Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

основания

.docx
Скачиваний:
7
Добавлен:
06.02.2016
Размер:
770.6 Кб
Скачать

1.Классификация оснований.Основания:а) глинистые — связные грунты, обладающие пластичностью, т. е. свойством изменять форму без изменения объема и появления поверхностных деформаций (трещин); частицы их скреплены силами сцепления и имеют размер менее 0,005 мм;По числу пластичности Ip: супесь(0,01-0,07), суглинок(0,07-0,17), глина(>0,17). Если в глинистом грунте 15-25% крупнообломочных грунтов то добавл. название наим-е этих частиц(напр. суглинок со щебнем). если 25-50% название грунта меняется (суглинок щебенистый).По показателю текучести(IL):супеси – твердые(<0), пластичные (0..1), текучие(>0)глины и суглинки – твердые(<0), полутвердые(0..0,25), тугопластичные(0,25..0,5), мягкопластичные(0,5..0,75), текучепластичные(0,75..1), текучие(>1).б) песчаные, наименование устанавливается по размеру частиц(крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые), плотности сложения(плотные, средней плотности, рыхлые), показателю неоднородности и т.п. в) скальные — изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между зернами (спаянные, сцементированные), залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя наподобие сухой кладки. Классифицируют по пределу прочности на одноосное сжатие водонасыщенных образцов Rc: очень прочные, прочные, средней прочности, малопрочные, пониженной прочности, весьма низкой прочности.

2.Нагрузки и воздействия. Сбор нагрузок на фундаменты.Припроектир-и основ-й и фунднагр и возд-я, их классиф-я, вид, интенсивность, усл-я возд-я и возможн сочетания назнач-ся в соотв-ии с треб-ми СНиП. Расчетнзнач-я опр-т умножением нормативннагр на коэфнадежн-ти по нагрγf. Нагр и возд-я в завис-ти от продолжит-ти действия: 1. длительные – вес всех частей и эл-в, вес и давл-е гр; 2. длительн времен – вес стационарноборуд-я, нагр на перекр-я от складир материалов, от кранов, от людей и снега, обусловленндеф-циями основ-я, не сопровожд-ся коренным измен-м гр; 3. кратковременн – вес людей, снега, ветра; 4. особые – возд-я, обусловлендеф-циями основ-я с коренным изменением структуры гр, сейсмич и взрывнвозд-я.

3.Оценка инженерно-геологических условий при проектировании фундаментов. Проектирование оснований и фундаментов начинается с изучения и общей оценки всей толщи и отдельных входящих в нее слоев. Оценка производиться по геологическим картам, разрезам, колонкам, которые приводятся в отчетах по инженерно- геологическим изысканиям. Оценка инженерно-геологических условий проводится на основе анализа геологического строения (с учетом месного опыта и прогноза изменений), которое характеризуется:а) геологическими разрезами, проходящими в пределах контура здания;б) данными физико-механических свойств грунтового массива в естественной обстановке и с учетом прогноза изменений этих свойств в зависимости от различныфакторов;в) значениями расчетных сопротивлений и модулем деформации грунтов, слагающих площадку.Не имея профессиональных знаний о грунтах и их свойствах, выбрать рациональную и устойчивую конструкцию фундамента и его основания и избежать неоправданных последствий просто невозможно.

4.Классификация фундаментов.Фундаменты классифицируют:• по материалу: из естественных материалов (дерево, бутовый камень) и из искусственных материалов (бутобетон, бетон сборный или монолитный, железобетон);• по форме: оптимальной формой поперечного сечения жестких фундаментов является трапеция, где обычно угол распределения давления принимают: для бута и бутобетона — 27—33°, бетона — 45°. Практически эти фундаменты с учетом потребностей расчетной ширины подошвы могут быть прямоугольными и ступенчатыми.Блоки-подушки выполняют прямоугольной или трапециевидной формы;• по способу возведения фундаменты бывают сборными и монолитными;• по конструкционному решению — ленточные, столбчатые, свайные, сплошные;• по характеру статической работы фундаменты бывают: жесткие, работающие только на сжатие, и гибкие, конструкции которых рассчитаны на восприятие растягивающих усилий. К первому виду относят все фундаменты, кроме железобетонных. Гибкие железобетонные фундаменты способны воспринимать растягивающие усилия;• по глубине заложения: фундаменты мелкого заложения (до 5 м) и глубокого заложения (более 5 м). Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий принимают под наружные стены не менее глубины промерзания плюс 100—200 мм и не менее 0,7 м; под внутренние стены не менее 0,5 м

5.Определение глубины заложения фундаментов.

(п. 2.25, 2.28-2.32 СНиП “Основания”) Приним-ся с учетом: 1. назнач-я и конструктивн особ-й проектируем сооруж-я, нагр и возд-й на фунд; 2. глубины залож-я фунд, примыкающсооруж-й, глубины прокладки инж коммуникаций; 3. существующ и проектируем рельефа застраиваемой террит-и; 4. ИГУ площадки строит-ва; 5. гидрогеолусл-й площ. и возможн их измен-й в проц строит-ва и экспл-циисооруж-я; 6. возможн размыва гр у опор сооруж-й, возводимых в руслах рек (мосты, переходы трубопроводов); 7. глубины сезонного промерзания гр.Нормативн глубину сезонного промерзания грунта dfnопред-т на основе теплотехническ расчетов в завис-ти от ср. температуры возд и по картам СНиП. Расч глубина сезонного промерзания грунта df = khdfn, где kh - коэф-т, учит. влияние теплового режима сооруж-я: для наружнфунд отапливаемых сооруж-й - по СНиП, для наружн и внутреннфунд неотапливаемых сооруж-й =1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.Глубина заложения фундотапливаемыхсооруж-й по усл-м недопущения морозного пучения гр основ-я назнач-ся: а) для наружнфунд (от ур планировки) - по СНиП; б) для внутреннфунд - независимо от расчетн глубины промерзания.

Глубину заложения наружнфунд допуск-ся назначать независимо от расчглуб промерзания, если: фундопир-ся на пески мелкие, и спец исслед-ми на данной площадке установлено, что деф-циигроснов-я при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационн пригодность сооруж-я; предусмотр спец теплотехничмеропр-я, исключающ промерзание гр.Глубину заложения наружн и внутренфунд отапливаем сооруж-й с холодн подвалами и техническими подпольями приним-ся по СНиП, считая от пола подвала/тех подполья.Глубина заложения наружн и внутренфунд неотапливаемых сооруж-й д. назнач-ся по СНиП, при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала/техподполья - от ур планировки, а при наличии - от пола подвала/техподполья. В пpоекте основ-й и фунд д. пpедусм-сямеpопpиятия, не допускающие увлажнения гp основ-я, пpомоpаживания их в пеpиодстpоит-ва.Сборнфунд – глубзалож-я дополнит опр-ся принятой констр-цией и размещением по выс ФБ и подушек; монолитнфунд – прочностью сеч-я фунд и конструктивн треб-ми.Необх. : 1. предусмотреть заглубление фунд в несущий слой гр на 10-15см; 2. избегать наличия под подошвой фунд слоя гр малой толщины, если его строит св-ва хуже св-в подстилающего слоя; 3. закладывать фунд выше у.г.в. для исключ-я необх-типрим-я водопонижения. При необх-ти закладывать ниже у.г.в. след. предусмотреть мет-дыпроизв-ва работ, сохраняющ структуру гр. Если глубзалож-я по расчету окаж-ся чрезмерно большой, то необх. предусм. мероприятия по улучшсв-в гр / переход на свайнфунд.Длязащ. гр основ-я от увлажнения площадка д.б. ограждена напорными канавами, устроены водостоки / дренажи.

6.Определение размеров фундамента. Форма ф-та бывает любая (круглая, кольцевая, многоугольная, квадратная, прямоугольная, ленточная, табровая, крестообразная и более сложная форма), но, как правило, она повторяет форму опирающейся на нее конструкцию.Площадь подошвы предварительно может быть определена из условия: PII ≤ R, гдеPII – среднее давление под подошвой фундамента от основного сочетания расчетных нагрузок при расчете по деформациям;R – расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по формуле СНиП.

Рис. 10.12. Расчетная схема центрально нагруженного фундамента.

Реактивная эпюра отпора грунта при расчете жестких фундаментов принимается прямоугольной. Тогда из уравнения равновесия: Сложность в том, что обе части выражения содержат искомые геометрические размеры фундамента. Но в предварительных расчетах вес грунта и фундамента в ABCD заменяют приближенно на: ,где γm – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах; γm=20 кН/м3;d – глубина заложения фундамента, м.

,А - необходимая площадь подошвы фундамента.

Отсюда определяем b(в зависимости от формы фундамента, для ленточного берется площадь на 1 п.м.)После предварительного подбора ширины подошвы фундамента b=f(Ro) необходимо уточнить расчетное сопротивление грунта – R=f(b, φ, c, d, γ).Зная точное R. Снова определяют b. Действия повторяют, пока два выражения не будут давать одинаковые значения для R и b. После того. Как был подобран размер фундамента с учетом модульности и унификации конструкций проверяют действительное давление на грунт по подошве фундамента.

Р.

Чем ближе значение PII к R, тем более экономичное решение.

Этой проверкой мы проверяем возможность расчета по линейной теории деформации грунта.

7.Фундаменты на естественном основании. Класс-ся по мат-у: 1) бет, 2) ж/б, 3) кирп, 4) бут, 5) из пиленого камня/Класс-ся по назн-ю: 1) под зд. 2) под соор. 3) под оборуд.Класс-ся по констр-ии:1.Отдельные стак-ого типа (бесстаканные, стаканные). Столбы с развитой оп-ой частью, перед-ие на грунт соср-ыенагр-и от колонн, углов зд., опор рам, арок и др. Для уст-ки колонн – углубления – «стаканы»2.Ленточные (параллельные, перекрещивающиеся в плане). Прим-ся для передачи нагр-ок от протяж-х эл-овстр-ыхконстр-ий (стен, оп-ых рам оборудования и др.)3.Сплошные (плитные (гладкие, ребристые); коробчатые). Сооружают под всей S зд.4.Массивные под башни, мачты, тяжело нагр-ые опоры, машины, станки. Фундаменты могут быть монолитного или сборного исполнения.Отдельные-под колонны,опоры рам ,столбы.Ленточные применяют для в зданиях и сооружениях для передачи погонной нагрузки.Массивные фундаменты применяют под тяжело нагруженные опоры искусственных сооружений(мостовые опоры,мачты).

8.Расчет жестких фундаментов на естественном основании по II предельному состоянию. Расчет по 2й гр. пред состояний вып-ся для предотвращения образ-я чрезмерного / продолжит раскрытия трещин и для ограничении чрезмерных перемещений (прогибов, углов перекоса, поворота) фунд с обязат. учетом влияний деф-ций и устойчивости грунтов основания. Для расчета основ-й по 2 гр. пред сост-й необхзн размеры подошвы фунд и передаваем на грдавление.Центр-нагруженнфунд – у кот равнодействующвнешннагр проходит ч/з центр тяжести его подошвы. Обычно вертикнагр на фунд N0 задается на ур его обреза, чаще совпадающ с отм. планировки. Суммарн давление на основ-ие на ур подошвы фундопр-ся по форм: р=N0/A+ d, где А – площадь подошвы фунд, -ср знач-е уд веса фунд и гр на его обрезах (для ж/б =20кН/м3), d – глубина залож-я фунд. Если принять р=R0 (давл-е под подошвой фунд = расчсопр-ю гр основ-я), то зависим-ть для опред-ияориентировочн размеров подошвы фунд: А=N0/ (R0- d); . Затем уточн-т расчсопр-ие основ-я, подставляя в форм.принятые размеры подошвы фунд. Конструирование тела фунд производят в соотв-ии с нормами на проектир-е бет и ж/бконстр-ций. Высоту фундопр-т, учит след факторы: 1. усл-я произв-ва работ – верх грань фунд выводится на отн. отм. -0,150м; 2. конструктивнсоображ-я – размещение колонн в фунд, миним толщ дна стакана; 3. прочность мат-ла фунд. После уточнения всех размопр-т ср. давл-е в подошве фунд и проверяют усл-е: , где N0 – вертик. нагр на фунд; Nf – вес фунд; Ng – вес гр на обрезах фунд; b и l – разм подошвы фунд; R – расчсопр-иегр основания. Окончат размфундопр-т на основ-и его расчета по деф-циям.

9.Расчет фундаментов на естественном основании по I предельному состоянию.Расчет по 1й гр. пред состояний вып-ся для предотвращ-я: 1. все возможн виды разрушения самого фунд от наиб невыгодных сочетаний силовых факторов и неблагоприятнвозд-й применительно к общим треб-ям для строит-х констр-ций и материалов, из которых они изготовлены; 2. все возможные потери устойчивости фунд вместе со зд-м и сооруж-м;провер-ся устойчивость: на глубинный сдвиг, на плоский сдвиг, против смешанного сдвига, когда под одной частью сооружения происходит плоский, а под другой (за счет развития местных пластических деформаций) глубинный сдвиг, на опрокидывание сооружений с высоко расположенным центром тяжести (мачты, дымовые, трубы, водонапорные башни и др), против всплывания при заложении фундамента ниже у.п.в (тонкостенные оболочки, подземные резервуары), когда во время производства работ сооруж-е полностью не загружено. Эти расчеты произв-ся от действия на фундгоризонтальнойнагр. Плоский сдвиг происх при перемещ-иифунд/сооруж-я по поверх-ти основания при отсутствии пластических деформаций гр под всей / под частью площади подошвы. Плоский сдвиг возникает в тех случаях, когда силы трения гр по контакту подошвы фундамента с гр< действующих горизонтальных сил.(см. п.? СНиП “Основания зд-й и сооруж-й”) Расчет фундамента на сдвиг по подошве произв-ся из усл-я: где и - суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих, определенных с учетом активного и пассивного давлений гр на боковые грани фунд; и - коэфф-т усл-й раб и надежности по назнач-ю. , , где QI – составляющая расч. нагрузок на фунд, параллельн. плоскости сдвига; Eа и Ep – составляющие равнодействующих активного и пассивного давлений гр на боковые грани фунд; NI – сумма расч. нагрузок, параллельн. плоскости сдвига; U – сумма гилростатическ. противодавления подземн вод выше подошвы фунд; b и l – шир и длфунд; cI – расч. уд.сцепление гр; f – коэф трения бет/камен кладки о гр (зависит для бет с шероховатой поверх-ю – от угла внутр трения φ; для гладкой поверх-ти – от вида гр и показ-ля текучести).Если на небольшой глубине от подошвы залегает слой слабого гр, то дополнит. проверяют возможн-ть скольжения сооруж-я по этому гр. Проверка на сдвиг произв-ся для разл. этапов возвед-я и эксплуатации зд-я.Проверка на опрокидывание произв-сяотн оси, проходящ ч/з наружн грань подошвы фунд. Явл-сяформальной, т.к. опрокидывание фунд / сооруж-я возм. только при возведении их на жестком (скальном основании). На сжимаемом основании возникает крен фунд и точка вращения перемещ-ся к центру вращения его подошвы.

10.Свайные фундаменты. Классификация. Сваей называют погруженный в готовом виде или изготовленный в грунте стержень, предназначенный для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания. Отдельные сваи или группы свай, объединенные поверх распределительной плитой или балкой, образуют свайный фундамент. Распределительные плиты или балки, объединяющие головы свай, выполняются, как правило, из железобетона и называются ростверками. Ростверк воспринимает, распределяет и передает на сваи нагрузку от расположенного выше сооружения.

Типы свайных ростверков: а, б – низкий; в – высокий

Свая, находящаяся в грунте, может передавать нагрузку от сооружения либо через нижний конец (пята), либо совместно с боковой поверхностью сваи за счет трения последней об грунт. В зависимости от этого, по характеру передачи нагрузки на грунт сваи подразделяются на

а) сваи-стойки

б) висячие сваи (сваи трения)

Рис.11.2. Схемы передачи нагрузки сваями на грунты основания:

а – сваи-стойки ; б – висячие сваи

К сваям-стойкам относятся сваи, прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на практически несжимаемые или малосжимаемые грунты (крупнообломочные грунты с песчаным наполнителем, глины твердой консистенции). Такие сваи практически всю нагрузку передают через нижний конец, т.к. при их малых вертикальных перемещениях не возникают условия для возникновения сил трения на ее боковой поверхности.

К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Под действием продольной силы (N) свая получает перемещение (дает осадку), достаточное для возникновения сил трения между боковой поверхностью сваи и грунтом. В результате нагрузка на основание передается как боковой поверхностью, так и нижним концом сваи. Несущая способность такой сваи определяется суммой сопротивления сил трения по ее боковой поверхности и грунта под острием:

По расположению свай в плане различают следующие виды свайных фундаментов:1.одиночные сваи применяют под легкие сооружения в качестве опор2.группы свай (свайный куст), устраивают под колонны или отдельные опоры конструкций, передающие значительные вертикальные нагрузки (рис. 11.3а).3.ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий и другие протяженные конструкции. 4.сплошные свайные поля устраивают под тяжелые сооружения башенного типа, имеющие ограниченные размеры в плане. Сваи располагаются в определенном порядке под всем сооружением (рис. 11.3 в).

11.Определение несущей способности сваи. Несущую способность Fd кН (тc), забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт (см. примечание к п.2.2), следует определять по формуле

Fd = cRA, где c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый c = 1;

A - площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая для свай сплошного сечения равной площади поперечного сечения, а для свай полых круглого сечения и свай-оболочек - равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров.

Расчетное сопротивление грунта R под нижним концом сваи-стойки, кПа (тс/м2), следует принимать:

а) для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, R = 20 000 кПа (2000 тс/м2);

б) для набивных и буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м, - по формуле

, где Rс,п - нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа (тс/м2);

g - коэффициент надежности по грунту, принимаемый g = 1,4;

ld - расчетная глубина заделки набивной и буровой свай и сваи-оболочки в скальный грунт, м;

df - наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной и буровой свай и сваи-оболочки, м;

в) для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки, - по формуле

где Rс,п, g то же, что в формуле (6).

Примечание. При наличии в основании набивных, буровых свай и свай-оболочек выветрелых, а также размягчаемых скальных грунтов их предел прочности на одноосное сжатие

12.Определение размеров ростверка, количества свай в фундаменте. Зависят от особ-й наземн. констр-ций, усл-й нагружения, числа и размещения свай. Сопряжение ростверка со сваями: 1) свободное – заделка головы сваи в ростверк на глуб. 5-10 см, в расчетах условно учит-ся как шарнирное сопряжение; 2) жесткое – верхн. часть головы сваи разбивается, обнаженная арм. замонолич-ся в ростверк вместе с неразбитой частью на глубmin 300 мм. Жесткое сопряжение предусм-ся если: 1. стволы свай располаг-ся в слабых гр; 2. сжимающ. нагрузка приложена с эксцентриситетом, выходящим за пределы ядра сечения; 3. на сваю действ-т гориз. нагр., перемещ-е от кот.при свободн. опирании> предельных; 4. в фунд. им-ся наклонные / составные вертик. сваи; 5. сваи работают на выдергивающ. нагр.

Ростверк вып-ся из монолитн / сборн. ж/б.

Высоту ростверка назнач-т согл. расчетам / по конструктивн. соображениям, равной h0+0,25, где h0 – величина заделки сваи, но не < 0,3 м.

Глубина залож-я подошвы ростверка д. назнач-ся в завис-ти от конструктивн. решений подземной части зд-я и опр-ся аналогично глуб. залож-я фунд. на естесств. основании.

Располож-е свай в плане под стенами: а) линейное в 1 ряд; б) линейное в 2 ряда; в) шахматное. Минимальн. расстояния: от края ростверка до оси крайней сваи – d, между осями свай (3-6)d, где d – диаметр сваи. Число свай опр-т, исх. из расчетн. нагр. на фунд и корректируют при их размещ-ии в плане.

13.Фундаменты на просадочных грунтах.

14.Фундаменты в условиях вечной мерзлоты.

Проектирование фундаментов на вечномёрзлых грунтах.

Существуют два принципа проектирования.1. Сохранение вечномёрзлого состояния грунтов.

Этот метод целесообразно применять в тех районах, где:

- М.М. имеет значительную мощность;

- сооружения выделяют значительные количества тепла и не занимают больших площадей в плане.Расчётно-теоретическое и конструктивное обоснование этого принципа было произведено в конце 20-х годов. Однако по такому методу строили здания ещё раньше (Чита, Иркутск). В настоящее же время этот метод является общепризнанным и универсальным, т.к. позволяет наилучшим образом использовать высокие строительные качества любых мёрзлых грунтов. По этому методу построено много промышленных сооружений и целые города (Норильск).

В результате наблюдений за зданиями, фундаменты которых были возведены по 1 принципу, было установлено, что граница М.М. под зданиями со временем поднимается (отсутствие растительности, солнечной радиации). Это способствует ещё большей устойчивости зданий. Стремясь как можно больше снизить влияния теплового выделения здания на мёрзлые грунты, прибегают к проектированию зданий на столбчатых и свайных фундаментах.

Устойчивость фундаментов определяется из условия:

где Q– нормативная сила, удерживающая фундамент от выпучивания;

N – нормативная нагрузка от веса сооружения;

τсм– нормативная величина сил смерзания грунта к боковой поверхности фундамента, кг /см2;

q – нормативная нагрузка от веса сооружения и грунта на его уступах;

с – коэффициент однородности и условий работы.

1 – коэффициент перегрузки постоянной нагрузки = 0.9;

2 – коэффициент перегрузки сил пучения = 1.1;

2. Допущение протаивания грунта под зданием (второй принцип строительства).

Осуществляется двумя методами:

а) метод приспособлений конструкций фундаментов и надфундаментных строений к неравномерной осадке оттаивающих грунтовых оснований (конструктивный метод).

Применяется:

1.температура вечномерзлой толщи грунтов близка к «0°C »;

2.грунт при оттаивании относительно мало просадочныSSu (как правило, относится к гравилистым, щебёночным или песчаным грунтам).

Если величина осадок окажется > допускаемых величин, то переходят к:

б) методу предпостроечного оттаивания - уменьшение осадки оттаявших грунтов осуществляется путём предварительного уплотнения под действием собственного веса.

Применяется:

1.основание сооружения имеет неоднородные по сжимаемости в мёрзлом и талом состоянии грунты;

2.проектируемое сооружение имеет сосредоточенные избытки тепла (неравномерность оттаивания основания).

Необходимо помнить, что применение того или другого принципа строительства зависит:

1.от особенностей возводимых сооружений;

2.геокриологических условий места постройки.

Следует иметь в виду, что строить сооружения надо одним из двух принципов.

Не в коем случае не смешивать эти принципы, как для соседних зданий и сооружений, так и для сооружений, расположенных в одном и том же районе. И особенно это относится для отдельного сооружения.

МЕРОПРИЯТИЕ: ЭЛЕКТРООСМОС

Электроосмос применяется в водонасыщенных связных грунтах, а также для предварительного (превентивного) оттаивания мерзлых (в том числе и вечномерзлых) грунтов.

Также как и при электрохимическом закреплении в основание погружаются электроды: (+) анод в виде металлического стержня и (-) катод в виде перфорированной трубы. При пропускании постоянного тока через глинистый (мерзлый) грунт, последний теряет связную воду, которая получает перемещение (миграцию) в сторону отрицательного электрода (катода). Скопившаяся свободная вода у катода откачивается через перфорированный электрод-трубу.

Процесс закрепления по данной методике зависит от времени пропускания тока через грунт и сопровождается частичным разрушением металлического стержня-анода.

В результате проведения подобных работ в закрепляемом грунте происходят:

1. Уменьшение влажности.

2. Частичное уплотнение.

15.Методы строительства на слабых грунтах. Иногда здания и инженерные сооружения возводят на слабых грунтах, характеризуемых сильной и неравномерной сжимаемостью. К ним относятся насыпные грунты, илы, торфянистые и слабоуплотненные глинистые грунты (озерно-ледниковые ленточные глины и суглинки, супеси и суглинки, содержащие органику и др.). Осадка зданий на таких грунтах вызывается их уплотнением, вспучиванием или разрушением.

Здания и сооружения с различной жесткостью и прочностью конструкций и узлов неодинаково чувствительны к неравномерным осадкам. Так, более гибкие сооружения, следующие за перемещением поверхности грунта, деформируются почти без дополнительных усилий в конструкциях. В жестких узлах каркасных зданий возникают дополнительные усилия при неравномерных осадках фундаментов, жесткие высокие сооружения (телевизионные башни, дымовые трубы, водонапорные башни и др.) при неравномерных деформациях основания сооружения испытывают крен. Когда конструкции не способны воспринять дополнительные усилия, в них появляются трещины и в сечениях с трещинами резко снижается жесткость.

Вследствие сложности расчета неравномерно сжимаемого основания совместно со зданием можно назначить конструктивные мероприятия, направленные на уменьшение чувствительности конструкций к неравномерным осадкам.

Для уменьшения влияния ожидаемой неравномерности осадки принимают следующие меры: изменение заглубления подошвы фундаментов из расчета одинаковой мощности сильносжимаемого грунта ниже подошвы; изменение площади подошвы фундаментов с учетом будущих осадок; использование верхнего более плотного слоя в качестве распределительной подушки (при его наличии); замена верхнего слоя слабого слоя грунта на песчаную подушку; выполнение более глубокого подвала в части здания, осадка которой ожидается больше соседних частей.

16.Усиление и реконструкция фундаментов. Усиление оснований и фундаментов осуществляется при реконструкции зданий и сооружений дляпредотвращении осадок ниже допустимых.

Под реконструкцией фундаментов зданий и сооружений понимается выполнение работ, проводимых в связи с изменением геометрических размеров зданий, возрастанием постоянных или временных нагрузок, устройством подземных сооружений в пределах габаритов здания, а также восстановлением (усилением) несущей способности оснований и фундаментов, утраченной вследствие суффозии, колебания уровня подземных вод и др., а также возникшими деформациями конструкций и их износом.

Надежность работы реконструируемых зданий обеспечивается совместной работой системы «основание, фундамент — подземные конструкции». Дефекты в работе сооружений — следствие полного или частичного нарушения надежного взаимодействия элементов этой системы:

- суффозионные процессы, а также колебания УПВ (уровня подземных вод), вызванные изменением гидрогеологических условий в районе расположения здания, атмосферными водами, аварийными и систематическими утечками из коммуникаций;

- проявлениекарстовыхдеформаций;

17. Конструкции фундаментов сверхглубокого заложения.определяется способом их возведения.В настоящее время применяются следующие типы фундамен¬тов глубокого заложения: а) массивные опускные колодцы; б) и в) опускные сваи и колодцы-оболочки из сборных железобетон¬ных секций; г) кессонные фундаменты (рис. 219).

Массивные и сборные опускные колодцы целесообразны в слу¬чаях заложения подошвы фундамента в грунтах, не содержащих крупных включений.Опускание массивных колодцев происходит под действием собст-венного веса, по мере удаления грунта из внутренних полостей. Колодцы-оболочки опускаются с помощью мощныхвибропогру-жателей. Опускание идет одновременно или последовательно с удалением грунта1 из внутренней полости,Стенки опускных колодцев удерживают от обрушения приле-гающий к фундаменту грунт. По достижении проектной отметки внутренние полости колодца заполняются бетоном, и в процессе эксплуатации стенки и заполнение представляют собой единый, совместно работающий массив.СогласноНиТУПМ, оболочки размерами 0,8 ,«<d<2,0 м называют сваями-оболочками, при d > 2,0 м колодцами-обо¬лочками; первые применяются как в вертикальном, так и в на-'клонном положении, а вторые — только в вертикальном.В последнее время опускные сваи и колодцы-оболочки полу¬чают широкое распространение в мостостроении.Кессонные фундаменты следует использовать в водонасыщен¬ных грунтах с включениями больших размеров (валуны, стволы погребенных деревьев и т. п.), когда сваи и опускные колодцы не могут быть применены.

Условия работы в кессоне, из камеры которого давлением сжа-того воздуха удалена вода, позволяют разбить (или подорвать мелкими зарядами) и вынуть любое препятствие.

Однако кессонные фундаменты дороги и, что самое главное, работа в камере кессона при повышенном давлении воздуха вредна для людей. Поэтому применяются они в настоящее время в исклю¬чительныхслучаях.Приопирании на скальные грунты сваи-оболочки заделываются в основание путем разбуривания скважин больших диаметров. (более 0,8) специальными агрегатами и последующего заполнения этих скважин бетоном (см. рис. 219,в).

18.Технология возведения фундаментов на естественном основании.Для устройства фундаментов на естественном основании применяют пять технологических схем. По первой и второй схемам фундаменты монтируют башенным краном или краном-нулевиком, а по третьей, четвертой и пятой схемам предусмотрено возведение фундаментов с помощью стреловых кранов. Выбор схем, а следовательно, последовательность работ по возведению фундаментов зависят от наличия парка строительных машин и геометрических размеров здания.Возведение отдельно стоящих фундаментов. Отдельно стоящие фундаменты могут быть бесстаканного и стаканного типа, сборными и монолитными. Столбчатые фундаменты устраивают под многоэтажные здания, когда нагрузка на основание незначительна, а также при заложении фундаментов на большой глубине. Столбчатые фундаменты широко применяют под колонны, столбы гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий с полным и неполным каркасом.Монолитные железобетонные и бетонные фундаменты возводят по слою щебня толщиной 5...10 см, втрамбованного в грунт. Затем устанавливают опалубку по разбивочным осям, укладывают арматуру, каркасы и осуществляют процесс бетонирования (см. «Бетонные и железобетонные работы»).Возведение ленточных фундаментов. Ленточные фундаменты возводят из бутовой и кирпичной кладки, бутобетона, монолитного бетона и железобетона, сборных бетонных и железобетонных элементовМонтаж фундаментных блоков начинают с угловых и маячных. Расстояние между маячными блоками 20 м. При укладке фундаментных блоков необходимо следить, чтобы нанесенные на блоки риски совпадали с осью здания и чтобы верх всех укладываемых блоков находился в одной горизонтальной плоскости. Вертикальные швы между блоками заливают цементным раствором после укладки первого ряда блоков.

Стеновые блоки монтируют горизонтальными рядами на всей захватке в той же последовательности, что и фундаментные блоки.Возведение сплошных и массивных фундаментов. Сплошные (плитные) фундаменты устраивают при больших нагрузках и слабых грунтах под всей площадью здания или сооружения. Такие фундаменты представляют собой сплошную монолитную железобетонную плиту — ребристую или безбалочную. Сплошные и массивные фундаменты выполняют в опалубке. Перед установкой опалубки разби-вочные оси переносят на грунт. Опалубку фундаментных массивов больших размеров устраивают в виде каркаса.

19.Технология возведения свайных фундаментов.

Подготовка площадки, срез верхнего слоя почвы или насыпи.

Разработка и изготовления котлована.

Закрепление осей свай.

Забивка или изготовление свай.

Срубка голов свай.

Заключительным этапом производства фундамента является возведение ростверки (верхняя часть свайного или столбчатого фундамента, распределяющая нагрузку на основание.

20.Искусственные основания.устраивают для повышения несущей способности грунта или для передачи нагрузок на слои грунта, имеющие большую прочность, но залегающие на глубине ниже подошвы фундамента. Для поверхностного уплотнения слабого грунта применяют пневматические трамбовки, а также трамбовочные плиты массой 1-2 т, подвешиваемые к стрелам кранов и сбрасываемые с высоты 3-4 м. Грунт при этом уплотняется на глубину до 1 м и более. На больших площадках грунт можно укатывать катками. Песчаные грунты целесообразно уплотнять поверхностными вибраторами, для глинистых грунтов этот способ менее эффективен.

Для глубинного уплотнения слабых грунтов используют песчаную или гравийно-песчаную смесь. В грунт вибропогружателем забивают стальные трубы диаметром 400-500 мм, снабженные внизу наконечником, раскрывающимся при вытаскивании труб на поверхность. Трубы погружают в грунт, заполняют песком или гравийно-песчаной смесью, а затем извлекают. При подъеме труб под воздействием вибрации песок или смесь уплотняется, причем зона уплотнения грунта равна примерно трем диаметрам скважины. Цементацию грунта выполняют путем нагнетания в грунт по заранее забитым перфорированным трубам жидкого цементного раствора или молока с последующим извлечением. Раствор, проникая в поры грунта, затвердевает и образует прочный массив. Цементации подвергают грунты, состоящие из крупных и средних песков. Силикатизацию грунта осуществляют путем нагнетания (как и при цементации) жидкого стекла и хлористого кальция. Этот способ применяется при упрочнении песков, пылеватых песков и лёссовых грунтов. При силикатизации пылеватых песков в раствор жидкого стекла добавляют фосфорную кислоту. В крупнозернистые пески и трещиноватые скальные породы для упрочнения и прекращения фильтрации воды нагнетают горячий битум; средне- и мелкозернистые пески могут закрепляться холодной битумной эмульсией. В некоторых случаях слабый грунт под фундаментами удаляют, заменяя его более прочным, т. е. создают подушку. В малоэтажном строительстве устраивают песчаные подушки из среднего и крупного песка с вибрацией и увлажнением. Подушки могут выполняться также из гравия, камня и цементно-грунтовой смеси.

21.Способы улучшения оснований.1. Устр-во грунтов.подушек – для частичной замены сильносжимаемых гр. в основании зд-я. Вып-т из гравия, крупн. и ср. песка, щебня, шлака, минер.отходов. С пом. них недостатки слабого гр. компенсир-ся за счет располож-я в прочном гр. наиб.норм. напряж-й и зон сдвигов. Размеры гр. подушки опр-ся расчетом. Толщина опр-ся из усл-й: 1. осадка подушки и нижележащ. слоев не д.б. >предельн.; 2. по подошве подушки д. вып-сяусл-е σzg+ σzp≤Rz, где σzg – вертик. напряж-е от собств. веса гр, σzp – вертик. напряж-е от внешн. нагр, Rz – расч. сопр-ие слабого гр. Размеры гр. подушки рассчит-ся из усл-я обеспечения устойчивости слабого гр. от действия гориз. сил; д. вып-сяусл-е Еп<Еа, где Еп – пассивное давление слабого гр, Еа – активное давление гр. подушки: Еа= Еа'+ Еа'', где Еа' – распор гр. подушки с учетом действия равномерно распределенной нагр от гр, лежащ. выше подушки, Еа'' – распор гр. подушки от нагр, передаваем.фунд. Для обеспеч-я устойчивости подушки пров. усл-е: Еп/( Еа'+ Еа'')≤1,2-1,5. 2. Прим-е шпунтового огражд-я – прим-ся, если есть опасность выпирания слабого гр. из-под фунд. в стороны. В гр. забивают шпунтов.огражд-е с заделкой его в фунд. плиту с укладкой дренирующей прослойки. Но в этом случае возм. большая осадка основ-я, поэтому это приемлимо для зд-й, допускающих развитие значит.осадок.3. Созд-е боковых пригрузок (насыпь) – в зонах возм. выпирания гр. Вып-ся для обеспеч-я устойчивости зд-й, построен.на поверх-ти таких насыпей. Гр. отсыпают слоями, выс. опр-ся расчетом. =>>устойчивость основ-я.

4. Армирование гр – заглубление в гр. анкерныхустр-в. Прим-т при возвед-иисооруж-й для восприятия внешн. выдергивающих усилий, если есть необх-ть крупных строит.работ нулевого цикла (устр-во глубоких котлованов в близости от сущ-х зд-й, при реконструкции зд-й в стесненных усл-х).

22.Технология устройства буровых свай.Формирование скважин в пористых маловлажных лессовых грунтах за счет уплотнения и вытеснения грунта с помощью раскатчика было предложено в СССР В.И. Феклиным. Немецкая фирма “Bauer” в развитие данной технологии разработала комплект оборудования для раскатки и бетонирования скважин в слабых водонасыщенных грунтах. При этом технология изготовления свай вытеснения системы Bauer включает выполнение скважины для сваи без извлечения грунта за счет его уплотнения рабочим органом, который представляет собой конус с винтовой лопастью. Конус закреплен на конце буровой трубы (фото 2).

Рис. 1. Устройство буронабивной сваи с применением бурового шнека:

1. Бурение шнеком

2. Подача бетона и извлечение шнека

3. Заполнение скважины бетоном

4. Установка арматурного каркаса

При погружении рабочего органа грунт вытесняется в стороны и вокруг скважины образуется уплотненная зона, размер которой зависит от свойств грунта, скорости погружения и конструкции рабочего органа.

За счет опрессовки грунта вокруг скважины несущая способность свай Bauer становится значительно больше в сравнении с традиционными буровыми сваями. По данным разработчика технологии, трение по их боковой поверхности примерно на 30% больше, чем у буровых свай, а сопротивление сжатию под их острием увеличивается на 50–70%. При достижении буровой трубой с рабочим органом проектной отметки производится подача бетонной смеси под давлением, которое на выходе из бетононасоса суммируется с весом бетонного столба. После этого производится вдавливание арматурного каркаса при помощи вибропогружателя.