Основные элементы и классификация фундаментов мелкого заложения

 

Основным признаком фундамента мелкого заложения является характер передачи на грунт нагрузки от надземного сооружения или, например, в случае водопропускной трубы, от сооружения, опирающегося на этот фундамент (с учетом веса насыпного грунта). Основным рабочим элементом фундамента мелкого заложения является его подошва. Контакт подошвы с грунтом и степень сжимаемости основания полностью определяют качество работы фундаментной части сооружения. В транспортном строительстве, как правило, фундаменты мелкого заложения заглубляются в грунт на глубину не более шести метров. Но это, конечно, условный критерий.

Технологическим признаком фундаментов мелкого заложения является то, что сооружаются они, как правило, в открытых котлованах, разработанных до подошвы фундамента, а, в случае необходимости, устройства конструктивной подготовки, и ниже указанной отметки.

На рис. 3.1 приведена схема фундамента мелкого заложения. Основными показателями фундамента мелкого заложения являются следующие отметки и размеры:

1. отметка обреза фундамента - ;

2. отметка подошвы фундамента - ;

3. глубина заложения фундамента , ( - отметка уровня планировки или уровня местного размыва);

4. размеры сечения надземной конструкции в уровне - ширина и длина ;

5. размеры подошвы фундамента в уровне - ширина и длина ;

6. высота фундамента .

Рис. 3.1. Фундаменты мелкого заложения: а - на суходоле с развитием, б - на местности, покрытой водой, без развития.

Основным критерием, по которому различают типы фундаментов мелкого заложения, являются условия работы тела фундамента на изгиб. И здесь различают два типа фундаментов - жесткие и гибкие. Классификационным показателем для данного деления фундаментов на типы служит угол a развития фундамента. Если в уровне обреза фундамента внешняя нагрузка передается на сечение шириной , а подошва фундамента высотой имеет ширину , то линия, соединяющая отрезки и называется линией развития фундамента, а угол наклона этой линии к вертикали называется углом развития фундамента. Фундаменты, выполненные из бетона или бутобетона, считаются жесткими, если угол развития не превышает 30°. Установлено, что прочность таких фундаментов обеспечена и, поэтому, расчет прочности тела фундамента можно не производить. Исключение могут составлять лишь случаи опирания фундаментов на скальные грунты, прочность на сжатие которых превосходит соответствующую прочность материала фундамента. Если угол развития фундамента превышает граничное значение 30°, то такой фундамент считается гибким и для него требуется выполнить расчет прочности тела фундамента на изгиб.

Пространство, заключенное между сечениями в уровне обреза и в уровне подошвы фундамента и ограниченное плоскостями развития фундамента, должно быть заполнено материалом фундамента. Это может быть сплошное монолитное тело, может состоять из сборных элементов, а может представлять некоторое сочетание указанных двух вариантов. Соответствующие этим случаям фундаменты мелкого заложения называются монолитными, сборными или сборно-монолитными.

По соотношению габаритных размеров фундамента - высоты , ширины и длины подошвы, различают отдельно стоящие, ленточные и плитные фундаменты.

Для отдельно стоящих фундаментов указанные размеры имеют один порядок и определяют пространственные условия работы конструкции. Таковы, например, массивные жесткие фундаменты опор мостов (рис. 3.2).

Для ленточных фундаментов характерно значительное превышение длиной фундамента его ширины и высоты: (рис. 3.3).

Рис. 3.2. Отдельные жесткие фундаменты: а - монолитные, б - сборные

 

На однородном по геологическому строению основании работа ленточного фундамента отвечает условиям плоской деформации или же рассматривается как работа балки на упругом основании. Здесь имеет значение, чтобы в поперечной плоскости угол развития конструкции фундамента не превышал 30°, т.е. фундамент был жестким.

Рис. 3.3. Сборный ленточный фундамент стоечной опоры путепровода

 

Плитные фундаменты (рис. 3.4) имеют значительно превосходящие их высоту размеры подошвы: . Такие фундаменты рассматриваются как плиты на упругом основании. В любой вертикальной плоскости плитные фундаменты являются гибкими.

Рис. 3.4. Фундамент из сплошной железобетонной плиты под водонапорной башней

 

Фундаменты мелкого заложения транспортных сооружений выполняют преимущественно из бетона и железобетона. Реже применяется материал - бутобетон. Бетонная кладка может применяться только в жестких фундаментных конструкциях. Для сооружения тела фундаментов используются бетоны марки по прочности не ниже B20, по водопроницаемости не ниже W4 и по морозостойкости не ниже F200. Железобетонные подушки и блоки изготавливаются на заводах железобетонных изделий в соответствии с артикулом.