Виды фундаментов мелкого заложения

Большинство владельцев загородных участков хотят сэкономить на строительстве собственного жилого дома. В этом случае рекомендуется возводить ФМЗ. В сравнении с глубокозаглубленными основаниями, он обходится существенно дешевле без риска разрушения всей постройки. Классификация фундаментов мелкого заложения предполагает четыре вида оснований – ленточные, столбчатые, плитные и монолитные. Каждый обладает своей спецификой применения, и подбирается исходя из расчетных данных.

№ 9 ЕМТИХАН БИЛЕТІ/ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ

1. Теоретические основы расчета осадок оснований фундаментов

Постановка задачи. Рассмотрим наиболее простой случай вза­имодействия фундамента неглубокого заложения с однородным грунтовым основанием. При глубине котлована менее 5 м дефор­мациями разгрузки грунта ввиду их малости можно пренебречь. Ограничимся задачей определения конечной стабилизированной осадки основания от действия нагрузки, передаваемой на грунты через подошву фундамента.

Рассматривалась расчетная схема такой задачи. Далее, было установлено, что для расчетов напряже­ний допускается определять контактные напряжения в уровне подо­швы фундамента по формулам внецентренного сжатия. Полученная таким образом эпюра контактных напряжений рассматривалась как абсолютно гибкая местная нагрузка, заменяющая действие фун­дамента на грунты основания. С учетом сказанного характерные расчетные схемы этой задачи представлены.

В случае плоской задачи при внецентренном нагружении фун­дамента эпюра контактных напряжений будет иметь вид трапеции с переменной интенсивностью напряжений р(х). В стороны от подошвы фундамента будет действовать пригрузка, равная природ­ному давлению на глубине заложения фундамента q=yd, где у - удельный вес грунта. Как указывалось до строительства сооружения в любой точке основания существовали напряжения, обусловленные весом вышележащей толщи. Будем счи­тать, что грунты строительной площадки сформировались давно и их самоуплотнение под действием природного давления к периоду строительства завершилось. Тогда осадку поверхности основания в уровне подошвы фундамента будет вызывать уже не полное давление р(х), возникшее после строительства сооружения, а лишь различные виды эпюр дополнительного давления.

2 Явления, происходящие в грунтах при динамических воздействиях

1.1. Распространение колебаний в массиве грун

Величина распространения колебаний в грунте зависит от источника колебаний и состояния среды.

Любое сооружение, попавшее в зону вибрации, начинает само вибрировать. Опасны резонансные явления, т.е. совпадение собственных частот колебаний с вынужденными колебаниями в грунтовой среде.

1.2. Уплотнение грунта

В большей степени характерно для песчаного грунта.

В общем случае S = S _стат. + S _динам.

S _динам. - может быть упругой или (упругой + остаточной), в зависимости от вида динамического воздействия.

1.3. Разжижение водонасыщенных песков

При динамических воздействиях грунтовая вода будет то вытесняться из пор, то засасываться, переходя в колебательные движения.

Если скорость движения воды будет создавать гидродинамический напор равный весу частиц песка, то песок будет испытывать взвешивающие действие воды, переходя в плывунное состояние.

 

При взрывныхработах на расстоянии 200 м от плотины, водонасыщенный песок плотины перешел в плывунное состояние. Сооружение потеряло устойчивость, т.к. угол откоса грунта составил всего 4°.

1.4. Тиксотропные явления (характерны для глинистого грунта)

При динамических воздействиях происходит нарушение структуры глинистых грунтов, с уменьшением характеристик С, Е₀.

При снятии динамических нагрузок глинистый грунт может вновь восстанавливать прежнюю структуру, т.е. проявляет тиксотропные свойства (выполнение стены в грунте под глинистым тиксотропным раствором).

3. Классификация свайных фундаментов

о способу заглубления в грунт различают следующие виды свай:

1. забивные железобетонные,деревянные и стальные,погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов,вибропогружателей,вибровдавливающих и вдавливающих устройств,а также железобетонные сваи-оболочки,заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью;

2. сваи-оболочки железобетонные,заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;

3. набивные бетонные и железобетонные,устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины,образованные в результате принудительного отжатия (вытеснения) грунта;

4. буровые железобетонные,устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;

5. винтовые.

Сваи в грунте

По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи-стойки и висячие. К сваям-стойкам надлежит относить сваи всех видов,опирающиеся на скальные грунты,а забивные сваи,кроме того,на малосжимаемые грунты.

К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным,а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации более 50000 кПа. Силы сопротивления грунтов,за исключением отрицательных (негативных) сил трения на боковой поверхности свай-стоек,в расчетах их несущей способности по грунту основания на сжимающую нагрузку не должны учитываться.

К висячим сваям следует относить сваи всех видов,опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.
Отрицательными (негативными) силами трения называются силы,возникающие на боковой поверхности сваи при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз.
Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м и сваи-оболочки диаметром 1 м и более следует подразделять:

1. по способу армирования –на сваи и сваи-оболочки с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него;

2. по форме поперечного сечения –на сваи квадратные,прямоугольные,таврового и двутаврового сечений,квадратные с круглой полостью,полые круглого сечения;

3. по форме продольного сечения –на призматические,цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные,трапецеидальные,ромбовидные);

4. по конструктивным особенностям –на сваи цельные и составные (из отдельных секций);

5. по конструкции нижнего конца –на сваи с заостренным или плоским нижним концом,с плоским или объемным уширением (булавовидные) и на полые сваи с закрытым или открытым нижним концом или с камуфлетной пятой.

 

№ 10 ЕМТИХАН БИЛЕТІ/ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ

1. Последовательность проектирования основания и фундаментов

1. Изучение геологических характеристик строительной площадки.

Для составления грамотной оценки грунта нужно знать:

 

• Глубину и концентрацию залегания почвенных вод.
• Возможную деформацию под влиянием геологических изменений (землетрясения, оползни, наводнения и др.).
• Трансформации грунта при смене сезонов.
• Химический состав почвы.

При закладке фундамента на участках с высоким уровнем грунтовых вод, необходимо планировать применение специальных гидроизоляционных материалов.

2. Изучение проекта будущего здания

Проектирование фундамента дома напрямую связано с формой и типом будущей постройки. Нужно знать размеры здания, его планировку и количество этажей, в том числе и подземных. На выбор определенного типа фундамента влияет используемый при строительстве материал, устойчивость конструкции и форму эксплуатации. Эти данные, а также все расчеты и схемы можно получить при ознакомлении с проектом здания.

3. Расчет нагрузок

Уровень и коэффициент нагрузки на фундамент рассчитывается отдельно по всем элементам конструкции, которые потом суммируются в общий показатель. Также степень нагрузки определяется по показателям статических расчетов.

4. Определение «черновых» габаритов фундамента

Рассчитываются промежуточные размеры основания и его технические характеристики. Данные для этого берутся на основании геологии грунта, методов будущего строительства и назначения постройки в процессе эксплуатации.

5. Оптимизация размеров фундамента по усадке

На этой стадии проводятся вычисления для конкретных параметров и габаритов постройки, учитываются действительные нагрузки. Теперь можно узнать предстоящую степень усадки основания. Полученные данные сопоставляются с допустимыми нормами возможной деформации будущей конструкции. В случае необходимости, вносятся изменения и корректировка в размерах или форме постройки.

6. Выполняются проверочные расчеты

Определяется прочность фундамента и устойчивость всего здания. Внесенные в конструкцию изменения следует обосновывать с точки зрения вероятных деформаций.

7. Проводятся заключительные расчеты по проектированию фундамента, разрабатываются чертежи и схемы с указанием всех необходимых данных