ev-E4183
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет строительства и архитектуры
Кафедра строительного производства
М. В. Крутикова
Основания и фундаменты
Часть I
Учебное пособие
Киров
2012
УДК 624.15(07) К 846
Рекомендовано к изданию методическим советом факультета строительства и архитектуры ФГБОУ ВПО «ВятГУ»
Допущено редакционно-издательской комиссией методического совета ФГБОУ ВПО «ВятГУ» в качестве учебного пособия для студентов направления подготовки 270800 «Строительство», 4 курса специальностей ПГС и ГСХ, дневного обучения
Рецензент:
кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительных конструкций» М. А. Жандаров, директор института Кировкоммунпроект В. А. Прозоров
Крутикова, М. В.
К846 Основания и фундаменты. Часть I : учебное пособие. – Киров: ПРИП ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2012. – 135 с.
Впособие изложены вопросы проектирования фундаментов мелкого заложения на естественных и искусственных основаниях и свайных фундаментов по предельным состояниям. Освещены вопросы проектирования реконструируемых оснований и фундаментов и гидроизоляции подземных конструкций. Предназначено для студентов дневной формы обучения факультета строительства и архитектуры ВятГУ.
УДК 624.15(07)
Редактор Е. Г. Козвонина Тех. редактор А. В. Куликова
Компьютерная вёрстка М. В. Крутиковой
© Крутикова М. В., 2012 © ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2012
2
Оглавление |
|
Лекция 1. Основные понятия и определения.................................................. |
3 |
Причины развития неравномерных осадок ............................................... |
10 |
Лекция 2. Расчёт по второму предельному состоянию (начало)................. |
19 |
Лекция 3. Расчёт по второму предельному состоянию (продолжение) ...... |
33 |
Расчёт осадки фундамента методом послойного суммирования ............. |
36 |
Расчёт осадки методом эквивалентного слоя ............................................ |
38 |
Лекция 4. Расчёт фундаментов на морозное выпучивание .......................... |
42 |
Лекция 5. Сваи и свайные фундаменты. Общие положения ....................... |
45 |
Лекция 6. Проектирование свайного фундамента........................................ |
54 |
Определение несущей способности сваи по материалу ........................... |
56 |
Определение несущей способности свай по грунту ................................. |
56 |
Расчёт внецентренно нагруженного свайного фундамента ..................... |
59 |
Определение осадки свайного куста.......................................................... |
62 |
Лекция 7. Методы испытаний свай .............................................................. |
67 |
Статические испытания свай ..................................................................... |
67 |
Динамические испытания свай .................................................................. |
69 |
Метод статического зондирования ............................................................ |
72 |
Лекция 8. Буронабивные сваи ....................................................................... |
73 |
Лекция 9. Искусственные основания ............................................................ |
79 |
Лекция 10. Расчёт фундаментов по первому предельному состоянию....... |
93 |
Лекция 11. Вопросы гидроизоляции подземных конструкций ................. |
102 |
Лекция 12. Реконструкция оснований и фундаментов .............................. |
114 |
Восстановление гидроизоляции при реконструкции .............................. |
123 |
Лекция 13. Проектирование фундаментов вблизи существующих |
|
сооружений................................................................................................... |
125 |
Главные причины дополнительных осадок ............................................. |
126 |
Библиографический список ......................................................................... |
135 |
3
Лекция 1. Основные понятия и определения
Грунт – это то, в чём строится сооружение или фундамент.
Фундамент – это подземная, надземная, подводная конструкция, пе-
редающая нагрузки от сооружения основанию.
Основание – это среда, на которую передаются нагрузки от соору-
жения.
Обрез – это плоскость, отделяющая конструкцию фундамента от надземной части здания.
Пазухи – это место, где находится грунт обратной засыпки (рис.1).
Глубина заложения фундамент – это расстояние между отметкой планировки и отметкой подошвы фундамента.
Высота фундамента – это расстояние между отметкой подошвы и обрезом.
Бетонный прилив – это деталь, на которую опирается фундаментная балка.
Подколонник является частью фундамента. В стакан подколонника монтируется колонна.
Требования к проектированию оснований и фундаментов заключа-
ются в следующем: при выборе размеров подошвы фундамента деформа-
ции не должны превышать допустимых величин; прочностные и деформа-
ционные свойства основания должны быть использованы максимально;
при назначении размеров подошвы следует стремиться к минимальной стоимости, материалоёмкости, трудоёмкости и сокращению сроков строи-
тельства.
4
Рис. 1. Пример фундамента мелкого заложения под колонну: FL – отметка подошвы фундамента; DL – отметка планировки;
NL – отметка натурального рельефа; WL – отметка уровня подземных вод; H – высота фундамента; d – глубина заложения фундамента; В – ширина подошвы фундамента; L – длина подошвы фундамента
5
Усилия, передаваемые на фундаменты, устанавливаются в соответ-
ствии СНиП 2.01.0785 «Нагрузки и воздействия». В зависимости от дли-
тельности действия нагрузки подразделяются на постоянные, временные и особые.
Постоянные нагрузки прикладываются во время строительства и дей-
ствуют в течение всего срока эксплуатации сооружения(собственный вес конструкций, вес и давление грунта).
Временные нагрузки возникают в отдельные периоды строительства или эксплуатации, могут уменьшаться или полностью исчезать. Временные нагрузки делятся на длительные и кратковременные. Длительные времен-
ные нагрузки действуют продолжительное время(вес стационарного обо-
рудования, нагрузки на перекрытия в складских помещениях). Кратковре-
менные нагрузки действуют непродолжительное время(вес людей, мате-
риалов, снег, ветер.
Особые нагрузки возникают в исключительных случаях(сейсмичес-
кие, динамические, аварийные).
Различают сочетания нагрузок: основное (постоянные + длительные временные + кратковременные); особое (постоянные + длительные времен-
ные + кратковременные + одна особая).
Нагрузки, устанавливаемые СНиП, соответствуют их нормативным значениям. Расчёты оснований производятся по расчётным значениям на-
грузок, которые определяются с учётом коэффициента надёжности по на-
грузке. Коэффициент учитывает возможные отклонения нагрузки от норма-
тивного значения.
В основе современного подхода к проектированию всех строитель-
ных конструкций лежит принцип расчётов по предельным состояниям. Со-
гласно этому принципу, действующие на конструкцию усилия или возни-
кающие в ней напряжения, перемещения и деформации не должны превы-
6
шать предельных величин. Этим достигается оптимальное, экономичное решение и безаварийная работа конструкции.
Расчёт по первой группе предельных состояний(расчёт по несущей способности) призван не допускать потери устойчивости формы или поло-
жения конструкции, а также чрезмерных пластических деформаций или деформаций неустановившейся ползучести.
Расчёт по второй группе предельных состояний (расчёт по деформа-
циям) обеспечивает установление таких величин деформаций конструкций,
при которых не возникнет затруднений нормальной эксплуатации сооруже-
ния.
К основным типам сооружений относятся абсолютно гибкие соору-
жения, абсолютно жёсткие сооружения и сооружения конечной жёсткости.
Абсолютно гибкие сооружения следуют за перемещениями поверх-
ности грунтов основания во всех точках контакта. При возникновении не-
равномерной осадки в них не возникает дополнительных напряжений.
Пример – земляная насыпь.
Абсолютно жёсткие сооружения при симметричной нагрузке полу-
чают равномерную осадку, в противном случае сооружение получает крен без изгиба и могут возникнуть дополнительные напряжения, не опасные для конструкций. Примеры: дымовая труба, доменная печь, массивная мос-
товая опора.
Сооружения конечной жёсткости (к ним относится большинство со-
оружений) при неравномерных осадках получают искривления. В то же время эти сооружения могут в какой-то степени уменьшать неравномер-
ности осадок за счёт перераспределения давления по подошве фундамен-
тов. В таких сооружениях возможно появление дополнительных усилий, а
значит, и появление трещин в конструкциях.
К деформациям сооружений относятся основные формы:
7
- прогиб, выгиб – возникают в сооружениях небольшой жёсткости
(рис. 2, 3); - перекос – возникает, когда резкая неравномерность осадок прояв-
ляется на участке небольшой протяжённости (рис. 4); - крен – возможен при несимметричной загрузке, при несимметрич-
ном напластовании грунтов относительно вертикальной оси фундамента
(рис. 6, 7);
-кручение – возникает при неодинаковом крене сооружения по его длине (рис. 8);
-горизонтальные перемещения возникают при значительных гори-
зонтальных усилиях.
Рис. 2. Прогиб сооружения
Рис. 3. Выгиб сооружения
8
Рис. 4. Трещины на фасаде из-за перекоса
Рис. 5. Перекос внутренних конструкций
Рис. 6. Крен фундамента
9
Рис. 7. Крен сооружения
Рис. 8. Кручение сооружения
Причины развития неравномерных осадок
Вобщем случае осадка основания может быть представлена в виде
S = S упл. + S разупл. + S выпир. + S расcтр. + S экспл.
10