Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Сума моментів утримуючих сил




(8.22)

Розділивши вираз (8.22) на (8.23) і скоротивши на отримаємо коефіцієнт стійкості укосу

(8.23)

Цю процедуру повторюють для інших можливих поверхонь ковзання, для чого міняють положення точки . Таким чином знаходять мінімальний коефіцієнт стійкості . Розроблені методи, що дають змогу знайти , обмежуючись незначною кількістю визначень . З верхньої точки укосу В проводять похилу лінію під кутом 360 до горизонту (рис. 8.10). На цій лінії розміщують точки О1 О2 О3 О4 на відстанях , , де . Ці точки приймають за центри обертання. Будують сліди відповідних поверхонь ковзання, для кожної з яких розраховують значення коефіцієнта стійкості за формулою (8.23). Потім у відповідних точках відкаладають у деякому масштабі значення у вигляді відрізків перпендикулярних до лінії ВО. Через ці кінці креслять плавну криву, до якої проводять дотичну, паралельну лінії ВО і точку дотику проектують на цю ж лінію ВО. Для одержаної п‘ятої точки О5 будують відповідну поверхню ковзання і одержують мінімальне значення коефіцієнта стійкості .

Отримане значення порівнюють з нормативним , де - відповідно коефіцієнт надійності, який знаходять за СНиП 2.02.01-83 [24] п.2.58 в залежності від капітальності споруди і грунту в укосі.

5. Тиск грунтів на фундаменти і підпірні стінки.Якщо стійкість укосу не забезпечена ( ) , то для забезпечення його стійкості інколи доводиться зводити підпірні стінки. Підпірні стінки, які підтримують грунт в укосі, зазнають з його боку тиск, який називається активним . Підпірна стінка сприймаючи активний тиск сама передає частину цього тиску на грунт, який знаходиться з протилежного боку. В цьому грунті виникає пасивний тиск (рис. 8.11).

При незначному повороті або зрушенні стінки грунт приходить у граничний стан і в ньому утворюється криволінійні поверхні ковзання (по аналогії до круглоциліндричних поверхонь ковзання при визначенні стійкості укосу).

Коли в грунтовому масиві виникне граничний стан, може відбутися перекидання стінки, її зсув або випирання грунту з-під підошви. Точний розв’язок задачі по визначенню активного і пасивного тиску грунту отриманий В.В.Соколовським (1942). На практиці найчастіше використовують наближений розв’язок. При цьому приймають, що поверхні ковзання є прямолінійними, не враховується й тертя між стінкою і грунтом, розглядають рівновагу 1м/п стінки.

На деякій глибині найбільші головні напруження викликані власною вагою грунту рівні

(8.24)

Тиск на стінку знайдемо з умови, що при її відхиленні грунт перейде в граничний стан. Рівняння граничної рівноваги сипких грунтів (8.1) можна записати у вигляді:

(8.25)

На практиці приймають таке позначення

(8.26)

Активний тиск від власної ваги грунту на глибині Н з урахуванням (8.26) становить

(8.27)

Рівнодіюча активного тиску , яка має горизонтальний напрям і прикладена в центрі ваги епюри активного тиску (див. рис. 8.11), становить

(8.28)

Виходячи з аналогічних припущень можна вивести вираз для пасивного тиску грунту

(8.29)

На практиці приймають таке позначення

(8.30)

Активний тиск від власної ваги грунту на глибині h з урахуванням (8.30) становить

(8.31)

Рівнодіюча активного тиску , яка має горизонтальний напрям і прикладена в центрі ваги епюри активного тиску (див. рис. 8.11) становить

(8.32)

У випадку дії на поверхні грунту зі сторони укосу рівномірно розподіленого навантаження (рис. 8.12), дію його замінюють еквівалентним тиском від ваги шару грунту товщиною , де - питома вага грунту в укосі. Для визначення продовжуємо задню грань стінки до перетину з новою лінією засипки і будуємо загальну епюру активного тиску. Знайдемо значення активного тиску на глибинах і

(8.33)

(8.34)

На підпірну стінку буде діяти тільки частина епюри активного тиску, що має вигляд трапеції. Рівнодіюча активного тиску , яка має горизонтальний напрям і прикладена в центрі ваги епюри активного тиску (див. рис. 8.12) становить

(8.35)

У випадку дії на поверхні грунту з протилежного боку укосу рівномірно розподіленого навантаження (рис. 8.11) можна вивести

(8.36)

Для визначення тиску зв‘язних грунтів на підпірну стінку замінимо дію сил зчеплення всебічним рівномірними тиском зв‘язності (див. п.3.1 вираз (3.3)), який прикладемо до поверхні грунту і по контакту грунт-підпірна стінка (рис.8.13). Приведемо дію тиску зв‘язності на поверхні грунту до еквівалентного шару товщиною і враховуючи протилежність дії тиску отримаємо

(8.37)

Підставивши в (8.37) значення отримаємо

(8.38)

Після перетворень отримаємо

(8.39)

З (8.37) видно, що зчеплення грунту зменшує активний тиск грунту на підпірну стінку. Виходячи з аналогічних припущень може бути знайдено вираз для пасивного тиску зв‘язних грунтів

(8.38)

Наведені вище залежності справедливі для того випадку, коли грунт знаходиться в стані граничної рівноваги. Останнє можливе при незначному повороті стікни від грунту. Якщо такий поворот неможливий, наприклад, стіна підвалу будинку, то грунт знаходиться в стані спокою. В цьому випадку тиск визначається за виразом

, де (8.39)

- коефіцієнт бічного тиску грунту.

У діючих нормах СНиП 2.06.07 “Подпорные стены и сооружения” [28] наводяться вирази для визначення активного і пасивного тиску для похилих стін і поверхні грунту та при наявності навантаження на грунт.

 

Розділ ІІІ. ОСНОВИ І ФУНДАМЕНТИ

Тема 9. ФУНДАМЕНТИ МІЛКОГО ЗАКЛАДЕННЯ

1. Класифікація основ і фундаментів мілкого закладення. Основи - це шари грунтів, що сприймають навантаження від фундаментів будівель і споруд (грунти- це гірські породи та техногенні утворення, які є об’єктом інженерно-господарської діяльності людини і можуть слугувати основами, середовищем і матеріалами для різних будівель та споруд). Розрізняють природні та штучні основи. Природна основа має місце в тому випадку, коли її не потрібно поліпшувати. Штучна основа - якщо грунт в природному стані непридатний для сприйняття діючого навантаження і необхідне його поліпшення.

Фундамент - підземна або підводна частина будівлі чи споруди, що передає навантаження на основу. За конструктивними і технологічними особливостями влаштування фундаменти бувають: мілкого закладення - передають навантаження на основу через свою підошву і споруджуються у відкритих котлованах з попереднім вийманням грунту; пальові фундаменти - опираються на відносно довгі вертикальні або малопохилі стержні - палі; глибокого закладення - занурюються в грунт з одночасним вийманням грунту з під них (опускні колодязі, кесони, стіна в грунті).

За методом виготовлення фундаменти розділяються на: монолітні, збірні і збірно-монолітні. За матеріалом: бутові, бутобетонні, бетонні, залізобетонні, дерев'яні, металеві та комбіновані. За формою в плані: стрічкові - приймаються під безперервні стіни; стовпчаті – приймають під колони та стіни (в комбінації з балками); масивні - влаштовуються у вигляді жорсткого масиву під всією спорудою; плитні – виготовляють у вигляді суцільних, як правило, залізобетонних плит під всією спорудою . За характером роботи під навантаженням: жорсткі і гнучкі. Фундаменти відносять до жорстких, коли ширина їх підошви не виходить за межі призми жорсткості (рис.9.1). В протилежному випадку фундаменти гнучкі (рис.9.2).

Гнучкі фундаменти (матеріал - зазвичай залізобетон) сприймають моментні навантаження, а жорсткі невеликих розмірів (матеріал - бут, бутобетон або бетон) - практично тільки стискуючі навантаження. Тангенс кута жорсткості α залежить від матеріалу фундаменту і коливається в межах 0,2-0,35.

2. Навантаження на основи і фундаменти та їх сполучення. Збір навантажень на основи і фундаменти виконують у відповіності з конструктивною схемою будівлі та СНиП 2.01.07-85 [26]. Навантаження, що передаються на основи і фундаменти, розділяються на постійні та тимчасові. Постійні навантаження - це вага конструкцій будівель, а також вага і тиск грунтів. Тимчасові навантаження поділяються на:

- довготривалі (вага обладнання, понижені нормативні значення навантажень на покриття, перекриття, снігове та ін.) – можуть викликати затухаючі деформації основ і тому використовуються в розрахунках за ІІ-ю групою граничних станів (за деформаціями);

- короткотривалі (повні нормативні значення навантажень на покриття, перекриття, снігове та ін.) – не можуть викликати затухаючі деформації основ і тому використовуються в розрахунках за І-ю групою граничних станів (за несучою здатністю);

- особливі (аварійні, вибухові, сейсмічні, від просідання грунту) – не можуть викликати затухаючі деформації основ і тому використовуються в розрахунках за І-ю групою граничних станів.

Розрахункове значення навантаження знаходять за виразом

, де (9.1)

- нормативне значення навантаження; - коефіцієнт надійності для навантаження. Для розрахунків за деформаціями , а за несучою здатністю або (приймається варіант, що погіршує роботу основ) і визначається у відповідності з [26].

Нормативні значення постійних навантажень визначаються за паспортами виробів, або за розмірами конструкцій та питомою вагою матеріалів. Тимчасові технологічні навантаження приймають за паспортами обладнання і завданням на проектування. Нормативні значення рівномірно розподілених навантажень на перекриття приймають за табл. 3 [26]. В цій таблиці наводяться повне (максимально можливе) та понижене (найбільш імовірне) значення цих навантажень.

Повне нормативне значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття знаходять за виразом

, де (9.2)

- нормативне значення снігового навантаження на горизонтальну поверхню землі, приймається з табл.4 [26]; - коефіцієнт переходу від до , що враховує кут нахилу і форму покриття та визначається за додатком 3 [26].

Повне нормативне значення вітрового навантаження знаходять за виразом

, де (9.3)

- нормативне значення вітрового тиску; - коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску з висотою; - аеродинамічний коефіцієнт, що враховує форму будівлі.

Розрізняють такі сполучення навантажень:

- основні, що включають постійні, можливі тимчасові довготривалі і короткотривалі навантаження;

- особливі, що включають постійні, можливі тимчасові короткотривалі і одне з особливих навантажень.

Розрахунки основ за деформаціями виконують на основні сполучення навантажень, а за несучою здатністю - на основні і особливі сполучення.

При розрахунках на основні сполучення з використанням одного тимчасового навантаження останнє враховується повністю. При двох і більше тимчасових навантаженнях їх величини перемножуються на коефіцієнт сполучень : для довготривалих навантажнь , для короткочасних .

3. Нормативні та розрахункові значення характеристик грунтів. Для того щоб визначити фізико-механічні характеристики конкретного матеріалу (грунтів, бетону, арматури) необхідно провести експериментальні дослідження цього матеріалу за методикою, яка викладена в конкретному ГОСТі. Проте, результати експериментів можуть різнитися між собою, тобто включати систематичні та випадкові помилки. Тому для визначення розрахункових значень характеристик матеріалів використовують теорію випадкових помилок.

Перед визначенням розрахункових значень характеристик проводять статистичну перевірку на виключення грубих помилок. Виключають такі значення , для яких виконується умова

, де (9.4)

- відповідно фактична і теоретична помилка окремого вимірювання; - статистичний критерій, який приймається за відповідними таблицями; - середнє значення досліджуваної характеристики, яке визначається за формулою

(9.5)

Середньоквадратичне відхилення у виразі (9.4) визначається за формулою

, де (9.6)

- кількість дослідів.

Для характеристик, які безпосередньо використовуються в розрахунках, їх розрахункові значення визначають за формулою

, де (9.7)

- нормативне значення характеристики; - коефіцієнт надійності для характеристики .

Розрахункове значення характеристики визначають в залежності від кількості повторних визначень та довірчої ймовірності α. Для розрахунків за деформаціями , а для розрахунків за несучою здатністю .

За нормативне значення характеристики приймають середнє арифметичне значення результатів окремих їх визначень після виключення грубих помилок.

В загальному випадку можна записати

, де (9.8)

- коефіцієнт надійності, який визначається з таблиць в залежності від довірчої ймовірності α і кількості дослідів ; - cередньоарифметичне значення середньоквадратичного відхилення, яке визначається за формулою

(9.9)

Перетворимо вираз (9.8) до форми виразу (9.7). Врахувавши те, що коефіцієнт варіації визначається за формулою

(9.10)

матимемо

(9.11)

Позначимо

(9.12)

Тоді вираз (9.11) набуде вигляду

(9.13)

Позначимо

(9.14)

Тоді (9.13) матиме вигляд

(9.15)

або

(9.16)

Кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення визначають за графіком (рис. 9.3). Для кожного з трьох значень виконують не менше шести повторних дослідів, тобто в сумі не менше 18 дослідів для кожного ІГЕ.

Хрестиками на рис. 9.3 нанесено експеремента-льні значення опорів грунту зсуву при певному значенні . Ці точки утворюють кореляційне поле. На кореляційному полі можна побудувати необмежену прямих , які певним чином будуть описувати залежність між експериментальними , і . Оптимальною буде та пряма, для якої витримується умова найменших квадратів

, де (9.17)

- експериментальні значення опорів грунту зсуву; - середнє (теоретичне) значення опорів грунту зсуву.

З математики відомо, що вираз прямої, яка відтинає на осі ординат видрізок довжиною має вигляд . Відомо, що закон Кулона для зв‘язних грунтів має вигляд . Ці рівняння є подібними . У цьому випадку коефіцієнти і можуть бути підібрані методом найменших квадратів. Коефіцієнти рівняння визначають за виразом

(9.18)

(9.19)

За (9.18) і (9.19) визначають нормативні значення міцністних характеристик грунтів. До розрахункових значень переходять за допомогою коефіцієнта надійності по грунту (аналогічно як для звичайних характеристик).

У деяких випадках (для споруд ІІІ класу капітальності) допускається приймати за відповідне значення характеристики з табл. 6. додатку І СНиП 2.02.03-83 [24]. В цьому випадку при визначенні розрахункових значень характеристик коефіцієнт надійності приймається рівним - для розрахунків за деформаціями (ІІ група граничних станів). Для розрахунків за несучою здатністю (І група граничних станів) - для питомого зчеплення, - для кута внутрішнього тертя пилувато-глинистих грунтів і - для кута внутрішнього тертя пісків, - для питомої ваги грунту.

Методика статистичної обробки результатів визначення розрахункових характеристик грунтів наведена в ДСТУ Б В.2.1-5-96 [18].

4. Принципи проектування основ і фундаментів за граничними станами. Граничними називаються такі стани конструкцій та основ, при яких вони перестають задовільняти вимоги, які до них ставлять, тобто втрачають несучу здатність, стійкість, отримують недопустимі деформації тощо. Основним завданням проектування основ і фундаментів є завдання недопущення в будівлях і спорудах виникнення граничних станів (це забезпечить надійність проектних рішень). З іншого боку, реальні стани конструкцій та основ повинні бути наближеними до граничних (це забезпечить економічність).

У даний час проектування конструкцій та основ виконують за двома групами граничних станів. Розрахунки першої групи забезпечують можливість експлуатації будівель взагалі, розрахунки другої групи - можливість їх нормальної експлуатації. Стосовно промислового та цивільного будівництва перша група включає розрахунки основ за несучою здатністю, а друга група - розрахунки за деформаціями.

Метою розрахунків основ за несучою здатністю є забезпечення стійкості основ, попередження зсуву фундаменту по підошві чи його перекидання. Розрахунки виконують, виходячи з умови

, де (9.20)

- розрахункове навантаження на основу (див. п. 5.1); - несуча здатність основи у напрямку дії сили ; - коефіцієнт умов роботи (залежить від виду грунту і приймається за п.2.58 СНиП 2.02.01-83 [24]); - коефіцієнт надійності за призначенням споруди, приймається рівним 1,2; 1,15 і 1,1 відповідно для будівель І, ІІ і ІІІ класів капітальності.

Розрахунки основ за несучою здатністю виконують у таких випадках:

- на основи передаються значні горизонтальні навантаження (можливі зсув фундаменту або втрата стійкості основи);

- будівля розміщена поблизу укосу (можлива втрата стійкості укосу);

- фундаменти опираються на скельні грунти;

- якщо середній тиск під підошвою фундаменту більший за розрахунковий опір грунту ;

- якщо відстань від підлоги підвалу до підошви фундаменту у багатоповерхових будівлях менша за 0,5м;

- основи складені водонасиченими грунтами, що повільно ущільнюються.

В останньому випадку частина напружень сприймається водою, в результаті чого опір грунту зсуву, а відповідно й міцність, зменшуються і закон Кулона приймає вигляд (3.4) .

Метою розрахунків основ за деформаціями є обмеження абсолютних та від-носних переміщень фундаментів і надфундаментних конструкцій такими межами, за яких гарантується нормальна експлуатація будівель. Основні види сумісних деформацій основ і фундаментів (абсолютне і середнє осідання, відносна нерівномірність осідань, нахил) розглянемо далі. Розрахунки основ за деформаціями виконують, виходячи з умови

, де (9.21)

- розрахункове значення відповідної деформації основи; - гранично допустиме значення цієї деформації.

В загальному випадку визначають з урахуванням сумісної роботи будівель і основ (враховують перерозподіл напружень в грунті на основі сумісних розрахунків системи “будівля-основа”). Не враховують сумісної роботи цієї системи в таких випадках:

- для будівель і споруд ІІІ класу;

- при визначенні середніх значень осідань фундаментів ;

- при використанні типових проектів будівель.

Граничні значення деформацій основ і фундаментів визначають, виходячи з технологічних архітектурних вимог або з умов роботи конструкцій, їх елементів чи будівлі в цілому. Останнє визначається на основі сумісних розрахунків системи “будівля-основа”.

Якщо в завданні на проектування відсутнє та будівля не розраховується на зусилля, що виникають в її конструкції при взаємодії з основами (найбільш поширені будівлі), то граничні значення деформацій приймають за додатком 4 [24]. Розрахунки за деформаціями виконують в усіх випадках за винятком скельних грунтів і коли виконуються вимоги табл. 6 [24].

 

Тема 10.ФУНДАМЕНТИ МІЛКОГО ЗАКЛАДЕННЯ

1. Конструкції фундаментів мілкого закладення. Фундаменти мілкого закладення влаштовують у відкритих котлованах або в порожнинах заданої форми. В загальному випадку фундаменти мілкого закладення можна класифікувати таким чином

Стовпчаті фундаменти під стіни. Такі фундаменти застосовують при невеликих навантаженнях. На обрізи фундаментів чи бетонні стовпчики кладуть фундаментні балки для опирання на них надземних констру-кцій (рис. 10.1). Фундаменти можуть виготовлятися збірними, монолітними чи збірно-монолітними.

Cтрічкові фундаменти під стіни. Такі фундаменти виготовляють збірними, монолітними чи збірно-монолітними. Збірні фундаменти складаються з залізобетонних плит, на які опирається фундаментна стіна з бетонних блоків (рис. 10.2).

Фундаментні плити, як правило, виготовляють за ГОСТ 13580-85 [5]. Ширина плит складає 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2400, 2800 і 3200мм, довжина - 780, 1180, 2380 та 2980мм. Армування ро-зраховано (для стін товщиною 160 мм) на тиск під підошвою: 1-а група - до 0,15мПа; 2-а група - до 0,25мПа; 3-а група - до 0,35мПа; 4-а група - до 0,45мПа.

Плити позначаються буквами ФЛ і числами, що характеризують (в дециметрах) ширину, довжину плити та її групу за несучою здатністю. Наприклад, ФЛ 20.12-4 - фундаментна плита шириною 2м, довжиною 1,18м, розрахована на середній тиск під підошвою до 0,45мПа.

Фундаментні блоки виготовляють за ГОСТ 13579-78 [4] шириною 300, 400, 500, 600мм, висотою 290 і 580мм, довжиною 880, 1180 і 2380мм. Маркування блоків: ФБС - “фундаментний блок суцільний”, перша цифра - довжина, друга - ширина, третя - висота (в дециметрах), буква після цифр - вид бетону. Наприклад, ФБС 12.4.6-Т - фундаментний блок суцільний довжиною 1180, шириною 400, висотою 580мм, виготовлений з важкого бетону. Випускають також ФБП - “фундаментні блоки пустотілі”.

Просторова жорсткість збірних фундаментів забезпечуєть-ся шляхом перев’язки стінових блоків. Блоки монтують з перев’язкою вертикальних швів не менше 0,4 висоти блоку, а в складних інженерно-геологічних умовах - не менше висоти.

Cтовпчасті фундаменти під колони (рис. 10.3). Вони виготовляються збірними, монолітними або збірно-монолітними і приймаються за діючими серіями або проектуються індивідуально. В останньому випадку, для можливості використання інвентарної опалубки, розміри фундаментів у плані та їх висоту приймають кратними 300мм, висоту ступенів - 150мм.

Для колон промислових будівель розроблені серії монолітних фундаментів 1.412 - 1/77 та 1.412 - 2/77, для багатоповерхових виробничих і громадських будинків - серія 1.412-3/79.

Cтрічкові фундаменти під колони і плитні фундаменти. Ці види фундаментів використовують для зменшення нерівномірності деформацій будівель на слабких, просідаючих або набухаючих грунтах, у сейсмічних районах, на територіях з підземними виробітками, при карстових явищах.

Стрічкові фундаменти влаштовують у вигляді одинарних або перехресних полос, плитні фундаменти - під всією будівлею.

Це стосується всіх типів фундаментів!!! Під монолітними фундаментами влаштовують переважно бетонну підготовку товщиною 100мм з бетону класу В5 (щоб під час монолі-чення цементне молоко не витікало в грунт), під збірними – підго-товку із щебеню або піску такої ж товщини (для вирівнювання дна котлована). При наявності агресивних грунтових вод захищають тіло фундаментів від їх впливу. Для цього щебеневу чи бетонну підготовку і бічну поверхню фундамента покривають бітумом чи іншим ізоляційним матеріалом.

Якщо грунтові води залягають нижче підлоги підвалу, то влаштовують капілярну ізоляцію для попередження попадання капілярної води в підвал. Найпоширеніший вид такої ізоляції показано на рис. 10.4.

При наявності грунтових вод вище підлоги підвалу передбачають виготовлення гідроізоляції або пристінного дренажу.

2. Послідовність проектування фундаментів мілкого закладення. Основи та фундаменти мілкого закладення проектують у такій послідовності:

1. Вивчають конструктивну схему будівлі і визначають навантаження на фундаменти.

2. Аналізують грунтові умови будівельного майданчика.

3. Вибирають тип фундаменту (стрічковий, стовпатий, плитний).

4. Призначають глибину закладання фундаменту.

5. Визначають розміри підошви фундаменту.

6. При необхідності намічають заходи по ущільненню або закріпленню слабких чи структурно-нестійких грунтів

7. При необхідності виконують розрахунки основ за несучою здатністю.

9. Розраховують деформації основ і фундаментів.

8. Проектують і розраховують тіло фундаменту.

3. Глибина закладення фундаментів. Глибина закладення фундаменту - це відстань по вертикалі від його підошви до рівня планування поверхні грунту. Глибина закладення приймається з урахуванням таких основних факторів:

Призначення та конструктивних особливостей будівлі - наявність підземних поверхів і комунікацій, підвалу тощо (якщо генеральний план мікрорайону розроблено (червона відмітка задана) і є потреба у влаштуванні підземних поверхів і комунікацій, підвалу).

Інженерно-геологічних умов будівельної ділянки. В деяких випадках буває більш доцільним прорізати фундаментами непридатні грунти і передавати навантаження на підстилаючі надійні основи (якщо генеральний план мікрорайону розроблено, то доцільною інколи є прорізка слабких грунтів).

Гідрогеологічних умов будмайданчика. При високому рівні грунтових вод необхідно влаштовувати гідроізоляцію підвальних приміщень, відмовлятися від них або виконувати підсипку території для запобігання будівництва під водою.

Іcнуючого та проектного рельєфів території, яка забудовується. При плануванні грунту підсипкою фундаменти найчастіше опирають на природні основи. Глибина закладення фундаментів при цьому збільшується.

Глибини закладення фундаментів сусідніх будівель. Різниця відміток підошви фундаментів (рис. 10.5) при відстані між їх сторонами не повинна перевищувати

, де (10.1)

- середній тиск під підошвою розміщеною вище фундаменту.

6. Глибини сезонного промерзання здимальних грунтів. До здимальних відносяться грунти, які при промерзанні збільшуються в об’ємі, а при відтаненні зменшуються. Зміна об’єму грунтів призводить, як правило, до нерівномірних деформацій будівель і споруд, що викликає часто появу тріщин. Процес здимання залежить від виду грунтів та рівня грунтових вод. Один і той же грунт у різних гідрологічних умовах може відноситись до здимального чи, навпаки, нездимального. Глибину закладення фундаментів визначають за табл. 2 СНиП 2.02.01-83 [24] залежно від виду грунтів та глибини залягання підземних вод.

Глибина закладення фундаментів у здимальних грунтах повинна бути не меншою за розрахункову глибину їх сезонного промерзання. Глибина промерзання інших грунтів не впливає на величину .

Розрахункова глибина промерзання грунту визначається за формулою

, де (10.2)

- коефіцієнт, що враховує тепловий режим будівлі і визначається за табл.1 [24], (для неопалюваних будівель ); - нормативна глибина промерзання (визначається за будівельними нормами з кліматології і геофізики або за схематичними картами (див., наприклад, “Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений” [22]).

4. Визначення розмірів підошви фундаментів. Розміри підошви фундаментів назначають таким чином, щоб тиск під підошвою не перевищував розрахункового опору грунту ( - це максимальний тиск, при якому умовно ще зберігається лінійна залежність між осіданням фундаменту і тиском (див. рис. 7.2 і п.8.2). Розрахунковий опір грунту визначається за формулою (8.12) (формула (7) [24]) і залежить, крім інших факторів, також від ширини підошви фундаменту .

Забезпечити виконання умови можна таким чином. Задаються розмірами підошви фундаменту, визначають , і порівнюють ці величини. Якщо , то збільшують розміри підошви, а якщо значно менше , то зменшують ці розміри і повторюють визначення , і їх порівняння. Таким чином, за декілька простих обчислень можна визначити необхідні розміри підошви фундаментів.

На практиці найчастіше використовують дещо інший підхід. Розглянемо стовпчастий фундамент (рис. 10.6).

Cередній тиск під підошвою фундаменту становить

, де (10.3)

- вага фундаменту і грунту на його обрізах; - площа підошви фундаменту.

Прирівняємо до і розв‘яжемо рівняння (10.3) відносно прийнявши до уваги, що ( - усереднена вага матеріалу фундаменту і грунту на його обрізах кН/м3) отримаємо

(10.4)

В останньому виразі 2 невідомих: i . Тому спочатку задають, прийнявши його рівним (наближене табличне значення , визначене за додатком 3 [24] при b=1м i d=2м). Потім визначають і задаються розмірами підошви. Для центрально завантажених фундаментів приймають квадратну підошву, а для позацентрово завантажених – прямокутну, розвинуту у напрямку дії згинального моменту. Потім визначають і перевіряють виконання умов:

для центрально завантаженого фундаменту (рис.10.7)

(10.5)

для позацентрово завантаженого в одній площині (рис.10.8)

(10.6)

для позацентрово завантаженого в двох площинах (рис.10.9)

(10.7)

де - момент і горизонтальна сила на рівні обрізу фундаменту відносно (у напрямку) відповідної осі; - відстань від підошви фундаменту до його обрізу; - момент опору підошви фундаменту відносно відповідної осі.

Попередня ширина стрічкових фундаментів визначається за формулою

, де (10.8)

- погонне навантаження на фундамент. Потім визначають і перевіряють виконання умови

(10.9)

Якщо:

- в основі фундаменту залягає грунт з розрахунковим опором кПа;

- проектується будівля з мостовими кранами вантажопідйомністю ≥75т;

- проектується відкрита кранова естакада при кранах вантажопідйомністю ≥15т;

- проектується споруда баштового типу (димова труба, силос),

то недопускається відрив підошви фундаменту від грунту основи і епюра тиску повинна бути трапецієподібна із співвідношенням . Для досягнення цього додатково перевіряють виконання умови

, де (10.10)

- довжина підошви фундамнту.

В інших випадках проектування будівель з мостовими кранами також недопускається відрив підошви фундаменту від грунту основи але епюра тиску може бути трикутною. Для досягнення цього додатково перевіряють виконання умови

(10.11)

При проектуванні будівель без мостових кранів допускається навіть неповне торкання підошви фундамента до грунту основи, якщо

(10.12)

Тоді найбільший крайовий тиск визначають за формулою

, де (10.13)

- ширина підошви фундамнту.

При невиконанні умов (10.5)-(10.7), (10.9)-(10.12) збільшують розміри підошви фундаменту і повторюють необхідні обчислення. Якщо , то зменшують розміри підошви фундаменту. Фундамент вважається надійно і економічно запроектованим, якщо і виконуються умови (10.5)-(10.7), (10.9)-(10.12).

5. Визначення осідань фундаментів. При збільшенні навантажень, що передаються на грунт, у ньому будуть послідовно виникати такі види деформацій: пружні, деформації ущільнення, пластичні.

До появи пластичних деформацій або при незначній величині останніх, залежність між осіданнями фундаменту і тиском на його підошві буде приблизно лінійною (рис. 7.2). В цій області для визначення деформацій можна використовувати лінійні залежності. Для цього необхідно призначити такі розміри підошви фундаменту, щоб тиск не перевищував розрахункового опору грунту .

В даний час для визначення осідань фундаментів найчастіше використовують метод пошарового підсумовування. Розглянемо одномірну задачу ущільнення. На поверхню грунту товщиною , що розміщений на нестисливій основі, передається необмежений в плані тиск (рис. 10.10). В цьому випадку грунт буде деформуватись тільки у вертикальному напрямку без можливості бічного розширення. Осідання шару грунту складе

, де (10.14)

- модуль деформації грунту; - безрозмірний коефіцієнт.

Оскільки з глибиною додаткові напруження зменшуються, то вираз (10.14) можна використовувати для визначення осідань фундаментів тільки при відносно незначній товщині стисливого грунту. Зміну напружень можна врахувати, якщо стисливу товщу розділити на окремі шари товщиною , у межах яких приймати додаткові напруження постійними (рис. 10.11). Тоді вираз (10.14) прийме такий вид

, де (10.15)

- число шарів, на які розділяється стислива товща грунту; - модуль деформації і-го шару грунту; - середні значення додаткових напружень в і-му шарі.

Оскільки реальні фундаменти заглиблені в грунт, то визначається за виразом (див. п. 7.9), де .

Деформації грунту враховують до глибини , на якій виконується умова , а в сильностисливих грунтах ( мПа) . Товща грунту в межах глибини називається стисливою.

Метод пошарового підсумовування використовують в усіх випадках за виключенням таких:

1. В межах стисливої товщі основи знаходиться шар грунту з модулем деформації мПа і товщиною , яка задовільняє умові

, де (10.16)

- модуль деформації грунту, що розміщений під шаром з .

2. Ширина фундаменту м і модуль деформації грунтів основи мПа.

В цих двох випадках використовують схему основи у вигляді лінійно-деформованого шару (див. ст. 142 [19]). При розрахунках осідань основ фундаментів також використовують метод еквівалентного шару (див. ст. 140 [19]).

Види деформацій основ і фундаментів. У процесі прив’язки типових проектів будівель до місцевих грунтових умов визначають також середнє осідання будівлі , відносну нерівномірність осідань та нахил фундаментів і

, де (10.17)

- абсолютне осідання і-го фундаменту; - площа підошви і-го фундамента.

, де (10.18)

- різниця осідань між сусідніми фундаментами; - відстань між осями фундаментів.

Нахил фундаменту - це відношення різниці осідань крайніх точок фундаменту до його ширини або довжини

, де (10.19)

- коефіцієнт Пуассона; - вертикальна складова навантаження; - ексцентриситет передачі навантаження; - діаметр круглого або сторона прямокутного фундаменту, в напрямку якої діє момент; - табличні коефіцієнти (див. додаток 2 [24]).

Розрахункові значення порівнюють з граничними значеннями цих величин , що наводяться в таблиці додатку 4 [24], тобто

(10.20)

За наведеними вище залежностями визначають кінцеві, тобто стабілізовані деформації основ. Процес стабілізації (ущільнення) у пісках закінчується одразу ж після завершення будівництва. Ущільнення водонасичених глинистих грунтів залежить від їх фільтраційних властивостей і можливе тільки після відтиснення порової води. В таких грунтах процес ущільнення може тривати десятки років. Для визначення осідання таких грунтів в будь-який період часу використовують теорію фільтраційної консолідації.

7. Перевірка міцності слабкого підстилаючого шару грунту. Перевірку міцності слабкого шару виконують у випадку залягання в межах стисливої товщі шару грунту з більш низькими характеристиками міцності порівняно з грунтом, на який безпосередньо опирається фундамент. Суть такої перевірки зводиться до забезпечення лінійної залежності між деформаціями і напруженнями в слабкому шарі. Для цього перевіряють виконання такої умови

, де (10.21)

- вертикальні напруження під цетром фундаменту відповідно від власної ваги грунту та додаткового навантаження, визначені на верхній межі слабкого шару (рис. 10.12); - розрахунковий опір слабкого шару грунту на глибині від підошви фундаменту, визначається як для умовного фундаменту шириною за такими виразами

для стрічкового фундаменту

(10.22)

для квадратного фундаменту

(10.23)

для прямокутного фундаменту

, де (10.24)

; , де

- відповідно довжина та ширина підошви фундаменту.

 

Тема 11. ПАЛЬОВІ ФУНДАМЕНТИ

Пальові фундаменти складаються з паль і ростверка (рис. 11.1). Ростверк – це збірна чи монолітна, як правило, залізобетонна конструкція, яка забезпечує передачу і рівно-мірний розподіл навантаження від надземних конструкцій на палі. Ростверки бувають низькі, повишені і високі. Низький ростверк розміщується нижче поверхні грунту, повишений – на рівні поверхні грунту, високий - вище поверхні грунту.

Палі - це довгі стержні, які занурюються в грунт у готовому вигляді або виготовляються безпосередньо в грунті. В більшості випадків палі передають навантаження на розміщені нижче надійні шари грунтів

1. Класифікація паль.В діючих нормах (СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты” [25] ст. 3-4) наводиться така класифікація паль:

забивні - занурюються в грунт за допомогою молотів або віброзанурювачів (забивні палі несуть більше ніж бурові);

набивні - виготовляють шляхом бетонування свердловин, утворених примусовим відтисненням грунту в сторони (наприклад, у грунт забивають металеву трубу, виймають її, а утворену свердловину заповнюють бетонною сумішшю);

бурові - виготовляють шляхом бетонування пробурених свердловин або монтують у свердловинах готові залізобетонні елементи;

гвинтові - загвинчуються в грунт за допомогою спеціальних установок;

палі-оболонки - порожнисті круглі елементи діаметром від 1 до 3м.

Забивні палі. За конструктивними особливостями ці палі розділяються таким чином:

за способом армування – з напруженою та ненапруженою арматурою з поперечним армуванням і без та ін.;

за формою поперечного перерізу - квадратні, прямокутні, квадратні з круглою порожниною, круглі з порожниною та ін.;

за формою поздовжнього перерізу – призматичні, пірамідальні, конусні та ін;

за умовами занурення - цільні і з окремих ланок (палі з окремих ланок використовують у тих випадках, коли умови занурення і транспортування не дозволяють використати цільні палі. Елементи цих паль з’єднуються між собою в процесі забивки за допомогою болтів, зварювання та іншими методами);

за конструкцією нижнього кінця - без розширення, з розширенням, порожнисті з відкритим або закритим нижнім кінцем;

палі-колони - надземна частина цих паль є колоною будівлі.

Згідно з прийнятою класифікацією забивні палі розділяються на такі типи:

С - квадратні, призматичні, суцільного перерізу, з поперечним армуванням, цільні і складені; СП - квадратного перерізу з круглою порожниною; СК - круглого перерізу з порожниною; СО - палі-оболонки; - палі-колони.

Прийнято таке позначення марок паль:

тип паль (букви), довжина в дм, розмір сторони (діаметр) в см, потім для попередньо напружених паль - клас арматури, а для ненапружених - номер варіанта армування відповідно до креслень, що наводяться в діючих стандартах Гост19804-91 [6]. Наприклад, С60.35-АV - квадратна призматична паля довжиною 6м з стороною поперечного перерізу 35см з напруженою арматурою класу АV; С60.35-3 - те саме, з ненапруженою арматурою, третій варіант армування.




Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2019 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных