Особенности проектирования основании и фунд-ов

Расчет оснований на набухающих грунтах производится по деформациям, а при необходимости и по несущей способности с учетом особенностей физико-механ-их свойств таких грунтов и в соответствии с общими требов-ми СНиП 2.02.01-83*.

 

Водозащитные мероприятия. Для предупреждения проникания воды или химических растворов в грунтовое основание устраивают отмостки вокруг зданий шириной 2..,3 м, применяют водонепрони­цаемые экраны под всем сооружением из полимерных материалов либо из асфальта, заключают водопроводные и канализационные трубы в специальные железобетонные лотки и т. п. При этом следует иметь в виду, что маловлажные набухающие грунты иногда рассечены большим количеством усадочных трещин, по которым вода может легко проникать в грунтовое основание.

Улучшение свойств оснований. Предварительное замачива­ние применяют при небольших толщах набухающих грунтов. Этим мероприятием искусственно вызывается процесс набухания грун­товой толщи, и в дальнейшем строительство ведется как на водона-сыщенных ненабухающих грунтах. Предварительное замачивание нельзя использовать, если во время эксплуатации может произойти высушивание грунта (например, в основании нагревательных печей и т. п.), что приведет к усадочным деформациям.

Замачивание осуществляется через скважины диаметром 89...276 мм, располагаемые в шахматном порядке через 2...5 м друг от друга. Глубину скважин принимают на 0,5 м меньше расчетной глубины замачивания. Скважины засыпаются песком, гравием или дробленым кислым шлаком. При замачивании ведется наблюдение за деформациями поверхности основания.

Грунтовые подушки при­меняют для замены всей или ча­сти толщи набухающих грун­тов. При частичной замене тол­щину подушек назначают из условия, чтобы подъем фунда­мента в результате набухания оставшегося слоя набухающих грунтов находился в допусти­мых пределах. Материалом гру-нтовых подушек могут служить пьлевато-глинистые иенабуха-ющие грунты.

Компенсирующие поду­шки применяют для уменьше­ния неравномерности подъема

фундаментов при локальном замачивании. Их устраивают из лю­бых, кроме пылеватых, песков на кровле или в пределах толщи набухающих грунтов преимущественно под ленточные фундаменты шириной до 1,5 м, давление по подошве которых составляет менее

0,1 МПа.

Принцип работы компенсирующей подушки состоит в следу­ющем. В связи с тем что ширина песчаной подушки превышает ширину фундамента, при набухании грунтов происходит выпира­ние песка между фундаментом и стенкой траншеи. Поэтому при подъеме дна такой траншеи песок вокруг фундамента поднимается, а сам фундамент остается практически неподвижным.

Прорезка набухающих грунтов свайными фундаментами и глубо­кими опорами эффективна, если толща набухающих грунтов не превышает 12 м. При набухании грунтов возникают силы набуха­ния, направленные вверх и действующие по части боковой поверх­ности свай, расположенной в пределах толщи набухающих грунтов. Эти силы стремятся поднять сваи вверх. Для исключения подъема длина свай должна быть назначена таким образом, чтобы указан­ные силы были меньше, чем сумма нагрузок от сооружения и силы сопротивления по боковой поверхности в нижней части свай, заглу­бленной в ненабухающие грунты. Для увеличения сил сопротивле­ния в заделанной частя свай можно применять винтовые сваи шли сваи с уширенной пятой.

К конструктивным мероприятиям относится увеличение жестко­сти зданий путем разбивки их на отдельные отсеки. Крупнопанель­ные здания, наиболее чувствительные к неравномерным подъемам, следует разделять осадочными швами на отсеки длиной не более 30 м. Увеличение прочности достигается введением армированных поясов толщиной не менее 15 см, устраиваемых в нескольких уров­нях по высоте. При использовании набухающих грунтов в качестве естественных оснований необходимо проектировать фундаменты с наибольшим возможным давлением по подошве. Поэтому следует отдавать предпочтение ленточным и столбчатым фундаментам, устраивая фундаменты в виде плит и перекрестных лент только в тех сооружениях, где это обусловлено их конструктивной схемой. Конструкция подкрановых путей должна обеспечивать возможность рихтовки рельсов на величину не менее 50 мм ввертикальном и горизонтальном направлениях.

 

37. Проектирование фунд-в под машины. Методы опр-я динамических хар-к оснований.
Различают: массивные, стенчатые, рамные конструкции.
К мат-ам фун-ов под машины преъяв-ся сл. требования
1) Как монолитные так и сборные ж/б фун-ты должны вып-ся из бетона класса не ниже В15.2) Фун-ты под машины с ударными нагрузками должны выпол-ся только монолитными.3) форма фун-ов в плане д.б. простой.4) центр тяжести фунд-та должен располагаться на одной вертикали с линией действия инерционных нагрузок, вызванных работой машин.Максимальный эксцентриситет не должен превышать 5% размера фун-та в направлении которой происходит смещение инерционной нагрузки.Для грунтов водонасыщенных (R<150 МПа) 3%. В данном случае необходимо устраивать свайные фун-ты.Глубина заложения подошвы фун-та мелкого заложения и подошва ростверка свайного фун-та назначается как для фун-ов без учета динамики.
Массивные выполняются в виде сплошных блоков или плит. Стенчатые состоят и верх и нижн плиты соед жесткими стенками.

По материалу: монолитный или сборный жб. Глубина заложения назначается такой же как и для фунд проектир на статич нагрузки.

Фундаменты под машины рассчитываются по 2 группам предельных состояний.

Расчет по I группе пред сост заключается в проверке среднего статич давления под подошвой фундамента на естественном основании или в определении несущей способности свайного фундамента: p≤γc0 γc1 R, где γc0-коф условии работы грнтового основания, учит характер динам нагр и ответст машин, в частности для молотов формовачных машин =0,5; дробилки, мельницы =0,8; γc1-коэф усл работы грунтов основ, учит возможность возникн длит деформ при действ динам нагр. Мин. =0,6-в осн пылевато глин грунтов, мелк пылеват водонасыщ.

R-расчет сопротивл грунта опред без учета динамики.

Расчет по II группе пред сост сводится к проверке амплитуд колебаний фундамента: а≤аu, где а-амплитуда колеб фунд опред расчетом, аu- амплит пред допустим опред по главе снип, если кузнеч молот =1,1 мм; кривошипн=0,1мм.

Для нахождения амплит колеб используется модель основания Винклера-Фойгта. Поведение фундамента в этом случае можно описать с помощью диф. уравнения: mZ``+kz=Fsinwt. Решение уравнения: F/(kz-w2m).

Kz = Cz * A – упругая характеристика основания.
Cz = b0*E(1+√A0/A), кН/м3
b0 коэф-т, равный 1 для песков; 1,2 для суглинков и супесей; 1,5 - для глин.
Е модуль деформации грунта.А площадь подошвы фун-та.

w-частота возмущающей силы.

Мероприятия по уменьшению амплитуд колебаний и длительных осадок фундамента: 1.уменьшение амплитуды фундамента возможна путем увеличения kz при постоянном значении mw2; 2. kz ↑ и mw2↓; 3. . kz –конст и mw2↑. . kz можно увеличит за счет увеличения площади фундамента, 4.увеличить динамические характеристики основания: можно грунт уплотнить, осушить, закрепить; 5.уменьшить амплит колеб «пересадив» фундамент на сваи; 6.амплитуды можно уменьшить деформированием колебаний в самом источнике.

При малых динамических воздействиях могут проявляться длительные незатухающие осадки за счет виброползучести грунтов основания. Эти осадки характерны для фундаментов давление под подошвой которых близки к расчетному сопротивлению грунта основания, либо превышают его. В этом случае у краев фундаментов образуются зоны пластич деформаций, длительное сопротивление грунта ведет к перемещению его в этих зонах и медленному течению от центра к краям подошвы фундамента, что приводит к медленным незатухающим осадкам. Для предотвращения этих осадок целесообразно явл устройство коротких шпунтовых рядов по периметру фундамента, либо закреплением грунтов.

 

Расчет оснований и фундаментов при реконструкции зданий и сооружений. Особенности определения расчетного сопротивления грунтов и расчета осадок оснований реконструируемых объектов.

Основным требованием обеспечения надежности здания или сооружения является его пригодность к нормальной эксплуатации, что, в свою очередь, рассматривается как важнейший показатель качества. Обеспечение надежности зданий и сооружений особенно важно при их реконструкции (надстройке дополнительными этажами, увеличении веса оборудования и т. д.), усилении и ликвидации аварийного состояния. Например, при строительстве вновь возводимых зданий и сооружений рядом с существующими последние зачастую претерпевают недопустимые деформации. Основными причинами развития дополнительных деформаций являются: уплотнение грунта под воздействием нагрузок, передаваемых новым зданиям или сооружениям, промораживание под фундаментом , смещение шпунта,развитие отрицательного трения на сваи, динамическое воздействие на несвязные грунты при забивке свай, шпунта, разработке клин-бабой мерзлого грунта, выпора грунта в сторону котлована, открытый водоотлив из котлована

После выполнения инженерно геологических изысканий анализируют материалы, в соответствие с проектом реконструкции здания определяют действующие и проектируемые нагрузки, оценивается возможность использования существующих и места расположения дополнительных фундаментов, в случае необходимости разрабатывают решения по усилению существующих фундаментов и укреплению грунтов.

Принципы расчета существующих и дополнительно возводимых фундаментов во многом различны. Для существующих фундаментов после сбора нагрузок с учетом реконструкции вычисляют напряжения на контакте стены или колонны с верхним обрезом фундамента и в уровне подошвы фундамента. Затем по обычной схеме проверяют прочность материала фундамента и стен на месное смятие а так же прочность грунта в уровне подошвы фундамента из условия непревышения фактического давления на грунты над расчетным сопротивлением.

При проектировании новых фундаментов глубину их заложения выбирают с учетом заложения существующих. При необходимости учитывается взаимное влияние существующих и новых фундаментов. Проводят расчеты существующих и новых фундаментов по предельным состояниям.

Расчет оснований по предельным деформациям. Для реконструируемых с увеличением нагрузок зданий, осадки которых от ранее существовавших нагрузок полностью стабилизировались, расчетную осадку рекомендуется вычислять только от действия дополнительных нагрузок. Наличие уплотненной зоны грунта в основании фундаментов следует учитывать, введя в расчет фактические характеристики, установленные при изысканиях. Предельно допустимую величину осадки устанавливают в зависимости от состояния надфундаментных конструкций здания, связей с соседними сооружениями, положения коммуникаций.