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.