- •Памяти профессора игоря александровича кудрявцева
- •И фундаменты
- •Вопросы для самопроверки
- •На естественном основании
- •1.1 Классификация фундаментов
- •1.2 Проектирование фундаментов мелкого заложения
- •1.2.1 Выбор опорного пласта
- •1.2.2 Глубина заложения фундамента
- •1.2.3 Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента
- •1.2.4 Определение основных размеров фундаментов
- •1.2.5 Расчет осадок основания
- •1.2.6 Определение крена фундаментов
- •1.2.7 Предельные деформации основания
- •1.2.8 Мероприятия по уменьшению деформаций основания
- •1.3 Проектирование фундаментов глубокого заложения
- •Вопросы для самопроверки
- •2Проектирование фундаментов на свайном основании
- •2.2 Выбор несущего слоя и определение размеров свай
- •2.3 Определение несущей способности сваи
- •2.5 Конструирование ростверка
- •2.6 Проверка усилий, передаваемых на сваю
- •2.7 Расчет осадок свайного фундамента
- •2.9 Вопросы расчета свайных фундаментов
- •2.10 Подбор молота для погружения свай
- •2.11 Погружение свай вдавливанием
- •2.12 Погружение свай забивкой
- •2.13 Способы контроля состояния
- •2.14 Особенности определения несущей способности
- •3Проектирование искусственно улучшенных оснований
- •3.1 Виды искусственно улучшенных оснований
- •3.2 Проектирование и устройство грунтовых подушек
- •3.3 Поверхностное уплотнение грунтов
- •3.4 Глубинное уплотнение грунтов
- •3.5 Закрепление грунтов
- •3.6 Армирование грунта
- •Вопросы для самопроверки
- •4Проектирование подземных сооружений
- •4.1 Разновидности подземных сооружений
- •4.2 Способы строительства подземных сооружений
- •4.3 Нагрузки на подземные сооружения
- •4.4 Защита подземных и заглубленных сооружений
- •4.5 Обеспечение устойчивости стен котлованов
- •4.6 Примеры расчета конструкций
- •4.6.1 Расчет стен протяженных сооружений
- •4.6.2 Армированная подпорная стена
- •Вопросы для самопроверки
Вопросы для самопроверки
1 Что называется основанием зданий и сооружений?
2 Чем отличаются естественные и искусственные основания?
3 Что называется фундаментом?
4 Для чего устраиваются фундаменты?
5 Что такое «подошва фундамента»?
6 Что такое «глубина заложения фундамента»?
7 Что такое несущий и подстилающие слои?
1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ
На естественном основании
1.1 Классификация фундаментов
на естественном основании
Фундаменты на естественном основании можно разделить на две группы в зависимости от глубины заложения подошвы и способа возведения:
1 Фундаменты мелкого заложения.
2 Фундаменты глубокого заложения.
Фундаменты мелкого заложения сооружаются в открытых котлованах. При значительных глубинах котлованов и прорезании водоносных слоев грунта возникает необходимость в креплении откосов и водоотводе или водопонижении, что ведет к удорожанию работ. Поэтому устройство таких фундаментов с глубиной заложения более 6 м оказывается экономически нецелесообразным.
В зависимости от назначения и вида конструкций, передающих на фундаменты нагрузку, можно выделить следующие основные типы фундаментов мелкого заложения:
1 Фундаменты стаканного типа под железобетонные стойки. Состоят из опорной железобетонной плиты (возможно с развитием) и железобетонного стакана (рисунок 1.1, а). Могут выполняться монолитными и сборными.
2 Фундаменты столбчатого типа под деревянные или металлические стойки или рамно-эстакадные мосты и путепроводы. Состоят из опорной железобетонной плиты (возможно с развитием) и железобетонного столба, выходящего на поверхность и имеющего в верхней части анкера для крепления стойки или переходящего в колонну опоры (рисунок 1.1, б). Могут выполняться монолитными и сборными.
3 Ленточные фундаменты под стены и другие протяженные конструкции. Состоят из опорной железобетонной ленты (монолитной или сборной из отдельных элементов) и выходящей на поверхность бетонной стены (монолитной или сборной) (рисунок 1.1, в).
4 Массивные фундаменты мостовых опор. Чаще всего представляют собой массивную ступенчатую конструкцию из неармированного бетона. Могут также выполняться из бутовой или бутобетонной кладки. В зависимости от требуемой площади подошвы могут выполняться с развитием или без него (рисунок 1.1, г).
а) б) в) г)
Рисунок 1.1 – Схемы фундаментов мелкого заложения: стаканного типа (а), столбчатого типа (б), сборного ленточного (в), массивного мостовой опоры (г): 1 – опорная плита; 2 – стакан; 3 – столбчатая часть; 4 – анкера или выпуски арматуры; 5 – фундаментные плиты ФЛ; 6 – фундаментные стеновые блоки ФС, ФБС; 7 – опора моста
Фундаменты глубокого заложения сооружаются в том случае, если по инженерно-геологическим условиям глубина заложения фундамента превышает 6 м. Они могут быть выполнены в виде сборных или монолитных опускных колодцев или кессонов.
Такие колодцы используют в различных отраслях строительства:
в гражданском и коммунальном хозяйстве – для фундаментов и подвальных этажей высотных зданий, подземных гаражей, насосных станций водозаборов и станций перекачки, хранилищ и других подземных сооружений;
горнорудной промышленности – для подземных частей дробильно-сортировочных и дробильно-обогатительных фабрик, насосных станций и др.;
металлургии – для установок непрерывной разливки стали, вагоноопрокидывателей, скиповых ям доменных печей и других подземных сооружений.
Монолитные опускные колодцы (рисунок 1.2) представляют собой открытые сверху и снизу полые конструкции различной формы в плане. Они погружаются в грунт под действием собственного веса или дополнительного пригруза в то время, когда грунт из внутреннего пространства колодца извлекают экскаватором или средствами гидромеханизации. По мере погружения стены колодца наращивают, тем самым увеличивая его вес и способствуя дальнейшему его погружению. Подошву такого фундамента стремятся заложить на грунтах с высокой несущей способностью (скальные грунты, твердые глинистые грунты).
Размеры таких опускных колодцев могут быть различными. Глубина заложения может составлять до 100 м и более, размеры в плане – 60 м и более (монолитный опускной колодец под КНС в Санкт-Петербурге имеет глубину около 60 м при диаметре 64 м). Днище колодца бетонируется, внутреннее пространство используется как подземный резервуар и для размещения технологического оборудования (в КНС и очистных сооружениях) или заполняется песком или бетоном низких классов (фундаменты мостовых опор, водонапорных башен, дымовых труб и т.д.).
Н есмотря на широкое распространение монолитные опускные колодцы имеют существенные недостатки, основными из которых являются значительные материалоемкость и трудоемкость, так как они полностью изготавливаются на строительной площадке.
Рисунок
1.2 – Опускной колодец для фундамента
глубокого заложения из монолитного
бетона или железобетона
– из тонкостенных железобетонных оболочек диаметром 1,5–3 м;
– пустотелых криволинейных блоков, укладываемых с перевязкой швов, с соединением на сварке закладных деталей;
– типовых лотковых плит, собираемых на заранее выполненном монолитном каркасе колодца;
– пустотелых прямоугольных блоков, укладываемых без перевязки швов и соединяемых с помощью петлевых стыков;
– вертикальных панелей, соединяемых с помощью петлевых стыков или сваркой с использованием металлических накладок и замоноличиванием соединений.
Последние два типа конструкций (рисунок 1.3) получили наибольшее распространение в практике гражданского строительства, а колодцы из оболочек – в транспортном строительстве.
Рисунок 1.3 – Опускные колодцы сборного типа: 1 – панели; 2 – форшахта; 3 – тиксотропная рубашка; 4 – блоки; 5, 6 – пояса и нож из монолитного железобетона