Фундаменты и их конструктивные решения

Фундаменты являются важным кон­структивным элементом здания, воспри­нимающим нагрузку от надземных его частей и передающим ее па основание. Фундаменты должны удовлетворять требованиям прочности, устойчивости, долговечности, технологичности уст­ройства и экономичности.

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственного соприкасающаяся с основанием, - подошвой фундамента.

Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называется глубиной заложения фундамента,которая должна соответствовать глубине залегания слоя основания. При этом необходимо также учитывать глу­бину промерзания грунта (рис. 4.3). Если основание состоит из влажного мелкозернистого грунта (песка мелкого или пылеватого, супеси, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерза­ния грунта. На рис. 4.3 приведены изо­линии нормативных глубин промерза­ния суглинистых грунтов.

Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта; ее назначают не менее 0,5 м от уровня земли или пола подвала.

 

В непучинистых грунтах (крупнооб­ломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) глуби­на заложения фундаментов также не зависит от глубины промерзания, одна­ко она должна быть не менее 0,5 м, счи­тая от природного уровня грунта, при планировке подсыпкой и от планировочной отметки при планировке участка срезкой.

По конструктивной схеме фундамен­ты могут быть: ленточные, располагае­мые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн (рис. 4.4, а, б); столбчатые, устраивае­мые под отдельно стоящие опоры (ко­лонны или столбы), а в ряде случаев и под стены (рис. 4.4, в, г); сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших наврузках на степы или от­дельные опоры, а также недостаточно прочных грунтах в основании (рис. 4.4, д, е); свайные в виде отдельных погруженных в грунт стержней с целью передачи через них на основание нагрузок от здания (рис. 4.4, ж).

 

 

По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жест­кие, материал которых работает пре­имущественно на сжатие и в которых не возникают, деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб. Для устройства жестких фун­даментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бетона. Для гибких фун­даментов применяют в основном желе­зобетон.

Ленточные фундаменты. По очертанию в профиле ленточный фун­дамент под стену в простейшем слу­чае представляет собой прямоугольник (рис. 4.5, а). Его ширину устанавлива­ют немного больше толщины стены, предусматривая с каждой стороны не­большие уступы по 50—150 мм. Одна­ко прямоугольное сечение фундамента на высоте допустимо лишь при неболь­ших нагрузках на фундамент и доста­точно высокой несущей способности грунта.

Чаще всего для передачи давления на грунт и обеспечения его необходи­мой несущей способности необходимо увеличивать площадь подошвы фунда­мента путем ее уширения. Теорети­ческой формой сечения фундамента в этом случае является трапеция (рис. 4.5,6), где угол, а определяет рас­пространение давления и принимается для бутовой кладки и бутобетона от 27 до 33°, для бетона 45°. Устройство та­ких трапецеидальных фундаментов свя­зано с определенными трудозатратами, поэтому практически такие фундамен­ты в зависимости от расчетной шири­ны подошвы выполняются прямоуголь­ными или ступенчатой формы (рис. 4.5, в, г) с соблюдением правила, чтобы габариты фундамента не выхо­дили за пределы его теоретической формы. Размеры ступеней по ширине (а) принимаются не более 20—25 см, а по высоте (с) — соответственно не менее 40—50 см.

По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные.

Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. На рис. 4.6 показан лен­точный фундамент из бутового камня и бутобетона. Ширина бутовых фунда­ментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м — из бутовой плиты. Высота ступеней в бу­товых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ширина — от 0,15 до 0,25 м.

Устройство монолитных бутобетонных, бетонных и железобетонных фун­даментов требует проведения опалубоч­ных работ. Кладку бутовых фундамен­тов производят на сложном или цемент­ном растворе с обязательной перевяз­кой (несовпадением) вертикальных швов (промежутков между камнями, за­полняемых раствором).

Бутобетонные фундаменты состоят из бетона кл. не ниже В5 с включени­ем в его толщу (в целях экономии бе­тона) отдельных кусков бутового кам­ня. Размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фундамента.

Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного ин­дустриального строительства, а для их устройства трудно механизировать ра­боты. Бутовые и бутобетонные фунда­менты являются весьма трудоемкими при возведении и поэтому применяются в основном в районах, где бутовый ка­мень является местным материалом.

Более эффективными являются бетон­ные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготов­ления (рис. 4.7), которые в настоящее время имеют наибольшее распростра­нение. При их устройстве трудовые за­траты на строительстве уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева.

Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных бло­ков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укла­дываются непосредственно на основа­ние при песчаных грунтах или на пес­чаную подготовку толщиной 100—150 мм, которая должна быть тщатель­но утрамбована.

Фундаментные бетонные блоки укла­дываются на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, тол­щина которых принимается равной 20 мм (рис. 4.7, 4.8). Вертикальные ко­лодцы, образующиеся торцами блоков, тщательно заполняются раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечивается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диа­метром 6—10 мм (рис. 4.9).

 

Блоки-подушки изготовляют толщиной 300 и 400 мм и шириной от 1000 до 2800 м а блоки-стенки — шириной 300, 400, 5U0 и 600 мм, высотой 580 и длиной 780 и 2380 мм.

В практике строительства применяют также сборные фундаментные блоки, имеющие толщину 380 мм при толщине надземных стен 510 и 640 мм (рис. 4.10, а). При такой конструкции прочность материала фундамента ис­пользуется полнее и в результате по­лучается экономия бетона.

Этой же цели соответствует устройство так называемых прерывистых фун­даментов (рис. 4.10,6), в которых бло­ки-подушки укладывают на расстоянии 0,3—0,5 м друг от друга. Промежутки между ними заполняют песком.

Строительство крупнопанельных зда­ний и зданий из объемных блоков по­требовало разработки новых конструк­тивных решений фундаментов. На рис. 4.10, в показан фундамент из крупноразмерных элементов для жило­го дома с поперечными несущими сте­нами и подвалом. Фундамент состоит из железобетонной плиты толщиной 300 мм и длиной 3,5 м и установлен­ных па них панелей, представляющих собой сквозные без раскосные железобе­тонные формы, имеющие толщину 240 мм и высоту, равную высоте под­вального помещения. Соединяются эле­менты между собой с помощью сварки закладных стальных деталей.

При строительстве зданий на участ­ках со значительными уклонами фунда­менты стен выполняют с продольными уступами (рис. 4.11). Высота уступов должна быть не более 0,5 м, а дли­на — не менее 1,0 м. Этим же правилом пользуются при устройстве перехода фундаментов внутренних степ к фунда­ментам наружных при разных глубинах их заложения.

Если необходимо обеспечить незави­симую осадку двух смежных участков здания (например, при их разной этаж­ности), то при устройстве ленточных монолитных фундаментов в их теле уст­раивают сквозные, разъединяющие фун­дамент зазоры. С этой целью в зазоры вставляют доски, обернутые толем. В подвальных зданиях доски с наруж­ной стороны вынимают, и швы в этих местах заполняют битумом. Если фун­даменты сборные, то для обеспечения необходимого зазора блоки укладывают так, чтобы вертикальные швы совпа­дали.

В местах пропуска различных трубо­проводов (водопровода, канализации и др.) в монолитных фундаментах за­ранее предусматриваются соответствую­щие отверстия, а в сборных между бло­ками — необходимые зазоры с после­дующей их заделкой.

Столбчатые фундаменты.

При небольших нагрузках на фунда­мент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены ма­лоэтажных домов без подвалов целесо­образно заменять столбчатыми. Фунда­ментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железо­бетонными (рис. 4.12, а). Расстояние между осями фундаментных столбов принимают 2,5—3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может со­ставлять и 6 м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в мес­тах пересечения и примыкания стен и под простенками. Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных — 0,6×0,6 м; бетонных — 0,4×0,4 м.

Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4—5 м), ког­да устраивать ленточный фундамент нецелесообразно из-за большого расхо­да строительных материалов.

Столбы перекрывают железобетонны­ми фундаментными балками. Для пре­дохранения их от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают пес­чаную подсыпку толщиной 0,5—0,6 м. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку вы­полняют из шлака или керамзита.

Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опо­ры зданий. На рис. 4.12, б изображен монолитный бутовый или бетонный фундамент под кирпичную колонну, а на рис. 4.12, в, г — из железобетонных блока-подушки и блока-плиты. Сбор­ные фундаменты под железобетонные колонны могут состоять из одного желе­зобетонного башмака стаканного типа (рис. 4.12, д) или из железобетонных блока-стакана и опорпой плиты под ним (рис. 4.12, е).

Сплошные фундаменты воз­водят в случае, если нагрузка, переда­ваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устра­ивают под всей площадью здания. Для выравнивания перавномерпостей осадки от воздействия нагрузок, передаваемых через колонны каркасных зданий; в двух взаимно перпендикулярных на­правлениях применяют перекрестные ленточные фундаменты (рис. 4.13, а). Их выполняют из монолитного железо­бетона. Если балки достигают значи­тельной ширины, то их целесообразно объединять в сплошную ребристую или безбалочную плиту (рис. 4.13, б, в). При сплошных фундаментах обеспечи­вается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышен­ной этажности. Сплошные фундаменты применяют также в том случае, если пол подвала испытывает значительный подпор грунтовых вод.

В практике строительства под инже­нерные сооружения (телевизионные башни, дымовые трубы и др.) применя­ют сплошные фундаменты коробчатого типа.

 

Свайные фундаменты исполь­зуют при строительстве на слабых сжи­маемых грунтах, а также в тех случа­ях, когда достижение естественного ос­нования экономически или технически нецелесообразно из-за большой глуби­ны его заложения. Кроме того, эти фун­даменты применяют и для зданий, воз­водимых на достаточно прочных грун­тах, если использование свай позволяет получить более экономическое решение.

По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт сваи под­разделяют на сваи-стойки и сваи вися­чие. Сваи, проходящие слабые слои

грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называются сваями-стойками (рис. 4.14,а), а сваи, не до­стигающие прочного грунта и передаю­щие нагрузку на грунт трением, возни­кающим между боковой поверхностью сваи и грунтом, называются висячими (рис. 4.14, б, в).

По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По ма­териалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготов­ляют непосредственно на строительной площадке в грунте.

Железобетонные сваи изготовляют сплошные квадратного (от 250×250 до 400×400 мм) и прямоугольного (250×350 мм) сечения, а также трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. Чаще других применяют короткие сваидлиной 3—6 м. Трубчатые сваи могут быть как с заостренным нижним кон­цом, так и с открытым.

Деревянные сваи во избежание их быстрого загнивания применяют лишь в грунтах с постоянной влажностью. Их изготовляют из хвойных пород леса диаметром в верхнем отрубе не менее 180 мм; кроме того, ствол деревянной сваи необходимо покрыть битумными или дегтевыми мастиками для предот­вращения их загнивания. Для защиты сваи от размочаливания при забивке на верхний конец ее надевают стальной бугель, а на нижний — стальной баш­мак.

В зависимости от несущей способнос­ти и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько ря­дов или кустами (рис. 4.15).

Поверху железобетонные и металли­ческие сваи объединяются между собой железобетонным ростверком, который может быть сборным или монолитным (рис. 4.15,5). При деревянных сваях ростверк также выполняют из дерева.

 

2 вопрос: Общая классификация фундаментов.

В строительстве применяют фундаменты следующих типов:

-фундаменты мелкого заложения (глубина заложения не более 7м). Они бывают: ленточными, столбчатыми, сплошные плиты.

-свайные фундаменты передают нагрузку от сооружений на слои тех грунтов, которые залегают глубоко. Различают сваи-стойки и сваи висячие.

Сваи-стойки опираются на скальные основания. Висячие сваи способны воспринимать нагрузки и сохранять своё положение в пространстве за счёт сил трения между боковой поверхностью сваи и плотным грунтом. Обычно сваи работают не поодиночке, а группами. Передачу нагрузок от строительных конструкций на сваю осуществляют с помощью ростверка.

-фундаменты глубокого заложения: столбчатые, плитные, опускные колодца, кессоные. Такие фундаменты передают нагрузки от сооружений на столбчатые основания.

3 вопрос: Типы сооружений по жёсткости.

Классификация сооружений по жёсткости:

-абсолютно гибкие (насыпи, полотна автомобильных дорог)

-абсолютно жёсткие (дымовые трубы, элеваторы, домны, массивные мостовые опоры, атомные реакторы)

- сооружения конечной жёсткости (жилые и общественные здания)

4 вопрос: Виды деформаций оснований и фундаментов.

Деформации оснований проявляются в виде:

-вертикальных перемещений

-горизонтальных перемещений

-угловых перемещений

-их сочетаний.

Поэтому формы неравномерных деформаций сооружений подразделяются на следующие: абсолютная осадка, прогиб и выгиб, перекос, крен, закручивание, сдвиг.

Закручивание возникает при неодинаковом крене сооружения по его длине. При закручивании дополнительные напряжения возникают в стенах и перекрытиях, которые могут изгибаться и перемещаться в горизонтальном направлении.

5 вопрос: Разновидности конструкций фундаментов, возводимых в открытых котлованах.

Ленточные фундаменты в сечении могут иметь форму столбчатую или с уступом. Выполняются из следующих материалов: бетон, на основе бутовой кладки. Ленточные фундаменты: монолитные и сборные. Ленточные фундаменты под колонну воспринимают нагрузку от ряда колонн. Они устраиваются для уменьшения осадок под колоннами.

Столбчатые фундаменты - фундаменты мелкого заложения, которые устраивают под несущие конструкции в зданиях каркасного типа. Отдельные фундаменты в виде столбчатых конструкций, если они находятся в комбинации с фундаментными балками называют фундаментами с рандбалками.

Свайные фундаменты. Могут использоваться либо сваи-стойки, либо висячие сваи. Сваи-стойки - такие, которые опираются на скальный грунт и несущая способность которых предопределена прочностью самой сваи. Висячие сваи обладают несущей способностью, которая складывается из сил сцепления между боковой поверхностью сваи и грунтом.

Коробчатые фундаменты.

Буробетонные фундаменты.

Массивные фундаменты - их устраивают под небольшим в плане сооружением, которому предъявляются высокие требования по жёсткости (устои моста).

6 вопрос: Классификация свай по форме и материалу.

Материалы, из которых изготавливают сваи:

-деревянные

-ж/б

-металлические

-комбинированные

Чаще всего сваи бывают сборные. Наибольшее распространение в строительстве приобрели сборные ж/б сваи, имеющие следующие особенности (в сечении такие сваи бывают):

-квадратные

-квадратные с круглой полостью

-полые круглые (сваи-оболочки).

Квадратные сваи в поперечном сечении от 0,2*0,2 до 0,4*0,4м. Длина 3-20м.

Круглые сваи диаметром 1-3м и выпускают длиной 6-12м с толщиной стенок 120мм.

7 вопрос: Выбор глубины заложения ростверка, типа, конструкции и размеров свай.

Величина глубины заложения ростверка (d) зависит от свойств грунтов. В промышленных зданиях (d) назначают ниже уровня пола во всех случаях кроме того, когда сваи располагаются в 1 ряд и предназначены для восприятия нагрузок от стен здания. Если грунты не пучинистые, то ростверк может располагаться ниже отметки поверхности земли на 0,15м. Ростверк бесподвальных зданий устраивают выше пола технического подполья. Осадочные швы зданий должны прорезать ростверки.

 

Определение типа Конструктивных особенностей и размеров свай:

Забивные сваи применяют в сжимаемых грунтах, которые необходимо прорезать. За исключением тех грунтов, где встречается линзовидное залегание плотных грунтов или валунов.

Сваи-оболочки применяют в том случае, если необходимо прорезать значительную толщу слабых грунтов, а на ростверк действуют очень мощные нагрузки.

Буронабивные сваи рекомендуются для связных грунтов. особенно в тех случаях, когда несущий слой имеет значительные колебания кровли.

Буровые сваи годятся для сложных геологических условий, когда необходимо прорезывать слои грунта, содержащие включения валунов, гравия, гальки. Буровые сваи применяют при усилении фундаментов и при возведении новых зданий, примыкающих к существующим.

Длина сваи зависит от глубины расположения слоя грунта, который воспринимается в качестве несущего и в который свая должна погружаться на глубину заделки. Глубина заделки должна быть более 1,5м и не менее 3d сваи. Сваи, работающие только на сжатие, заделываются в ростверк не менее чем на 5см. Если сваи работают на выдёргивание и изгиб, то глубина их заделки в ростверк принимается из условия обеспечения прочности заделки.

После определения длины сваи назначают её поперечное сечение. При длине свай более 16м их стыкуют из 2-ух или 3-х звеньев. Окончательное решение по конструкции свайного фундамента и размеров свай принимают после технико-экономического сравнения вариантов свайного фундамента с учётом стоимости ростверка.

 

8 вопрос: Разновидности фундаментов глубокого заложения.

Фундаменты глубокого заложения: столбчатые, плитные, опускные колодца, кессонные и т.д.. Такие фундаменты передают нагрузки от сооружений на столбчатые основания.

Традиционные фундаменты глубокого заложения — массивные опускные колодцы и кессоны — применяются главным образом в транспортном строительстве для тяжелых компактных сооружений. Массивные опускные колодцы большого диаметра и кессоны наряду со стеной в грунте используются при возведении заглубленных помещений зданий и сооружений (подземные гаражи, шахты, скиповые ямы, отстойники, водозаборные сооружения, насосные станции и т.д.).

Опускные колодцы устраивают на водотоках и водоемах или в слабых, легко разрабатываемых водонасыщенных грунтах, не содержащих крупных и твердых включений (валунов, стволов деревьев). Как правило, опускные колодцы целесообразны при глубине заложения фундаментов от поверхности грунта более чем на 3 м. Устройство фундаментов с помощью опускного колодца заключается в том, что в грунт постепенно погружается бездонный ящик произвольной формы . Стенки колодца защищают грунт от обрушения. Для лучшего погружения колодца в грунт нижнюю его часть делают заостренной, и поэтому ее называют ножом .

Кессон представляет собой жесткую коробчатую конструкцию , имеющую потолок и боковые стенки консоли, располагаемые в нижней части фундамента. В рабочую камеру подается сжатый воздух по трубам, давление которого назначается таким, чтобы уравновесить давление столба воды высотой Н и обеспечить ее отсутствие в рабочей камере. Для сообщения с рабочей камерой, которое необходимо в основном для прохода людей, подачи материалов и оборудования, на шахтной трубе устанавливают шлюзовой аппарат. Разработку грунта часто осуществляют гидромонитором, а его удаление — с помощью эрлифта.

 

9 вопрос: Характеристика отличительных признаков фундаментов глубокого заложения.

Фундаменты глубокого заложения, как правило, применяются в случае необходимости прорезки слабых грунтов или для сооружений, передающих на основание значительные нагрузки. Такие фундаменты можно охарактеризовать следующими особенностями:

для их устройства не обязательно вскрытие котлована;

отношение глубины заложения подошвы или погружения свай к ширине фундамента (сваи) более 4;

нагрузка на основание передается через подошву (давлением) и боковые поверхности (трением).

10 вопрос: Причины развития неравномерных осадок фундаментов мелкого заложения.

Основные слагаемые осадок фундамента:

-Осадка уплотнения - осадка, которая возникает в основании в результате уплотнения грунтов, если их структура до этого не была разрушена, за счёт тех напряжений, которые возникают в основании под действием тех нагрузок, передаваемых через подошву фундамента.

-Осадка разуплотнения - осадка, обусловленная разуплотнением верхних слоёв грунта, расположенных на дне котлована из-за уменьшения в них напряжений при разработке грунта.

-Осадка выпирания - эта осадка возникает в результате выдавливания грунта из-под фундамента.

-Осадка расструктуризации - эта осадка развивается во время производства работ в котловане из-за изменения меры сжимаемости грунтов.

-Осадка эксплуатационная-она предопределена величиной деформативности грунта основания в период эксплуатации сооружения.

Причины неравномерных осадок:

1) Неравномерные осадки за счёт выклинивания слоёв.

2) Линзообразное залегание грунтов.

3) Неодинаковая толщина слоёв.

4) Неоднородность грунтов.

5) Под отдельными частями сооружения возможно расположение грунтов с разной прочностью и плотностью.

11 вопрос: Выбор типа и глубины заложения опорных частей фундаментов мелкого заложения.

Факторы, влияющие на тип и глубину заложения опорных частей фундамента:

-инженерно-геологические условия площадки строительства

-климатические воздействия на верхние слои грунта

-особенности возводимых и соседних с ними сооружений

-особенности производства строительных работ

 

12 вопрос: Методы анализа инженерно-геологических условий площадки строительства.

Все грунты классифицируются по категориям: надёжные и слабые.

Надёжными считаются такие грунты, которые обеспечивают развитие деформаций в допустимых пределах.

Слабыми называются такие грунты, которые в естественном состоянии не могут являться основанием для данного сооружения.

Схемы напластования грунтов:

-схема надёжного грунта

 

-сочетание слабого и надёжного грунта

 

-чередование слабого и надёжного

13 вопрос: Способы производства работ при устройстве фундаментов.

-сбор нагрузок на обрез фундамента

-оценка инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства

-определение нормативных (условных) и расчётных параметров физико- механических свойств грунтов

-вычисление расчётного сопротивления грунта оснований R

-выбор глубины заложения подошвы фундамента

-назначение предварительных размеров подошвы фундамента

-вычисление расчётного сопротивления грунта основания и изменения в случае необходимости размеров фундамента с тем, чтобы выполнялось условие P<R, где P-средняя нагрузка по подошве фундамента

-проверка напряжений по кровле слабого грунта, если он имеется под подошвой фундамента

-расчёт осадок фундамента и сопоставление величин с допустимыми значениями

-расчёт фундамента на несущие способности.

14 вопрос: Разновидности конструкций фундаментов, возводимых в открытых котлованах.

Ленточные фундаменты в сечении могут иметь форму столбчатую или с уступом. Выполняются из следующих материалов: бетон, на основе бутовой кладки. Ленточные фундаменты: монолитные и сборные. Ленточные фундаменты под колонну воспринимают нагрузку от ряда колонн. Они устраиваются для уменьшения осадок под колоннами.

Столбчатые фундаменты - фундаменты мелкого заложения, которые устраивают под несущие конструкции в зданиях каркасного типа. Отдельные фундаменты в виде столбчатых конструкций, если они находятся в комбинации с фундаментными балками называют фундаментами с рандбалками.

Свайные фундаменты. Могут использоваться либо сваи-стойки, либо висячие сваи. Сваи-стойки - такие, которые опираются на скальный грунт и несущая способность которых предопределена прочностью самой сваи. Висячие сваи обладают несущей способностью, которая складывается из сил сцепления между боковой поверхностью сваи и грунтом.

Коробчатые фундаменты.

Буробетонные фундаменты.

Массивные фундаменты - их устраивают под небольшим в плане сооружением, которому предъявляются высокие требования по жёсткости (устои моста).

15 вопрос: Методы защиты фундаментов и подземных частей зданий от воздействия грунтовых вод.

1) Если уровень грунтовых вод ниже подошвы пола подвала, то водонепроницаемость стен и пола подвала обеспечивается применением водонепроницаемого бетона, устройством гидроизоляции по полу и стенам, либо дренажём.

2) Если уровень грунтовых вод выше уровня пола подвала, то применение специального вида бетона не достаточно для защиты сооружения от фильтрации грунтовых вод. В этом случае применяют специальные виды штукатурной гидроизоляции. Эта изоляция должна быть плитной или мастичной. Материалы: гидроизол, бутизол, днепрофлекс, стеклобит.

Гидроизоляция фундаментов бывает наружная и внутренняя. Снаружи гидроизоляция выполняется либо до поверхности земли, либо до обрезки фундамента. Внутренняя гидроизоляция воспринимает гидростатическое давление от грунтовых вод и для защиты от её прорыва внутри фундаментов на поверхность гидроизолирующих слоёв укладывают пригрузочный слой бетона.

16 вопрос: Классификация свай по форме и материалу.

Материалы, из которых изготавливают сваи:

-деревянные

-ж/б

-металлические

-комбинированные

Чаще всего сваи бывают сборные. Наибольшее распространение в строительстве приобрели сборные ж/б сваи, имеющие следующие особенности (в сечении такие сваи бывают):

-квадратные

-квадратные с круглой полостью

-полые круглые (сваи-оболочки).

Квадратные сваи в поперечном сечении от 0,2*0,2 до 0,4*0,4м. Длина 3-20м.

Круглые сваи диаметром 1-3м и выпускают длиной 6-12м с толщиной стенок 120мм.

 

17 вопрос: Конструктивные особенности свайных фундаментов.

Конструктивные особенности свайных фундаментов следующие:

-с низким ростверком. Подошва низкого ростверка должна располагаться ниже отметки промерзания грунта. Сваи при низком ростверке полностью находятся в грунте и не работают на изгиб.

- с высоким ростверком. При наличии высокого ростверка сваи делают наклонными для уменьшения нагрузок на эксплуатационную надёжность сваи.

Ростверки бывают в виде балок и в виде плит. Расположение ростверка предопределяется: конструктивными особенностями сооружения, интенсивностью и характером внешней нагрузки.

Существуют следующие виды свайных фундаментов:

-одиночные сваи, предназначенные для крепления к ним каркасных конструкций временных и тентовых сооружений

-ленточные фундаменты. Такие фундаменты устраиваются под стены зданий, имеющих протяжённую длину ограждающих конструкций

-свайные кусты

-сплошное свайное поле. Свайные поля имеют плтные ростверки.

18 вопрос: Типы ростверков.

Типы свайных ростверков различаются в зависимости от их расположения от поверхности грунта. Различают низкий, повышенный и высокий ростверк.

Подошва низкого ростверка должна располагаться ниже отметки промерзания грунта, и подошва низкого ростверка передаёт на основание часть внешней нагрузки. Сваи при низком ростверке полностью находятся в грунте и не работают на изгиб.

Повышенный ростверк располагают на поверхности грунта. Такие ростверки применяют только не в пучинистых грунтах, если они сложены из неуплотнённых грунтов. Повышенные ростверки не передают внешнюю нагрузку на основание и их проверяют на продольный изгиб.

При наличии высокого ростверка сваи делают наклонными для уменьшения нагрузок на эксплуатационную надёжность сваи. Высокие ростверки применяют при возведении эстакад, трубопроводов и т.д..

19 вопрос: Важнейшие факторы, влияющие на способы погружения свай в грунт.

Способы погружения свай в грунт:

-забивка с помощью молотов

-задавливание статической нагрузкой

-вибропогружение

-завинчивание свай с помощью специальных кабестанов

-путём подмыва струями воды

При забивке свай масса ударной части свайного молота должна быть больше массы свай наголовником, который устанавливается на верхнем конце сваи для его защиты от ударных воздействий.

Метод вибрирования эффективно применять в том случае, если грунты водонасыщенные.

Ввинчиваемые сваи целесообразно применять, когда на поверхности расположены слабые грунты, а подстилают их слабосжимаемые грунты, и когда фундамент работает на выдёргивание.

20 вопрос: Классификация свай по характеру работы в грунте.

Сваями называются длинные стержни, погружаемые в грунт в готовом виде или изготавливаемые в грунте в вертикальном или наклонном состоянии.

Свайные фундаменты передают нагрузку от сооружений на слои тех грунтов, которые залегают глубоко.

По характеру работы в грунте различают сваи-стойки и сваи висячие.

Сваи-стойки опираются на скальные основания. Висячие сваи способны воспринимать нагрузки и сохранять своё положение в пространстве за счёт сил трения между боковой поверхностью сваи и плотным грунтом. Обычно сваи работают не по-одиночке, а группами. Передачу нагрузок от строительных конструкций на сваю осуществляют с помощью ростверка.

21 вопрос: Технологические особенности устройства свайных фундаментов.

Машиностроительные фирмы геотехнического профиля, оте­чественные и зарубежные, выпускают оборудование, позволяю­щее изготавливать сваи с выемкой или вытеснением грунта из объема сваи.

Бетонирование скважин насухо (рис. 5.10) требует простей­шего оборудования, но применимо только в устойчивых грунтах. Проходка скважин диаметром до 2 м выполняется ударно-канат­ным, шнековым, шарошечным бурением или грейферной откоп­кой. В пористых грунтах типа лессов скважины могут быть прой­дены методом раскатывания. В пройденную скважину опускается арматурный каркас, и она заполняется бетоном. В грунтах с отри­цательной температурой используются противоморозные добав­ки в бетон, электроподогрев бетона и «метод термоса» (бетониро­вание подогретым раствором).

Проходка и бетонирование скважин под глинистым раство­ром (рис. 5.11) применимы в обводненных малосвязных грунтах и также не требуют сложного оборудования. Устойчивость стенок скважины в процессе проходки и бетонирования обеспечивается глинистым раствором. Бетонирование ведется методом ВПТ. Для качественного бетонирования без пустот требуется жесткий конт­роль состава глинистого раствора и режима бетонирования (со­гласование скорости подъема бетонолитной трубы с подачей бе­тона), что трудно выполнять на строительной площадке. Глинис­тый раствор и его приготовление дороги, а разливы загрязняют окружающую среду.

 

Метод полого шнека, международное название «Contiguos Flight Auger», сокращенно CFA) применим в любых дисперсных грунтах (рис. 5.12). Мощный буровой станок с высокой мачтой ввинчивает шнековую колонну на проектную глубину сваи. Затем шнек с вра­щением поднимается, а по центральной трубе шнека под его ниж­ний конец бетононасосом под давлением до 2 МПа подается бетон. После извлечения шнека в бетон с помощью вибратора погружает­ся армокаркас, при этом обычно армируется верхняя треть сваи.

 

Устройство свай в обсадной трубе (рис. 5.13) выполняется станками с двумя рабочими механизмами: один - для вращения и вдавливания обсадной трубы, другой - для шнекового выбурива­ния или грейферной откопки грунта из трубы. После проходки скважины в полость опускается армокаркас и загружается бетон, затем труба с помощью вибратора извлекается.

 

 

Изготовление свай в грунте с вытеснением грунта (рис. 5.14) достигается погружением в грунт обсадной трубы диаметром до

600.. .800 мм с теряемым наконечником.

Наконечник обычно плоский в виде сковороды, штампован­ный или сварной. Погружение трубы может осуществляться за­бивкой вибро-, дизель- или гидромолотом, вкручиванием под боль­шой осевой нагрузкой (в этом случае используется литой улитко­образный теряемый наконечник с резцами), а также с помощью вибратора. В последнем случае осевые усилия при погружении невелики и можно использовать трубу с раскрывающимся ниж­ним концом.

 

22, 24 вопрос: Особенности проектирования усиления и реконструкции фундаментов и оснований.

Проектирование усиления фундаментов основано на общих принципах, изложенных в гл. 3, т. е. принципах проектирования по предельным состояниям с анализом вариантов. На практикетребуется рассматривать следующие основные случаи необходи­мости усиления фундаментов:

а) при опасном износе фундаментов, развитии деформаций грунтов. В этом случае требуется выполнить усшение фундамен­тов зданий и сооружений, закрепление грунтов основания. Такая проблема возникает при разработке проектов реновации памят­ников архитектуры и опасном развитии повреждения конструк­ций заселенных домов, грозящих аварией;

б) при увеличении нагрузки на фундаменты и основание в целях осуществления надстройки зданий, замены оборудования на более массивное;

в) при увеличении глубины подвалов и других подземных объемов зданий;

г) при проектировании строительства на соседних участках. В таком случае может потребоваться превентивное закрепление основания в целях уменьшения дополнительной осадки (см. гл. 13).

Проектирование усиления фундаментов предваряется рабо­тами по обследов