- •Механика грунтов, основания и фундаменты Конспект лекций Северодвинск
- •Isbn 5-7723-0078-4 Севмашвтуз, 2010 Содержание
- •1. Физические свойства грунтов 7
- •2. Механические свойства грунтов 23
- •3. Определение напряжений в массиве грунта 39
- •4. Теория предельного напряженного состояния грунтов 51
- •5. Расчет осадок фундаментов 56
- •6. Изменение осадок во времени 68
- •7. Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям 81
- •8. Фундаменты на естественных основаниях 96
- •9. Свайные фундаменты 114
- •Введение
- •Физические свойства грунтов
- •Состав грунтов и свойства их составных частей
- •Классификация по происхождению
- •Классификация по зерновому составу
- •Виды воды в грунте и их свойства
- •Влияние газа, содержащегося в порах грунта, на его свойства
- •Структура и текстура грунтов
- •Характеристики физического состояния грунтов
- •Определяемые характеристики грунта
- •Вычисляемые характеристики грунта
- •Состояния пылевато-глинистых грунтов
- •Состояния сыпучих грунтов по плотности сложения
- •Классификация грунтов по гост 25100-95
- •Механические свойства грунтов
- •Основные закономерности механики грунтов
- •Закон уплотнения
- •Компрессионная зависимость
- •Коэффициент относительной сжимаемости
- •Закон уплотнения и линейная деформируемость грунтов.
- •Структурная прочность грунтов.
- •Напряженное состояние грунта при компрессионных испытаниях.
- •Определение модуля деформации грунта
- •Водопроницаемость грунтов
- •Закон ламинарной фильтрации
- •О начальном градиенте в глинистых грунтах
- •Давление в водонасыщенных грунтах
- •Сопротивление грунтов сдвигу
- •Сопротивление сдвигу сыпучих грунтов
- •Сопротивление сдвигу связных грунтов
- •Сопротивление грунтов сдвигу при трехосном сжатии
- •Определение напряжений в массиве грунта
- •Применимость решений теории упругости к грунтам
- •Фазы напряженного состояния грунта
- •Основные допущения
- •Определение напряжений в массиве грунта от действия внешних нагрузок
- •Действие сосредоточенной силы на упругое полупространство (задача Буссинеска)
- •Действие нескольких сил
- •Действие равномерно распределенного давления
- •Действие равномерно распределенной полосовой нагрузки (плоская задача)
- •Напряжения от действия собственного веса грунта
- •Распределение напряжений по подошве жестких фундаментов (контактная задача)
- •Определение перемещений
- •Теория предельного напряженного состояния грунтов
- •Общие положения
- •Устойчивость грунтов в основании сооружений
- •Развитие предельного напряженного состояния в основании жестких штампов
- •Критические нагрузки на грунт основания при полосообразной нагрузке
- •Расчет осадок фундаментов
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •А) расчетная схема нагруженного слоя; б) компрессионная кривая
- •Метод послойного суммирования
- •Метод эквивалентного слоя
- •Вывод основной зависимости
- •Определение осадки при слоистом основании
- •Метод линейно деформируемого слоя
- •Определение осадки
- •Определение толщины линейно деформируемого слоя
- •Изменение осадок во времени
- •Теория фильтрационной консолидации
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •Степень консолидации осадки и эпюры уплотняющих давлений
- •Однородный грунт при двусторонней фильтрации
- •Реологические процессы в грунтах
- •Длительная прочность и релаксация напряжений
- •Деформации ползучести грунтов и методы их описания
- •Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок сооружений
- •Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям
- •Метод расчета конструкций по предельным состояниям
- •Сущность метода
- •Две группы предельных состояний
- •Классификация нагрузок
- •Нормативные и расчетные характеристики материалов
- •Степень ответственности зданий и сооружений
- •Коэффициент условий работы конструкции
- •Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций
- •Формы деформаций и смещений сооружений
- •Предельные состояния оснований и фундаментов
- •Причины возникновения неравномерных осадок
- •Выбор типа и глубины заложения фундаментов
- •Инженерно-геологические условия площадки строительства
- •Климатические факторы
- •Особенности сооружений
- •Фундаменты на естественных основаниях
- •Определение расчетного сопротивления грунта
- •Центрально нагруженный фундамент
- •Внецентренно нагруженный фундамент
- •Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта
- •Конструкции фундаментов
- •Типы фундаментов
- •Каменные и бетонные фундаменты
- •Железобетонные монолитные фундаменты
- •Сборные ленточные фундаменты
- •Защита помещений от подземных вод и сырости
- •Расчет фундаментов на продавливание
- •Свайные фундаменты
- •Типы свай и виды свайных фундаментов
- •Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде
- •Сваи, изготавливаемые в грунте
- •Определение несущей способности свай
- •Расчет на прочность свай по материалу
- •Расчет на прочность свай по грунту
- •Проектирование свайных фундаментов.
- •Работа свай в кусте.
- •Центрально нагруженные фундаменты
- •Внецентренно нагруженные фундаменты.
- •Свайные фундаменты, воспринимающие горизонтальную нагрузку
- •Определение осадки свайных фундаментов
- •Возникновение отрицательного трения
- •Литература
Сборные ленточные фундаменты
Как было отмечено в п. 8.5.1 железобетонные сборные фундаменты делятся на:
ленточные фундаменты (сплошные и прерывистые) под стены;
столбчатые фундаменты под столбы и колонны.
Ленточные фундаменты состоят из бетонных блоков стен подвалов и железобетонных фундаментных плит. Формы, размеры и марки фундаментных плит и блоков приведены в [9].
В зданиях, к которым не предъявляются требования повышенной жесткости, плиты ленточных сборных фундаментов чаще всего укладываются с промежутками, т.е. устраивают ленточные прерывистые фундаменты. Они особенно целесообразны в тех случаях, когда полученная в расчете ширина фундамента меньше ширины ближайшей стандартной плиты.
Вследствие распределительной способности грунтов и арочного эффекта (грунт оказывается зажат между фундаментными блоками) давление под подошвой прерывистых фундаментов на небольшой глубине выравнивается и можно считать, что они работают как сплошные. Расчетное же сопротивление грунтов даже несколько повышается. Оно определяется по-прежнему по формуле ( 8 .0) и умножается на повышающий коэффициент условий работ , зависящий от грунтов и формы фундаментных плит:
Таблица 8.12
Вид фундаментных плит |
Значение коэффициента для песков (кроме рыхлых) и пылевато-глинистых грунтов соответственно при коэффициенте пористости и показателе текучести |
||
|
|
|
|
Прямоугольные |
1,3 |
1,15 |
1,0 |
С угловыми вырезами |
1,3 |
1,15 |
1,15 |
Примечания: 1. При промежуточных значениях и коэффициент принимается по интерполяции. 2. Для плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать на 15%. |
При определении ширины и осадки прерывистые фундаменты рассчитываются как сплошные без вычета площадей промежутков.
Оптимальный интервал между плитами назначают из условия равенства расчетного сопротивления грунта , полученного для сплошного ленточного фундамента шириной , сопротивлению грунта, полученного для прерывистого фундамента с шириной плиты , длиной , с коэффициентом условий работы :
.
Зазоры между плитами заполняются уплотненным грунтом. Если основание сложено пылевато-глинистыми грунтами, то устраивают подготовку из утрамбованного печка толщиной не менее 100 мм.
Защита помещений от подземных вод и сырости
Для защиты наземных помещений от грунтовой сырости в стене, на высоте 15 – 20 см от верха отмостки устраивают непрерывную прослойку из жирного цементного раствора или одного – двух слоев рулонного материала на битуме (Рис. 8 .68). Внутреннюю поверхность стены от пола до фундамента обмазывают битумом за два раза.
Рис. 8.68. Изоляция стен бесподвальных зданий с полами по лагам
1 – рулонная гидроизоляция или цементный раствор; 2 – обмазка битумом за два раза; 3 – пол; 4 - лаги
Защита подвальных помещений от подземных вод зависит от гидрогеологических условий строительной площадки.
При уровне подземных вод ниже пола подвала (рис. 8 .69,а) наружные стороны фундамента покрывают гидроизоляционной мастикой.
Если уровень подземных вод выше пола подвала не более чем на 0,5 м, то гидроизоляцию удерживают пригрузочным слоем бетона весом, превосходящим гидростатическое давление (рис. 8 .69, б).
Рис. 8.69. Устройство гидроизоляции подвальных помещений
а – с цементным слоем; б – с пригруженным бетоном (внутренняя гидроизоляция); в – со сплошной плитой (наружная гидроизоляция); 1 – гидроизоляция стены; 2 – обмазка битумом; 3 – цементный слой; 4 – бетонная подготовка; 5 – рулонная гидроизоляция; 6 – пригрузочный бетон; 8 – фундаментная плита; 9 – защитная стенка
При уровне подземных вод выше пола подвала более чем на 0,5 м для удержания гидроизоляции в проектном положении выполняется специальная конструкция, работающая на изгиб (рис. 8 .69, в). В зависимости от характера этой конструкции различают внутреннюю и наружную гидроизоляцию.
Внутреннюю гидроизоляцию устраивают после возведения фундаментов внутри подвального помещения, прижимая ее к фундаменту железобетонной плитой со стенками (кессоном) [1].
Наружную гидроизоляцию устраивают до возведения фундамента, тогда фундамент выполняется в виде сплошной железобетонной плиты (рис 8 .69, в). Вертикальная гидроизоляция защищается стенкой из сборных железобетонных плит или кирпича.