Основные принципы проектирования фундаментов в различных геологических условиях

Каждая площадка строительства обладает специфическими особенностями, прежде всего сугубо индивидуальным напластованием грунтов. Это обстоятельство затрудняет оценку их влияния на выбор глубины заложения подошвы фундаментов. В связи с этим рассмотрим типовые схемы напластования, в которые можно сгруппировать все инженерно-геологические условия. Для схематизации все грунты делят на две условные категории: слабые и надежные (хорошие).

Слабыми называют грунты, если использование их в качестве основания при устройстве фундаментов в открытых котлованах не может обеспечить надежного существования проектируемого сооружения.

Надежными называют грунты, которые обеспечивают требуемое существование проектируемого сооружения.

Следует обратить внимание на относительность понятий «слабый» и «надежный» грунт. Эти понятия, как отмечено выше, связываются с проектируемым сооружением. Если сооружение легкое или несущие конструкции его допускают развитие больших и неравномерных осадок, то даже сильно сжимаемые грунты будут относиться к категории надежных. Наоборот, при возведении конструкций, не допускающих неравномерные осадки, а также тяжелых сооружений приходится считать слабыми даже грунты, обладающие средней сжимаемостью и с успехом используемые в основании обычных сооружений.

Рис.1 Схемы I—III напластования грунтов 1 — надежный грунт; 2 — слабый грунт

При указанном делении грунтов все многообразие их напластований можно представить в виде трех схем (рис1.).

Схема I. С поверхности на большую глубину залегают надежные грунты. Толща их может состоять из нескольких слоев. Строительные качества грунтов всех подстилающих слоев не ниже качества грунтов верхнего слоя толщи. Решением для такой схемы напластования грунтов является принятие минимальной глубины заложения подошв фундаментов, допускаемой при учете климатических воздействий и особенностей сооружения. Иногда за несущий принимают слой более плотного грунта, залегающий на некоторой глубине (рис. 2), если это решение экономичнее.

Схема П. С поверхности на некоторую глубину залегают один или несколько пластов слабых грунтов, ниже которых располагается толща надежных грунтов. При таком напластовании можно наметить ряд решений.

Простейшим решением является прорезка слабых грунтов и передача нагрузки на слои надежных грунтов (рис. 3,а). При высоких качествах надежного грунта сооружение можно опереть на столбы (рис. 3,б) или сваи (рис. 3,в). Сван при этом могут иметь различную длину в зависимости от каче­ства надежных грунтов. Легкие сооружения можно возводить на сваях, передающих нагрузку на слабые грунты (рис. 3,г). Слабые грунты могут быть уплотнены, заменены или закреплены (рис. 3,д). Иногда целесо­образно использовать слабые грунты в основании, понизив чувствительность несущих конструкций к неравномерным осадкам или уменьшив неравномерности осадок путем устройства сплошных фундаментных плит или ленточных фундаментов под колонны.

Схема III. На некоторой глубине слоистой толщи залегает один или несколько пластов слабых грунтов. В этом случае приемлемы решения, рассмотренные при напластовании грунтов по схеме II, однако приходится прорезать и верхний слой надежного грунта. При напластовании грунтов по схеме III верхний слой надежного грунта можно использовать в качестве распределительной подушки (рис. 4, а) или закрепить только слой слабого грунта (рис. 4,6).

Таким образом, тип и глубина заложения фундаментов существенно зависят от инженерно-геологических условий площадки строительства.

Рнс. 2. Варианты устройства фундаментов при наличии более плотных грунтов под "надежным" грунтом I — «надежный» грунт среднего качества; 2 —более плотный грунт

Рис 3Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме II

Рис. 4. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме III 1 — надежный грунт; 2 —слабый грунт; 3— зона закрепления; 4 — эпюра напряжений