиях залегания структурно-неустойчивых грунтов (просадочных, набухающих).


^ 12.3. Инженерно-геологические элементы грунтовой толщи


В ходе инженерных изысканий грунтовую толщу принято делить на инженерно-геологические элементы, представляющие собой генетически однородные геологические разновидности (слои, прослои, линзы), для которых основные показатели физико-механических свойств грунтов могут быть приняты усредненными как в плане и по глубине простирания.

Границы между инженерно-геологическими элементами предварительно устанавливают по внешним признакам (состав, цвет, текстурные особенности, уровень подземных вод) в процессе бурения. Затем на основании анализа показателей физических свойств уточняют границы инженерно-геологических элементов. При этом используются данные зондирования, геофизические методы.

В ходе анализа пространственной изменчивости свойств грунтов используют физические показатели, тесно связанные с механическими параметрами грунта: для песков – зерновой состав и коэффициент пористости; для пылевато-глинистых грунтов – число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости, влажность. При наличии более шести определений можно делать вывод об изменчивости механических параметров грунта. Оценку пространственной изменчивости пластов грунта осуществляют визуально, графически или в результате статистического анализа.

В процессе проектирования возможна корректировка изменения параметров грунтовой толщи. Так, если фундаменты закладывают ниже глубины промерзания грунта, то слои, залегающие выше глубины промерзания, объединяют в один инженерно-геологический элемент. Если проектируемое сооружение воспринимает значительные горизонтальные воздействия, то тонкий слабый глинистый прослоек, заключенный между слоями других грунтов, выделяют в отдельный инженерно-геологический элемент, поскольку возможен сдвиг сооружения по слабому прослойку. Следовательно, в расчетах по несущей способности данные о прочностных характеристиках прослойков необходимы. С другой стороны, если влияние такого прослойка на осадку сооружения несущественна, то в расчетах по деформациям не обязательно выделять прослоек в отдельный инженерно-геологический элемент.

Насколько равномерна толщина инженерно-геологических элементов, слагающих грунтовую толщу, наглядно показывают инженерно-геологические разрезы.

Для каждого выделенного инженерно-геологического элемента определяют нормативные и вычисляют расчетные характеристики фи-

зико-механических свойств грунтов.

По результатам инженерно-геологических изысканий определяется оценка однородности основания в границах проектируемого сооружения.

^ 12.4. Инженерная оценка однородности оснований


Действующие нормативные документы для оценки неоднородности оснований рекомендуют использовать такие критерии: - показатель изменчивости сжимаемости основания и соответствующий ему в пределах плана сооружения модуль деформации . Для определения значений и нужно вычислить средние по глубине модули деформации на различных по геоморфологическому строению участках строительной площадки. Средний по глубине модуль деформации зависит от мощности и сжимаемости пластов грунта, слагающих активную зону деформирования, а также от характера уплотняющих напряжений под подошвой фундамента.

Критерий находят по формуле


, (12.1)


где и - соответственно максимальное и минимальное значения среднего по глубине модуля деформации в пределах плана сооружения.

Критерий определяют с помощью формулы


, (12.2)


где и - соответственно средний по глубине модуль деформации и площадь -го характерного по геологическому строению участка, на которые разбивается площадка строительства (рис.12.1); - площадь, занимаемая зданием (сооружением).

В зависимости от сочетания критериев и регламентируется область применения типов жилых зданий и гарантируется эксплуатационная пригодность их без проведения расчетов оснований по деформациям, классифицируются условия строительства в особых грунтовых условиях.

Применение указанных критериев на первом этапе проектирования затруднено необходимостью вычисления дополнительных вертикальных напряжений и мощности сжимаемой толщи (при определении ) на стадии расчета оснований по деформациям.

Поэтому на первой стадии проектирования вводятся некоторые упрощающие предпосылки, позволяющие снизить трудоемкость определе-




Рис.12.1 - Определение осредненного модуля деформации:

а – геологический разрез; б – площадь застройки; 1 – суглинки;

2 – пылеватые пески; 3 – глина с включением гравия и щебня;

4 – контур здания


ния среднего модуля деформации . Предположим, что дополнительное напряжение изменяется по закону треугольника, а мощность сжимаемой толщи ограничивается глубиной, равной 2,5-3,0 ширины подошвы фундамента (рис.12.2). Для отдельно стоящих фундаментов мощность сжимаемой толщи можно принять равной , для ленточных - . Зная вертикальную сосредоточенную нагрузку (или погонную ) на уровне обреза фундамента и табличное расчетное сопротивление грунта несущего пласта, можно определить в первом приближении ширину подошвы фундамента:

для центрально-нагруженного ленточного


; (12.3)


для центрально-нагруженного квадратного


. (12.4)


Дополнительное давление по подошве фундамента . Отсюда значение среднего по глубине модуля деформации можно найти по формуле


, (12.5)



Рис.12.2 - Определение приведенного модуля деформации:

1 – эпюра дополнительных напряжений по теории упругости;

2 – приближенная эпюра дополнительных напряжений


где

,

-дополнительное вертикальное напряжение по подошве -го грунтового слоя; -толщина -го грунтового слоя в пределах сжимаемой толщи; -модуль деформации -го пласта; -безразмерный коэффициент (для ленточных фундаментов , для квадратных-); -количество пластов грунта в пределах сжимаемой толщи.

Если на площадке строительства в пределах разведанной толщи грунта установлены подземные воды, следует дать им оценку с точки зрения влияния на строительные свойства грунтов основания и воздействия на фундаменты будущего сооружения.


^ 12.5. Оценка степени влияния подземных вод

на строительные свойства грунтов


Анализ подземных вод, осуществляемый в ходе инженерных изысканий, позволяет получить данные, необходимые при проектировании фундаментов: уровень подземных вод в период строительства; прогноз изменения уровня их в процессе эксплуатации здания; химическая агрессивность воды по отношению к материалу фундамента.

Уровень подземных вод при возведении здания существенно влияет на глубину заложения и тип проектируемого фундамента. При заглублении подошвы фундамента ниже уровня напорных подземных вод необходимо учитывать их давление, а также предусматривать мероприятия, предупреждающие прорыв подземных вод в котлован, вспучивание его дна и всплытие сооружения.

Наибольшую сложность представляет анализ возможного подтопления территории или снижение уровня подземных вод в процессе эксплуатации здания (так называемые техногенные изменения уровня подземных вод). Прогноз вероятных изменений уровня подземных вод проводят для сооружений I и II классов на срок соответственно 25 и 15 лет. Качественную оценку потенциальной подтопляемости территории выполняют методом аналогии, сравнивая условия застраиваемой площадки с данными по конкретным подтопленным участкам (эталонам) с подобными инженерно-геологическими особенностями проектируемого здания.

Для особо ответственных зданий возможен также количественный прогноз изменения уровня подземных вод, выполняемый на основе специальных исследований с использованием методов математического и физического моделирования.

Возможная обводняемость территории обусловливает необходимость проведения специальных мероприятий в связи с ожидаемым снижением несущей способности грунтов, неравномерными осадками или просадками. С другой стороны, снижение уровня воды вызывает дополнительную осадку фундамента за счет снятия взвешивающего действия воды и соответствующего возрастания напряжений от собственного веса грунта.

При химической агрессивности подземных вод или промышленных стоков необходима антикоррозионная защита материала фундамента.


^ 12.6. Определение минимально возможной глубины

заложения фундаментов


Для зданий и сооружений минимально возможная глубина заложения фундаментов определяется конструктивными особенностями здания и сезонными изменениями уровня подземных вод, глубиной промерзания грунта и пр. [43].

Во всех случаях минимальная глубина заложения фундаментов должна быть не менее 0,5 м. Если по архитектурно-планировочным соображениям в здании необходим подвал, то минимальную глубину заложения фундаментов устанавливают на 0,5…0,7 м ниже пола подвала. Следует также учитывать глубину заложения технологических коммуникаций. В некоторых случаях конструктивная высота фундамента (например, по условиям заделки анкерных болтов) определяет минимально возможную глубину заложения фундамента.

Глубину заложения фундаментов, исходя из недопущения промерзания пучинистого грунта под подошвой фундамента, определяют по табл.12.1 и 12.2. Она зависит от расчетной глубины промерзания, теплового режима, конструктивных особенностей зданий, грунтовых условий и уровня подземных вод [5, 44].

Расчетная глубина промерзания

, (12.6)

где - нормативная глубина промерзания; - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания

грунта у фундаментов наружных стен (табл.12.3).


Таблица 12.1 - Глубина заложения фундамента при промерзании грунтов, зависящая от особенностей подземной части здания

Вид здания

(сооружения)

Глубина заложения фундамента

под стены и колонны

наружные

внутренние

Отапливаемое:







без подвала

По табл.12.2

Независимо от глубины промерзания

с теплым подвалом (подпольем)

Независимо от глубины промерзания

с холодным подвалом (подпольем)

По табл.12.2, считая глубину промерзания от пола подвала

Неотапливаемое:




без подвала

То же, считая глубину промерзания от уровня планировки

с подвалом

То же, считая глубину промерзания от уровня планировки

Примечание. Глубину заложения наружных фундаментов отапливаемых зданий и сооружений допускается назначать независимо от при условии, если:

фундаменты опираются на мелкие пески и специальными исследованиями установлено, что они не проявляют пучинистых свойств;

специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную пригодность здания или сооружения.


Согласно СНиП 2.02.01-83 [5], нормативная глубина промерзания грунта определяется такими способами:

  • как среднее значение из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов по данным наблюдений за период не менее 10 лет;

  • на основе теплотехнического расчета [44].

Из рекомендуемых СНиП 2.02.01-83 [5, 44] способов в практике в основном используется формула

,

где Mt -безразмерный коэффициент, равный сумме абсолютных среднемесячных отрицательных температур в районе строительства.


Таблица 12.2 - Глубина заложения фундамента в зависимости от

уровня подземных вод и вида грунтов в условиях

их возможного промерзания


Вид грунтов

под подошвой фундамента

Зависимость глубины заложения фундамента от уровня подземных вод , м, при





Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности


Не зависит от

Пески мелкие и пылеваты

е

Не менее

Не зависит от

Супеси с показателем текучести:









Не менее

Не зависит от



Не менее

Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым
заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя:









Не менее



Не менее

Не менее 0,5



Таблица 12.3 - Коэффициент влияния теплового режима здания


Особенности

сооружения

при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, С

0

5

10

15

20 и более

Без подвала с полами, устраиваемыми:
















на грунте

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. В табл.12.3 указаны значения при вылете наружного ребра подошвы фундамента от внешней грани стены до 0,5 м; при вылете 1,5 м и более значения повышаются на 0,1, но не более чем до значения ; при промежуточной величине вылета определяется интерполяцией.

2. Для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий .


Предварительно принимают по этой формуле, предполагая, что вся зона промерзания сложена одним видом грунта с величиной , равной среднему значению из учитываемых величин . Полученное значение используют для уточнения нормативной глубины промерзания и средневзвешенного значения , учитывая фактическую толщину каждого слоя грунта с различными значениями . Применение формулы ограничивается нормативной глубиной промерзания 2,5 м. Установив нормативную глубину промерзания по формуле (12.6), вычисляют расчетную глубину сезонного промерзания следующим образом. По табл.12.1 (в зависимости от теплового режима здания, наличия или отсутствия подвала) и по табл.12.2 (вида грунта, его состояния и уровня подземных вод) определяют глубину заложения подошвы фундаментов по условиям промерзания грунтов.

  1   2   3

Схожі:

Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconНесущая способность оснований осесимметричных фундаментов зданий и сооружений
Работа выполнена на кафедре «Геология, основания и фундаменты» Сибирского государственного университета путей сообщения
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconУдк 621. 92. Хороманская О. Г. (Украина) Основные положения методологии проектирования системы государственного регулирования
Основные положения методологии проектирования системы государственного регулирования
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconУдк 621. 92. Хороманская О. Г. (Украина) Основные положения методологии проектирования системы государственного регулирования
Основные положения методологии проектирования системы государственного регулирования
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconГосударственный стандарт союза сср краны грузоподъемные основные положения расчета гост 28609-90 государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам москва государственный стандарт союза сср
Настоящий стандарт распространяется на краны мостового типа и консольные и устанавливает рекомендуемые основные положения расчета...
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconУсиление оснований и фундаментов 18 Общие положения
...
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconМежгосударственный стандарт единая система конструкторской документации основные положения общие положения гост 001-93 межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации минск
Внесен техническим секретарем Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconМежгосударственный стандарт единая система конструкторской документации основные положения основные надписи гост 104-68* ипк издательство стандартов
...
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconМетодические указания по курсовому проектированию по курсу
Методические указания по курсовому проектированию по курсу «Детали машин и основы проектирования» / составители С. О. Шарапов, Ю....
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconПерелік публікацій кафедри двз за 2009 рік
Основные положения математической модели рабочего цикла компрессора теплового сжатия
Фундаменты, возводимые в открытых котлованах 12 Основные положения по проектированию фундаментов iconПерелік публікацій кафедри двз за 2009 рік
Основные положения математической модели рабочего цикла компрессора теплового сжатия
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи