- •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
1.2.8 Мероприятия по уменьшению деформаций основания
Для обеспечения надежности оснований сооружений кроме подбора размеров фундаментов и глубины их заложения подчас бывает целесообразно предусмотреть применение мероприятий:
– по предохранению грунтов основания от ухудшения их свойств;
– преобразованию и улучшению строительных свойств грунтов основания;
– уменьшению чувствительности сооружений к деформациям оснований.
К мероприятиям по предохранению грунтов основания от ухудшения их свойств можно отнести:
– водозащитные мероприятия на площадках, сложенных грунтами, чувствительными к изменению влажности (организация стока вод, устройство дренажей и т.п.)
– защита грунтов основания от активных жидкостей, способных изменять свойства грунтов;
– ограничение внешних воздействий (вибраций и т.п.);
– предохранительные мероприятия (например, недопущение изменения принятой в проекте скорости передачи нагрузок на основание, особенно при наличии медленно консолидирующихся грунтов и т.п.).
К мероприятиям по преобразованию свойств грунтов основания можно отнести следующие:
– уплотнение грунтов (трамбование, устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах, замачивание просадочных грунтов, уплотнение водонасыщенных грунтов глубинными вибраторами, устройство песчаных свай и т.п.);
– полная или частичная замена грунтов;
– закрепление грунтов (химическое, термическое, электрохимическое и т.п.);
– армирование грунтов (сетками, пленками и т.п.).
1.3 Проектирование фундаментов глубокого заложения
Расчет опускных колодцев производится для условий строительства и условий эксплуатации. Расчеты для условий строительства преследуют цель: проверить условие погружения опускного колодца под действием собственного веса и дополнительной пригрузки
, (1.14)
где Gw – расчетное значение собственного веса стен колодца; Q – расчетное значение пригрузки колодца при погружении; Т2 – расчетное значение силы трения стен колодца по грунту при погружении; Fu – расчетное сопротивление грунта под подошвой ножа при погружении колодца; γpl – коэффициент надежности погружения, обычно принимаемый равным 1,15.
Расчет на погружение производится на наибольшую глубину. Если в процессе погружения стенки колодца наращиваются, расчет должен производиться для каждого яруса.
Расчетное значение силы трения грунта по боковой поверхности стен колодца при его погружении
, (1.15)
где u – наружный периметр колодца; t0, t1, ..., tn – удельные силы трения, соответствующие промежуткам деления глубины погружения колодца h и определяемые по формуле
,
γс – коэффициент условий работы, принимаемый: 1,2 – для плотных песков с гравием или щебнем и 1,0 – для прочих грунтов; pg – основное давление грунта на колодец; φ – угол внутреннего трения грунта; К – коэффициент, учитывающий уменьшение сцепления грунта в результате сдвига в призме обрушения; с – сцепление грунта.
В зависимости от консистенции грунта значение К можно принимать: 0,22 – для твердой консистенции; 0,25 – для полутвердой; 0,29 – для тугопластичной и 0,33 – для мягкопластичной.
Значение основного давления грунта на колодец определяется как активное давление грунта на цилиндрическое ограждение
,
где Кр – коэффициент, учитывающий увеличение давления грунта за счет сил трения (определяется по рисунку 1.8); Pa.r – активное давление грунта на гладкое цилиндрическое ограждение
γ – удельный вес грунта; r – наружный радиус круглого или условный радиус для некруглого в плане колодца (рисунок 1.9); ; ; h – расстояние от поверхности грунта до рассматриваемого сечения; q – равномерно распределенная нагрузка.
Рисунок 1.8 – Зависимость коэффициента
Кр от h/r
Рисунок 1.9 – Условный радиус некруглых в плане колодцев
Сопротивление грунта под ножом при погружении колодца Fu определяется по формуле
,
где Ab – площадь подошвы ножа; pu – предельная нагрузка на основание, определяемая в зависимости от относительного заглубления ножа в грунт h/b (h – глубина погружения ножа в грунт, измеренная от уровня грунта в колодце; b – ширина банкетки).
Для начального периода погружения при 0 h/b 0,5
,
где А0, В0, С0 – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения φ и определяемые по таблице 1.18; γ – удельный вес грунта, расположенного ниже банкетки опускного колодца; b – ширина банкетки; qg – вертикальное равномерно распределенное давление грунта, расположенного выше банкетки ножа опускного колодца.
Т а б л и ц а 1.18 – Значения коэффициентов А0, В0, С0
φ˚ |
А0 |
В0 |
С0 |
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 |
1,1 1,4 1,7 2,3 3,0 3,8 4,9 6,8 8,0 10,8 14,3 19,8 26,2 37,4 50,1 |
3,0 3,6 4,4 5,3 6,5 8,0 9,8 12,3 15,0 19,3 24,7 32,6 41,5 54,8 72,0 |
9,3 10,4 11,7 13,2 15,1 17,2 19,8 23,2 25,3 31,5 38,0 47,0 55,7 70,0 84,7 |
При погружении ножа в грунт на глубину 0,5 h/b 1,5
,
где Anh – коэффициент, зависящий от угла внутреннего трения грунта и относительного заглубления банкетки ножа и определяемый по таблице 1.19.
Расчетное сопротивление грунта под днищем колодца определяется в соответствии с рекомендациями приложения В СНБ 5.01.01-99.
Т а б л и ц а 1.19 – Значения коэффициента Аnh
φ˚ |
Аnh при h/b |
||
0,5 |
1,0 |
1,5 |
|
26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 |
14,0 17,5 22,5 29,2 41,7 52,7 72,0 98,5 137,0 200,0 285,0 |
21,8 29,4 34,8 45,2 59,0 79,5 105,0 146,2 204,0 295,0 412,0 |
36,3 48,5 58,9 76,2 99,0 138,0 177,0 242,0 331,0 472,0 667,0 |
Для условий эксплуатации должны выполняться расчеты:
– прочности наружных и внутренних стен, колонн, днища и перекрытий;
– на всплытие колодца;
– на сдвиг по подошве, на опрокидывание и общую устойчивость сооружения вместе с грунтом (при больших односторонних нагрузках).
Прочность элементов конструкций колодца, а также всего колодца в целом рассчитывается по действующим нормам проектирования железобетонных конструкций.
Расчет колодца на всплытие в условиях эксплуатации производится на расчетные нагрузки по формуле
, (1.16)
где ΣG – сумма всех постоянных расчетных нагрузок ; Т1 – усилие трения при расчете на всплытие; Т1 = 0,5Т2; Aw – площадь основания колодца; Hw – расчетное превышение уровня подземных вод над основанием днища колодца; γem – коэффициент надежности от всплытия, принимаемый равным 1,2.
В случае невыполнения условия (1.16) должно предусматриваться устройство анкерных конструкций против всплытия.