Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях. Расчет оснований и фундаментов: правила вычислений Глубина фундамента на естественном основании

Прочность и устойчивость любого сооружения обеспечивается, прежде всего, прочностью и устойчивостью фундамента, который должен быть заложен на надежном основании.

Основанием называется толща естественных напластований грунтов, непосредственно воспринимающая нагрузку и взаимодействующая с фундаментом возводимого сооружения.

Основания называют естественными , если грунты под подошвой фундамента остаются в естественном состоянии. В случае недостаточной прочности грунтов принимают меры по искусственному их упрочнению. Такие основания называют искусственными . Естественным основанием

могут служить самые разнообразные грунты, слагающие верхнюю часть земной коры. Естественные грунты, используемые в качестве естественных оснований, подразделяют на четыре вида: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Несущая способность глинистого грунта в большой степени зависит от влажности. Несущая способность сухих глин довольно высокая и такие грунты могут служить хорошим основанием, при увеличении влажности их несущая способность значительно падает.

Супеси и мелкозернистые пески при разжижении водой становятся я настолько подвижными, что текут, как жидкость, и называются плывунами.

Возведение зданий на таких грунтах связано со значительными трудностями.

К глинистым грунтам относятся также лёссы , которые при замачивании водой обладают просадочными свойствами или набухают. Использование так их грунтов в качестве оснований требует применения специальных мер.

Помимо перечисленных видов встречаются также грунты с органическими примесями (растительный грунт, торф, болотистый грунт и др.), многолетнемерзлые и насыпные грунты. Грунты с органическими примесями в качестве естественных оснований не применяют, так как они неоднородны по своему составу, рыхлы, обладают значительной и неравномерной сжимаемостью. Насыпные грунты также неоднородны по составу и сжимаемости и их использование в качестве оснований требует особых обоснований.

Упрочнение грунтов путем поверхностного ил и глубинного их уплот- нения осуществляется трамбованием пневматическими трамбовками с втрамбовыванием щебня ил и гравия. Уплотнение трамбовочными плитам и массой 1 т и более, которые сбрасывают с высоты 3–4 м, доходит до глубины 2–2,5 м. Для уплотнения больших площадей применяют укатку грунта тяжелыми катками.

Песчаные и пылеватые грунты хорошо уплотняют вибрированием специальным и поверхностными вибраторам и, такое уплотнение осуществляется значительно быстрее, чем при трамбовании.

Глубинное уплотнение грунта осуществляют применением песчаных или грунтовых свай. Предварительно вибропогружателем вводят в грунт инвентарные стальные трубы диаметром 400–500 мм с остроконечным раскрывающимся стальным башмаком на конце. Погруженные на необходимую глубину трубы заполняют песком и затем извлекают с вибрированием. При таком извлечении песок уплотняется и хорошо заполняет скважину.

Закрепление слабого грунта основания (его упрочнение) достигается также применением тампонажа (цементации, силикатизации и битумизации).

Фундаментом (рис. 1.1) называется подземная часть сооружения, возводимая на естественных ил и искусственных основаниях и служащая для передач и нагрузок от сооружений на основания. Конструктивная форма фундамента позволяет обеспечить бол ее равномерное распределение давления от сооружения на грунт.

Верхняя граница между фундаментом и наземной частью сооружения так же, как и границы между отдельным и уступами фундамента, называется обрезом фундамента . Нижняя плоскость фундамента, опирающаяся на грунт, называется подошвой фундамента. Расстояние от уровня земли около законченного здания (отметка планировки) до подошвы называется глубиной заложения фундамента.

Перед началом строительства дома по выполняют необходимый расчет оснований фундаментов.

Для определения прочности самого фундамента необходимо также выполнить соответствующие вычисления.

Поскольку имеется несколько типов несущего основания и достаточно много видов естественных грунтов, то приведенные примеры расчета оснований и фундаментов не охватывают всего этого многообразия. Если не требуется дополнительных инженерных работ по укреплению почвы, сооружают фундаменты на естественном основании, для которых существуют специальные методы вычисления.

Характеристика естественных оснований

В распоряжение строителя природа предоставляет грунт как естественное основание. Тип фундамента определяет дополнительно ряд факторов: геологическое строение, глубина залегания подземных вод, глубина промерзания и др. Характер нагрузок также оказывает влияние, но для частного домовладения надо ориентироваться на постоянную нагрузку. В то же время нельзя исключить вероятность того, что сосед начнет рядом строить дом на забивных сваях.

Естественным фундаментом являются скальные грунты (гранит, известняк, кварциты и др.), которые являются водонепроницаемыми и надежными для любых сооружений. Аналогичные характеристики присущи и крупноблочным грунтам, которые образовались из скальных пород в результате их разрушения. Это щебень, гравий, галька. Они состоят из частиц, размеры которых превышают 2 мм. Их надежность существенно зависит от присутствия подземных вод.

Горные породы, измельченные до размеров 0,1-2 мм, называют песками. Пески с размером частиц 0,25-2 мм практически не вспучиваются в зимних условиях и поэтому не воздействуют на фундамент. Надежность песчаного основания зависит от мощности слоя песка и от воздействия на него грунтовых вод.

В глинистых грунтах содержатся частицы, размеры которых не превышают 0,005 мм. По содержанию глины их делят на:

• супесь: содержание глины от 3 до 10%;
• суглинок: содержание глины от 10 до 30%;
• лессы: являются пылеватым суглинком.

Наиболее прочным основанием является глина. На таком основании, если глина сухая, можно сооружать массивные здания.

Несущая способность всех перечисленных видов естественных оснований сильно зависит от влажности. А влажные лессовые грунты еще и уплотняются под воздействием веса сооружения, сильно проседая.

В качестве оснований непригодны некоторые супеси, способные от избытка влаги превратиться в плывуны, а также растительный грунт, торф, ил и насыпные грунты. На таких почвах строительство возможно после их предварительного уплотнения.

Вернуться к оглавлению

Расчет основания по несущей способности

Изображение 1. Механика грунтов.

Под следует понимать предельную нагрузку, которую он может выдержать без разрушения. На Изображении 1 показаны случаи, требующие выполнения , которая обеспечит их собственную устойчивость и не допустит смещения фундамента основания по его подошве.

Необходимо перечислить случаи, показанные на Изображении 1, и определиться с теми, которые могут относиться к частному домостроению.

а) На сооружение действует горизонтальная сила. Такой расчет может потребоваться, если на подворье будут устанавливать вышку для генератора, работающего под действием силы ветра.

б) Предполагает при наличии подпорной стены, на которую могут действовать горизонтальные силы, возникающие от собственного веса грунта.

в), г) Сооружение находится на откосе или близко к его краю.

д) Основанием является глинистый грунт, степень влажности которого S τ = 0,5. На него действует вес дома. Это реально возможные ситуации.

е) Рассчитывают несущую способность для определения, насколько устойчив естественный склон.

Кроме указанных случаев такой расчет фундаментов необходим, если дом построен на скальных грунтах или на фундамент могут действовать выталкивающие силы.

Чтобы несущая способность грунта обеспечивала надежность построенного на нем сооружения, необходимо проверить условие (1):

F≤γ c ·F u /γ n , (1)

где F — нагрузка от всего сооружения с учетом всех систем жизнеобеспечения, передаваемая на основание фундаментом, кг;
F u — противодействующая сила основания, кг;
γ c — коэффициент, зависящий от типа грунта (см. таблицу №1);
γ n — коэффициент надежности, устанавливается в зависимости от класса сооружения: γ n =1,2; 1,15; 1,1 для сооружений I, II, и III классов, соответственно.

Таблица № 1.

Вернуться к оглавлению

Примеры расчета оснований и фундаментов

В качестве примера можно рассмотреть случай под буквой «д»: фундамент, основание которого опирается на глинистый грунт.
Для определения его противодействия, F u , необходимо знать несущую способность грунтов (см. Таблицу 1) и площадь S ф, на которую опирается фундамент сооружения. К примеру, его ширина d = 0,5 м, а здание имеет размеры 8×10 м.

Внутри здания, посредине, имеется одна несущая стена. Обычно фундамент на естественном основании имеет прямоугольное сечение. Определение площади подошвы необходимо выполнять исходя из положения, что его размеры в сечении должны быть одинаковыми. Тогда значение площади будет равно:

S ф = (10×2+7×3)×0,5=20,5 м² =20,5·10 4 см ² .

Несущая способность сухой глины средней плотности составляет 2,5 кг/см² (см. Таблицу 1). По величине и несущей способности грунта можно определить противодействующую силу.

F u =[σ]·S ф = 2,5·20,5·10 4 =51,25·10 4 кг=512,5 т.

Следует определить вес здания III класса (γ n =1,1) для глины (γ c =0,9):

F≤γ c ·F u /γ n = 0,9·512,5 /1,1=419 т.

Следовательно, если вес сооружения F будет меньше 419 т, то несущая способность грунта обеспечит его надежность. Иначе придется прибегнуть к увеличению площади подошвы фундамента, сделав его сечение не прямоугольным, а трапецеидальным. Увеличение одной только площади подошвы существенно сокращает количество материала.

Расчет по несущей способности для сооружений, расположенных на откосе или недалеко от него, намного сложнее.

Вернуться к оглавлению

Расчет фундамента на естественном основании по деформациям

Строения в процессе эксплуатации деформируются, и причиной этому могут быть вертикальные деформации оснований, на которых они построены. Такие деформации разделяют на осадки и просадки.

Коренное изменение сложившегося строения грунта называют просадкой. Причиной просадки может быть уплотнение почвы при замачивании. Рыхлый грунт может уплотниться при сотрясении. Иногда он начинает выпирать из-под подошвы фундамента. Таких изменений фундаментов по деформациям допускать нельзя. Вероятность их появления необходимо установить до начала строительства.

Если происходит уплотнение прочных грунтов из-за веса строения, в результате чего происходит , такую деформацию оснований называют осадкой. Как правило, в результате осадки в элементах здания трещины не появляются. Если грунт оседает по-разному под каждой из частей здания, это и может явиться причиной появления трещин в отдельных элементах его конструкции.

Причиной неравномерности осадки грунта могут быть:

• разница плотностей и как следствие, неодинаковая их сжимаемость;
• разное расширение его слоев в результате сезонных промерзаний и оттаиваний;
• неодинаковая мощность пластов;
• различные нагрузки на грунт со стороны строения, что приводит его к разным напряженным состояниям.

Существуют две причины, из-за которых необходимо выполнять расчет оснований по деформациям. Одной из них являются близко стоящие от строительства сооружения, существенно отличающиеся по весу.

Фундаменты на естественном основании. Область применения, конструктивные особенности, классификация. Инженерно-геологические изыскания и их оценка. Принципы проектирования.

Фундаменты – это подземная или подводная часть сооружения, воспринимающая нагрузки от вышерасположенных конструкций и передающая их на основания.

Фундаменты можно разделить на разновидности: фундаменты мелкого заложения на естественном основании, свайные фундаменты и фундаменты глубокого заложения .

Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях.

Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях называют такие фундаменты, которые сооружают в открытых котлованах глубиной не менее 5-6 м. Основное требование к фундаментам - их достаточная прочность , долговечность , морозостойкость , стойкость против агрессивного воздействия подземных вод .

Фундамент должен иметь такие размеры, чтобы среднее давление по подошве (под подошвой) фундамента не превосходило расчетного сопротивления грунта основания. Кроме того, расчетные значения абсолютных осадок и разностей осадок между отдельными фундаментами одного сооружения не должны превосходить установленных нормами проектирования предельных значений.

Для устройства фундаментов используют железобетон , бетон , бутобетон , бутовую кладку , иногда – цементогрунт .

Разновидности фундаментов мелкого заложения:

1) отдельные фундаменты под колонны в сочетании с фундаментными балками (рандбалками);

2) столбчатые фундаменты под кирпичные стены ;

3) ленточные фундаменты под кирпичные стены (непрерывные);

4) ленточные фундаментыпод колонны ;

5) фундаменты из перекрестных лент под колонны ;

6) фундаменты в виде сплошной плиты ;

7) массивные фундаменты.

1). Отдельные фундаменты под колонны в сочетании с фундаментными балками (рандбалками) применяются обычно в промышленных зданиях при не слишком больших нагрузках на грунт, достаточно прочных имало сжимаемых грунтах, гибкой схеме работы надземной части здания, когда колонна и ригели или колонна и ферма соединены шарнирно.

Различаются способом крепления фундамента с колонной.

Чаще всего:

а) замоноличивание (мелкие колонны) (рисунок 1:1).

Рисунок 1.1. 1 – бетон на мелком заполнителе не ниже класса бетона самого фундамента (не ниже В20); 2 – стакан;

б) большие колонны – без стакана, жесткий стык – сварка и стык замоноличивается бетоном.

Рисунок 1.2.

2). Отдельные фундаменты под кирпичную стену (бесстаканные , столбчатые ). Применяются для малоэтажных зданий, при хороших грунтовых условиях, как правило, для частного индивидуального строительства.

Рисунок 1.3. Отдельный фундамент под кирпичную стену (бесстаканный, столбчатый)

Рисунок 1.4. Поперечные сечения столбчатых фундаментов

3). Ленточные фундаменты под кирпичные стены .

Ленточные фундаменты иногда называют непрерывными. Применяются при равномерной нагрузке от стен на грунт и постоянных вдоль стены грунтовых условиях (условие плоской деформации (l/b ≥ 10).

Изменение размеров глубины заложения возможно только на отдельных участках ограниченной длины. Участки, имеющие разные размеры фундаментов, отделяются осадочными швами .

Применяются при значительных нагрузках и достаточно слабых грунтах. Несущественно изменяют жесткость сооружения. Почти не работают на изгиб в продольном направлении (при большой жесткости стен).

Рисунок 1.5. Сборный ленточный фундамент под стену

Рисунок 1.6. Ленточные фундаменты:

а - монолитный; б - сборный сплошной; в - сборный прерывистый;

1- армированная лента; 2 - фундаментная стена; 3 - стена здания; 4- фундаментная подушка; 5 - стеновой блок

Рисунок 1.8. Конструкции фундаментных плит:

а - сплошная; б - ребристая; в – с угловыми вырезами

4) Ленточные фундаментыпод колонны .

Применяются при шаге колонн не более 6 м и при наличии слабых грунтов.

Уменьшают неравномерности осадки отдельных колонн.

5) Перекрёстные ленточные фундаменты под колонны. Применяется при малом шаге колонн, при больших нагрузках и слабых грунтах. Перекрестные ленты позволяют выравнивать осадку не только отдельных колонн в ряду, но и здания в целом.

Рисунок 1.9. Перекрёстные ленточные фундаменты под колонны

6). Сплошной плитный (гладкий) фундамент. Фундаменты в виде сплошной плиты, как под колонны, так и под кирпичные стены устраивают под всем сооружением или его частью в виде железобетонных плит под сетку колонн и стен. Такие фундаменты работают на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях, имеют небольшую равномерную осадку, им не страшно подтопление поверхностными водами, а также они защищают подвальные части здания. Размеры таких фундаментов обусловлены размерами сооружения в плане.

Рисунок 1.10. Сплошной плитный (гладкий) фундамент под колонны

Рисунок 1.11. Сплошной плитный (гладкий) фундамент

Рисунок 1.12. Фундамент в виде сплошной плиты

Рисунок 1.13. Плитные фундаменты со сборными стаканами

Рисунок 1.14. Плитный фундамент с монолитными стаканами

Рисунок 1.15. Плитный ребристый фундамент

Рисунок 1.16. Сплошной фундамент под группу колонн

Рисунок 1.17. Сплошной коробчатый фундамент

7) Массивные фундаменты - это фундаменты массивных сооружений с массивной подземной частью (фундаменты плотин, мостовых опор, доменных печей, дымовых труб, под машинное оборудование с динамическими нагрузками). Они создают большую инерцию, препятствуют колебаниям, уменьшают амплитуду, скорость, ускорение колебаний и т.д.

Рисунок 1.18. Массивный фундамент под доменную печь

Рисунок 1.19.Фундамент доменной плиты

Рисунок 1.20. Основания под печи, располагаемые в нижнем этаже здания:

а - у каменных стен здания; б - в проемах стен на уширении их фундаментов 1 - печь; 2 - гидроизоляция; 3 - предтопочный стальной лист; 4 - деревянный пол; 5 - кирпичный бутовый или бетонный фундамент; 6 - песок; 7 - открытая отступка; 8 - кирпичная стена; 9 - заделка раствором; 10 - перемычки стены; 11 - глухая разделка толщиной в полкирпича

По способу устройства фундаментов в котловане различают монолитные и сборные .

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

и гражданское строительство

Санкт-Петербург

Основания и фундаменты:

Основания и фундаменты

Редактор А. В. Афанасьева

Общие положения

«Основания и фундаменты» геотехнических наук, включающих инженерную геологию и механику грунтов.

«Основания и фундаменты».

Введение

И фундаментов

Свайные фундаменты

Искусственно улучшенные основания

Проектирование и устройство грунтовых и песчаных подушек. Поверхностное уплотнение грунтов. Глубинное уплотнение песков динамическими воздействиями, песчаными сваями и др. Уплотнение грунтов статической нагрузкой, водопонижением. Область применения методов. Закрепление грунтов (цементация, силикатизация, электрохимическое закрепление, смолизация, термический метод, армирование грунта, метод гидроразрыва, метод струйной технологии).

Крепление стен и осушение котлованов при устройстве фундаментов

Назначение и способы креплений. Распорные крепления. Шпун-товые стенки. Искусственное замораживание грунтов. «Стена в грунте». Область применения способов.

Водоотлив. Открытый водоотлив в различных грунтовых условиях. Искусственное понижение уровня грунтовых вод и область его применения (иглофильтры, глубинные насосы, противофильтрационные завесы).

Методические указания по изучению

Теоретического курса

Приступая к изучению теоретического материала, следует прежде всего ознакомиться с программой дисциплины.

Теоретический материал представлен в основной литературе, и в зависимости от имеющегося учебника и с учетом программы следует выбрать материал, подлежащий изучению.

В результате изучения дисциплины «Основания и фундаменты» студент должен знать :

состав и объем инженерно-геологических исследований для промышленного и гражданского строительства;

принципы проектирования фундаментов;

расчеты и конструкции фундаментов мелкого заложения;

расчеты и конструкции свайных фундаментов;

методы искусственного улучшения свойств грунтов;

способы устройства котлованов и фундаментов глубокого заложения;

методы водопонижения в грунтах;

особенности проектирования фундаментов на структурно-неус-тойчивых грунтах и в особых условиях;

устройство фундаментов при реконструкции предприятий и зданий, методы усиления оснований и фундаментов;

уметь :

оценить инженерно-геологические условия строительной площадки; правильно выбрать способ производства работ, обеспечивающий сохранность естественной структуры грунтов основания;

проектировать основания и фундаменты зданий и сооружений по предельным состояниям на основе вариантности решений;

рассчитывать устойчивость откосов и определять давление грунта на подпорные стенки;

понимать :

задачи курса и перспективы развития разделов данной науки;

особенности расчета фундаментов различных типов;

методы устройства подземных сооружений, в том числе объектов гражданской обороны;

особенности работы оснований и фундаментов глубокого заложения;

вопросы проектирования и конструирования фундаментов при динамических воздействиях.

Изучение дисциплины «Основания и фундаменты» базируется на следующих ранее изучавшихся курсах: инженерная геология, сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности, гидравлика, строительная механика, строительные конструкции, технология строительного производства, охрана труда, экономика строительства.

Задание на курсовое проектирование

Выбор задания производится в соответствии с двумя последними цифрами студента.

Схема сооружения . Вариант схемы сооружения (рис. 1-10) при-нимается по предпоследней цифре шифра: нечетные вариант размеров и нагрузок - для студентов, у которых последняя цифра шифра нечетная, четный - если последняя цифра шифра четная или ноль. Усилия по верхнему обрезу каждого рассчитываемого фундамента, обозначенного номером на плане сооружения, приведены в табл. 1 приложения.

Геологические условия . Номер геологических условий прини-мается по последней цифре шифра по рис. 11-15. При этом номер пласта без скобок принимается для шифра, оканчивающегося цифрами от 0 до 4, в скобках - для шифров, оканчивающихся цифрами от 5 до 9. Расчетные показатели физико-механических свойств грунтов указаны в табл. 2 приложения.

Пример. Шифр студента ПГС - 02-138. Номер схемы сооружения - 3 (ремонтный цех). Размеры и нагрузки - по четному варианту. Вариант геологических условий - 8. Из геологических разрезов принимаем номера грунтов в скобках, т. е. по табл. 2: песок пылеватый -16, глина - 3 и суглинок - 5.

Состав и объем проекта

Проект должен содержать:

1) оценку инженерно-геологических условий и свойств грунтов, включая определение расчетного сопротивления грунта основания;

2) разработку вариантов (не менее 3) для наиболее нагруженного и характерного фундамента. По каждому варианту необходимо:

а) выбрать и обосновать глубину заложения фундамента, тип фундамента, тип основания;

в) сделать дополнительные расчеты основания, если они требуются (например, расчет песчаной подушки, глубинного уплотнения и т. д.);

д) определить стоимость каждого варианта, сравнить рассмотренные варианты по технико-экономическим показателям и выбрать основной вариант.

Размеры фундаментов в стадии разработки вариантов следует определять по максимальным вертикальным нагрузкам, считая их центрально приложенными;

3) расчет и конструирование всех намеченных на плане здания фундаментов, а при необходимости и искусственных оснований по принятому (основному) варианту с учетом их внецентренного загружения;

4) расчет осадок двух близко расположенных фундаментов для принятого варианта:

а) абсолютных осадок;

б) относительной осадки;

в) сравнение полученных расчетом осадок с предельными, приведенными в СНиП, и решение вопроса о необходимости устройства осадочных швов;

18
защиту подвальных помещений от подземных вод, разработку конструкции гидроизоляции (при наличии подвала и высоком уровне грунтовых вод). В случае устройства внутренней гидроизоляции следует учесть влияние неравномерных осадок на гидроизоляцию и предусмотреть необходимые мероприятия по ее сохранению;

Все необходимые обоснования решений и расчеты должны при-водиться в пояснительной записке в соответствии с заданием, в ука-занной последовательности, с обязательным изображением эскизов, расчетных схем с указанием размеров и привязок.

Чертеж выполняется в карандаше, туши или с использованием программы «Autocad» на листе формата А1 или нескольких листах формата A3. На чертеже приводятся:

а) схематический поперечный разрез сооружения с прорисовкой фундаментов и основания (масштаб 1:200);

б) конструкции рассмотренных вариантов фундамента, совмещенные с геологическим разрезом (масштаб 1:100);

в) план фундаментов всего здания (или план ростверков, если в качестве основного варианта выбран свайный) с размерами и привязкой к осям (масштаб 1:100); свайное поле (масштаб 1:200);

г) сечения фундаментов с отметками, размерами и привязкой к осям (масштаб 1:50);

д) детали устройства осадочных швов, гидроизоляции, фундаментных балок и др.;

е) вариант свайного фундамента (или фундамента на естественном основании, если в качестве основного варианта принят свайный) – план и сечение (масштаб 1:50).

Пояснения о принятых материалах и их марках, о подготовке под фундамент, особенностях производства работ и прочем приводятся на листе ватмана в виде перечня технических требований.

Приложения

Приложение 1

Усилия на обрезе фундамента от расчетных нагрузок в наиболее невыгодных сочетаниях

№ схемы. Сооружение	Вариант	Номер фунда- мента	1-е сочетание	2-е сочетание
N 0II , кН	M 0II , кН. м	T 0II , кН	N 0II , кН	M 0II , кН. м	T 0II , кН
	2
Схема 1. Химический корпус	Четный. l = 6м			-24	-		-29	-
			-		-52	-
		-45	-			-
		-122	-		-146	-
5*		-184			-220	-
Нечетный. l = 9м. Подвал в осях А-Б	I		-21	-		-26	-
			-		-69	-
		-58	-			-
4*		-84	-		-120	-
		-260	-		-314	-
Схема 2. Фабричной корпус	Четный. l = 9м			-140	-20		-178
		±90			±144
			-			-
Нечетный. l =12м. Подвал в осях А-Б			-170	-40		-200	-60
		±150	±32		±204	-30
			-			-
Схема 3. Ремонтный цех	Четный				-		-52	-
		-	-		-	-
		±84			±100	-
		-220	-10			-14
5*		-200	-12		-240	-17
Нечетный. Подвал в осях А-Б			-52	-		-64	-
2*		-	-		-	-
		±120	-		±140	-
		-300	-20		-340	-26
			-18		-260	-14
Схема 4. Котельная	Четный. l 1 = 4 м; l 2 = 6 м			-290	-12		-	-
2*					-	-
		-	-		-	-
4*		-	-		-	-
		-180	-		-220	-10

32
Продолжение прил. 1

Схема 4. Котельная	Нечетный. l 1 = 3 м; l 2 = 5 м			-260	-12		-300	-36
			-
3*		-	-		-	-
		-	-		-	-
5*		-140	-		-158	-29
Схема 5. Эксперимен- тальный цех	Четный. l = 12 м	1* 3*		- -50 - -	- -10 - -		- -62 - -	- -12 - - д
Нечетный. l =18м. Подвал в осях 4-6			-	-		-	-
		-	-		-	-
			-10			-12
5*		_	-		-	-
6*		-	-		-	-
Схема 6. Жилой дом	Четный. 7 этажей			-	-		-	-
		-	-		-	-
		-	-		-	-
4*		-	-		-	-
		-	-		-	-
6*		-	-		-	-
Нечетный. 10 этажей			-	-		-	-
		-	-		-	-
		-	-		-	-
		-	-		-	-
5*		-	-		-	-
6*		-	-		-	-
Схема 7. Механический цех	Четный. l 1 = 24 м; l 2 = 12 м			-320	-21
					-260	-19
		±100	±12		±130	±12
			-			-
Нечетный. l 1 = 18 м; l 2 = 9 м Канал у оси А			-260	-10
			до		>-200	-8
		-	-		-	-
		-180	-			-

Окончание прил. 1

Схема 8. Сварочный цех	Четный. l = 21 м			-240	-30
						-26
		-	-		-	-
		-30	-			-
5*					-52	-6
Нечетный. l =18 м	1*		-190	-20
			-		-100	-20
		-	-		-	-
			-			-
		-60	-6
Схема 9. Силосный корпус	Четный. l 1 = 12 м l 2 = 6 м			- - - -	- - - -		±320 - - -	±150 - - -
Нечетный. l 1 = 10 м l 2 = 5 м			- - - -	- - - -		±270 - - -	±130 - - -
Схема 10. Монтажный цех	Четный. l = 15 м			-520	-30 - - -			- -38 - - -62
2*		-		-
				-150
		-		-
	160 910		180 810	-400
Нечетный. l =12м			-400	-20
		-	-		-	-
					-420	-30
4*		-	-		-	-
		-	-		-	-
6*			-		-300	-50

Примечания: 1. В таблице заданы расчетные усилия для расчета по деформациям. Расчетные усилия для расчета по несущей способности и прочности определяются путем умножения заданных усилий на осредненный коэффициент перегрузки п = 1,2. Усилия на ленточные фундаменты даны на 1 м их длины.

2. Знаки усилий: положительное направление поперечной силы - слева направо, момента - по часовой стрелке, при этом положение фундамента - по разрезу на схеме здания.

3. Для фундаментов, у которых номера со звездочками, достаточно определить только размеры в плане, найдя площадь подошвы по формуле

F = N / (R – γ ср h).

4. Величина R принимается уже вычисленной для наименее загруженного фунда­мента с номером без звездочки.

Приложение 3

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Методические указания по изучению дисциплины

и выполнению курсового проекта для студентов

специальности 290300 - промышленное

и гражданское строительство

Санкт-Петербург

Основания и фундаменты: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсового проекта для студентов специальности 290300 - промышленное и гражданское строительство / СПб. гос. арх.-строит. ун-т; Сост.: В. Д. Карлов, Р. А. Мангушев. СПб., 2003. 40 с.

Приводятся содержание дисциплины «Основания и фундаменты», список литературы по изучению дисциплины, выбор задания на разработку курсового проекта, порядок и последовательность работы над проектом.

Табл. 3. Ил. 15. Библ.: 13 назв.

Рецензент д-р техн. наук, проф, И. И. Сахаров

Основания и фундаменты

Составители: Карлов Владислав Дмитриевич, Мангушев Рашид Александрович

Редактор А. В. Афанасьева

Компьютерная верстка А. М. Николаевой

Подписано к печати 15.09.2003. Формат 60x84 7 16 . Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,5. Уч.-изд. л. 2,75. Тираж 500 экз. Заказ 205. «С» 51.

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4.

Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 5.

Общие положения

В соответствии со стандартом специальности, учебными планами и типовыми программами дисциплина «Основания и фундаменты» изучается на VIII и IX семестрах и предваряется теоретической подготовкой по другим дисциплинам, входящим в цикл геотехнических наук, включающих инженерную геологию и механику грунтов.

Во время изучения дисциплины «Основания и фундаменты» студент должен освоить теоретический курс, выполнить курсовой проект, сдать экзамен по дисциплине.

Основной теоретический материал для студентов очной формы обучения излагается на лекциях, а около 20 % прорабатывается студентами самостоятельно. На практических занятиях теоретический материал закрепляется путем решения задач и выполнения контрольных работ.

В процессе курсового проектирования приобретаются навыки самостоятельного выполнения расчетов, конструирования фундаментов, проведения технико-экономических сопоставлений их вариантов.

Теоретический материал необходимо изучать в соответствии с действующей программой дисциплины «Основания и фундаменты».

Введение

Основные понятия и определения. Требования к основаниям и фундаментам. Роль отечественной и зарубежной науки и техники в развитии дисциплины. Современное состояние фундаментостроения и перспективы развития. Основные задачи изучения курса.

1. Принципы проектирования оснований

И фундаментов

Предельные состояния оснований сооружений. Принципы проектирования. Основные типы сооружений по жесткости. Формы деформаций и смещений сооружений (осадки уплотнения, разуплотнения, выпирания, расструктуривания до и в период эксплуатации сооружений). Понижение чувствительности зданий к неравномерным осадкам. Взаимосвязь проектирования и возведения фундаментов.

Фундаменты на естественном основании

Выбор глубины заложения подошвы фундамента в зависимости от инженерно-геологических условий, климатических условий района строительства, конструктивных особенностей сооружения и других факторов.

Назначение фундаментов. Типы фундаментов. Материал для фундаментов. Конструкции сборных и монолитных фундаментов.

Гидроизоляция. Гидроизоляция подвальных помещений. Дренаж. Защита фундаментов от агрессивных вод.

Проектирование оснований и фундаментов. Расчеты оснований по деформациям и несущей способности. Порядок расчета оснований и фундаментов. Расчет центрально- и внецентренно-нагруженных жестких фундаментов. Расчет фундамента при действии горизонтальной нагрузки.

Гибкие фундаменты. Понятие о гибких фундаментах. Расчетные модели оснований. Область применения расчетных методов.

Свайные фундаменты

Типы свай и виды свайных фундаментов. Ростверки. Сваи, по-гружаемые в грунт в готовом виде. Сваи, изготавливаемые в грунте. Явления, происходящие в грунте при погружении свай и изготовлении набивных свай. Работа одиночной сваи и сваи в кусте.

Определение несущей способности свай-стоек и свай трения (висячих) расчетом по СНиП 2.02.03-85. Практические методы определения несущей способности свай (испытанием статической нагрузкой, динамический метод, статическим и динамическим зондированием).

Проектирование свайных фундаментов. Последовательность расчета центрально- и внецентренно-нагруженных свай фундаментов. Расчет свайных фундаментов при действии горизонтальных нагрузок. Расчет осадок свайных фундаментов.

Фундаменты на естественном основании различаются: по конструкции - на отдельные, ленточные, сплошные и массивные; по материалу - на бетонные и железобетонные (сборные и монолитные), кирпичные, бутовые, из пиленого камня и др.; по назначению - на фундаменты под здания (жилые, промышленные и т. п.), сооружения, оборудование.

Отдельные фундаменты представляют собой столбы с развитой опорной частью, передающие на грунт сосредоточенные нагрузки от колонн, углов зданий, опор рам, балок, ферм, арок и других элементов. Для установки колонн в верхней части отдельных фундаментов устраиваются углубления - «стаканы». Такие фундаменты принято называть отдельными стаканного типа.

Ленточные фундаменты применяются для передачи нагрузки от протяженных элементов строительных конструкций - стен зданий, сооружений, опорных рам оборудования и т.п. По расположению в плане они различаются на перекрещивающиеся и параллельные.

Сплошные фундаменты сооружаются под всей площадью здания. По конструктивным решениям они разделяются на плитные и коробчатые. Плитные фундаменты в свою очередь могут быть ребристыми (кессонными) и гладкими.

Массивные фундаменты устраиваются под башни, мачты, колонны, тяжело нагруженные опоры искусственных сооружений (мостовые опоры), под машины, станки и другое оборудование.

Классификация фундаментов на естественном основании по конструкции приведена на рис. IV-1, а по применяемым материалам - в табл. IV-1.

Рис. IV-1.

Таблица IV-1

Классификация фундаментов на естественном основании по применяемым материалам

Тип фундамента	Материал
	бетон и железобетон		бут	кирпич	пиленый камень
	сборный	монолитный
1. Отдельные: Бесстаканные Стаканные 2. Ленточный 3. Сплошной 4. Массивный	+ + + – –	+ + + + +	+ – + – +	+ – + – +	+ – + – +
Примечание. Знаком + отмечены материалы, применяемые для перечисленных фундаментов.