37. Основные положения расчета основания по несущей способности с учетом сейсмических воздействий.

Сейсмическими явлениями или землетрясениями на­зываются колебания земной поверхности в результате проявления внутренних сил земли. Землетрясения, вы­зывая колебания зданий и сооружений, приводят к воз­никновению сил инерции, оказывающих дополнительные воздействия на строительные конструкции. Силы инер­ции, возникающие при колебаниях земной коры, назы­вают сейсмическими воздействиями, которые учитыва­ются при 7...9 баллах. При 10 баллах строительство разрешается только в исключительных случаях. Т.о. при расчете зданий и сооружений в сейсмических районах, кроме обычных нагрузок и воздействий, учитывают также сейсми­ческие силы инерции. Расчет условно ведут в предположении стати­ческого действия этих сил, величину которых определяют по формуле

S = , где Р — вес сооружения или элемента его конструкции; g - - ускорение силы тяжести; — сейсмическое ускорение.

Сейсмический коэффициент kc, характеризующий интенсивность землетрясений, равен отношению наибольшего ускорения к ускорению силы тяжести g.

k_c= / g Для определения сейсмических сил инерции, приложенных к соо­ружению или отдельным его частям, формулу (1) применяют в виде:

S = α k_c P, где α — коэффициент, зависящий от динамических свойств соору­жения.

Сейсмические силы в сочетании с другими нагрузками относят к особым воздействиям. Поэтому нагрузки от собственного веса счи­тают без коэффициента перегрузки, а полезные и снеговые нагрузки принимают по нормативным значениям с коэффициентом 0,8. Влия­ние ветровой нагрузки, тормозных усилий от движения кранов, а также инерционных сил от грузов, закрепленных на гибких подвес­ках, не учитывают.

При расчете естественных оснований для маловлажных и непросадочных грунтов вводят дополнительный коэффициент усло­вий работы m_кр =1,2. Эксцентриситеты при сейсмических нагруз­ках допускают до четверти ширины подошвы ленточных фундамен­тов.

Сейсмическая сила инерции, определяемая формулой (2), может иметь любое направление, из которых принимают наиболее невыгодное.

Для динамического расчета зданий и сооружений или их элемен­тов в последнее время стали применять ф-лу

S = k_c β η Р, где β - коэффициент динамичности, зависящий от периода сво­бодных колебаний сооружения или его элементов; η -коэффициент, зависящий от формы колебаний и позволяю­щий учесть характер распределения инерционных сил.

При проектировании необходимо также предусмотреть, чтобы период собственных колебаний сооружения или отдельных его эле­ментов не совпадал с периодом сейсмических колебаний, иначе на­ступит явление резонанса и сооружение может разрушиться.

Проектирование сооружений и их фундаментов для сейсмиче­ских условий должно исходить из принципов создания равнопроч­ной их конструкции. Нельзя допускать слабых узлов и элементов, преждевременный выход которых из строя может привести к раз­рушению сооружения.

При выборе площадки строительства следует избегать территорий со слабыми грунтами. Наилучшим основанием являются скальные и полускаль­ные породы, плотные гравелистые и крупные пески. Водонасыщенные мелкие пески и пластичные глинистые грунты являются наи­менее устойчивыми к сейсмическим силам.

Фундаменты зданий для сейсмических районов в основном можно подразделить на два типа. К первому из них относят фунда­менты, надежность которых повышается дополнительным армиро­ванием и другими средствами усиления. В фундаментах второго типа предусмотрено устройство в виде упругой связи с надфундаментной конструкцией, которое позволяет снизить воздействие сей­смических сил на сооружение.

Глубину заложения фундаментов принимают такой же, как и для несейсмических районов. Их подошву всегда стремятся распо­ложить в одном уровне и на однородном грунте. При необходимости устроить заложение на разных отметках изменения в глубине заложения осуществляют уступами не круче 1 : 2 при высоте уступа не более 50 см. В скальных грунтах уступы устраивают без указанных ограничений. Естественные основа­ния предпочитают свайным фундаментам. Подошву фундаментов, как правило, устраивают горизонтальной, без уступов. Высокие свайные ростверки под опоры больших и средних мостов допускают с применением наклонных свай как вдоль, так и поперек моста. Устои стремятся проектировать наиболее простыми по форме. Из­бегают применения каменных и бетонных опор в виде отдельно стоя­щих столбов, а при расчетной сейсмичности 9 баллов они не допус­каются.

38 Типы свай, их конструкции и области применения.

Все выпускаемые и изготавливаемые сваи можно классифицировать по ряду признаков

По материалу: железобетонные, бетонные, металлические, деревянные

По способу изготовления и погружения: сборные, монолитные, забивные, вдавливаемые, погружаемые завинчиванием,буроопускные,буронабивные,буроинъекционные,пневмонабивные,вибропогружные,

задавливаемые, буровые

Поконструкции:цельные,составные,квадратные,круглые,прямоугольные,многоугольные,с уширением и без него, с отверстием и без него,призматические,пирамидальные,сплошного сечения и полые,сваи-колонны,трубчатые

По характеру работы в грунте: сваи-стойки (опираются нижним концом на малосжимаемые грунты), сваи, защемленные в грунте (работают за счёт трения по боковой поверхности)

По виду армирования: с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием или без него

Виды свайных фундаментов по способу погружения

По способу погружения свайные фундаменты бывают:-забивные-вибропогружные-винтовые-буровые-буронабивные-буроопускные-буроинъекционные

Буровые сваи - в грунте бурится скважина, методом вертикального перемещения трубы заполненной бетоном. Верхняя часть армируется.

Буронапускные - опускаются сваи заводского изготовления. Пространство между сваей и грунтом заполняется цементно-песчаной смесью.

Буроинъекционные сваи - разновидность буронабивных свай. Отличаются они малым диаметром (15-20 см) и большой длиной (25-30 см), применяются при реконструкции зданий и сооружений для усиления их оснований и фундаментов, устройства фундаментов под встроенные сооружения и технологическое оборудование в стесненных условиях внутри эксплуатируемых или возведенных зданий и сооружений или при необходимости устройства новых фундаментов вблизи них, когда отрывка котлованов или забивка свай может привести к недопустимым деформациям существующих конструкций.

Винтовые - это сваи инвентарные многократного использования. Применяются во временном строительстве.

Забивные призматические железобетонные сваи с поперечным армированием сплошного сечения и с полостью рекомендуются к применению на любых сжимаемых грунтах, подлежащих прорезке, за исключением насыпей с твердыми непробиваемыми включениями. Они могут воспринимать вертикальные вдавливающие и выдергивающие, а также горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.

Забивные призматические железобетонные сваи без поперечным армированием ствола рекомендуется применять при прорезке песков средней плотности и рыхлых, супесей пластичной и текучей консистенции, суглинков и глин туго-, мягко- и текучепластичной консистенции. Не рекомендуется их применение для мостов и портовых гидротехнических сооружений. Не допустимо применение свай без поперечного армирования в пучинистых грунтах, если силы пучения превышают величину вдавливающей нагрузки на сваю, при наличии сил выдергивающих, при погружении их в грунт с помощью вибрации.