14.4.8. Фундаменты в условиях пучинистых грунтов

На боковые грани верхней части фундаментов, распо­ложенной в пределах пучинистых грунтов, действуют силы мо­розного пучения, которые в некоторых случаях достигают зна­чительной величины и могут поднимать здания высотой три этажа и более. Вследствие этого фундаменты в условиях пуч-нистых грунтов необходимо рассчитывать на выпучивание. При расчете должно удовлетворяться условие

где т;* — расчетная удельная касательная сила пучения, зависящая от ха­рактера грунта и мощности деятельного слоя (значение Xfi, определяется по СНиПу или экспериментально); А/ь — расчетная площадь боковой поверх­ности фундамента в пределах расчетного деятельного слоя; F — расчетная постоянная нагрузка, действующая на фундамент (при определении F при­нимают коэффициент 0,9); y= — коэффициент условий работы, принимаемый равным 1; у„ — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1; F_r — расчетная сила, удерживающая фундамент от выпучивания.

Поскольку значения Xfh, определяемые по СНиПу, весьма ориентировочны, при крупных строительствах правильнее уста­навливать Xfh. экспериментально. Существует несколько методик определения хцг в полевых и лабораторных условиях. В поле­вых условиях требуется проведение эксперимента в течение нескольких зим, поскольку, как доказано Н. А. Перетрухиным, силы пучения, действующие на один и тот же фундамент, из года в год существенно варьируют.

В лабораторных условиях силы пучения иногда устанавли­вают аналогично определению сопротивления смерзания грунта с материалом, из которого делается фундамент. Это не совсем правомерно, так как развитие касательных сил пучения проис­ходит постепенно и в ходе процесса пучения верхние слои за-

*Цытович Н. А. Механика мерзлых грунтов (общая и прикладная). М.:Высшая школа, 1973.

364

а)

О

Рис. 14.11. Графики определения устойчивого сопротивления смерзания а — зависимость сопротивления сдвигу от времени ло мере перемещения грунта от* иоситслыю модели фундамента; б — зависимость устойчивого сопротивления смерзания

от температуры грунта

мерзшего грунта проскальзывают по боковой поверхности фун­дамента. В этом плане представляет интерес следующая мето­дика *. Для испытания используют специальный механизиро­ванный пресс, который позволяет перемещать грунт относи­тельно модели фундамента с постоянными скоростями, соответ­ствующими перемещению грунта при пучении относительно боковой поверхности фундамента. В результате таких опытов получаются графики зависимости касательных сил взаимодей­ствия между мерзлым грунтом и моделью фундамента от вре­мени t при определенной температуре Т (рис. 14.11,а). Как видно из графика, после возрастания нагрузки на прессе до момента сдвига грунта относительно модели фундамента силы взаимодействия убывают и стремятся к определенному преде­лу— устойчивому сопротивлению сдвигу примерзшего грунта x_sei. Это сопротивление и определяет касательные силы пуче­ния, т. е. следует принимать tfh = x_Set-

Проведение серии таких опытов при различных температу­рах с одним и тем же грунтом показало, что x_set в области исследованных температур зависит от абсолютного значения температуры линейно (рис. 14.11,6). Следовательно:

Г set = Ь + С | Т |,

где Ъ и с — параметры прямой; |Г| —абсолютное значение температуры, °0.

Зная среднюю температуру слоя промерзающего грунта, испытывающего пучение, можно найти Xfh и затем по этой же величине проверить устойчивость фундамента на выпучивание по условию (14.12).

Величина F_r зависит от сопротивления фундамента выпу­чиванию. Для свайных и столбчатых фундаментов без ушире-иий (рис. 14.12, а) при сливающемся деятельном слое значение

*Далматов Б. И. Воздействие морозного пучения грунтов на фундамен­ты сооружений. Л.: Госстройиздат, 1957,

365

₁

^Haf

Рис.

14.12. Схемы действия сил при выпучивании —сааи; б —отдельного фундамента с анкером

f_r = F_{Ti af} определяется по формуле

(14.13)

1=1

где л —число слоев, на которое разбивается массив вечномерзлого грунта в пределах фундамента; Raf.i—расчетное сопротивление смерзания ;-го слоя вечномерзлого грунта с боковой поверхностью фундамента, принимае­мое по данным изысканий или по таблицам СНиПа; Л_а]. /—площадь бо­ковой поверхности фундамента в пределах /-го слоя вечномерзлого грунта.

При несливающемся деятельном слое часть длины фунда­мента (сваи) ниже границы промерзания будет находиться в пределах талого грунта. Тогда

F_r = F_r. _a; + F_r. f,

где F_r. t —-расчетная сила, удерживающая фундамент от выпучивания, раз­вивающегося в пределах слоя талого грунта:

п Fr.f=Y,^Rf-l^Af-f> (14.14)

п — число слоев, на которое разбивается толща талых грунтов, соприкасаю­щаяся со'сваей (фундаментом); Rf./—расчетное сопротивление сдвигу бо­ковой поверхности сваи (фундамента) по грунту /-го слоя, принимаемое по табл. 11.3 с учетом коэффициентов условий работы грунта ло табл. 11.5 или 11.1; Af. i — площадь боковой поверхности сваи (фундамента) в пре­делах /-го слоя.

При возведении легких сооружений заглубление столбчатых фундаментов на 1 м в вечномерзлый грунт часто не гаранта-

3S5

рует их устойчивости на выпучивание. В связи е этим такие, фундаменты делают с анкерной влитой: (рис. 14.12,6)*. В этих условиях F_T. af определяют по выражению

Fr. af "RafA_af + 0,Ь7 R_shA_sh + Fa, (Ш5)

где Rai — расчетное сопротивление смерзания грунта с боковыми гранями анкерной плиты; Aaj — площадь боковых граней анкерной плиты; R_sh — расчетное сопротивление сдвигу массива мерзлого грунта над анкерной пли­той (принимается изменяющимся с глубиной но параболе); A_sn ■— Площадь поверхности сдвига массива мерзлого грунта, расположенного над анкерной плитой; F_a — расчетная реактивная сила заделки анкера.

Реактивная сила заделки анкера возникает тогда, когда развивающаяся в процессе промерзания очередного элементар­ного слоя сила пучения стремится переместить замерзший слой грунта вместе с фундаментом вверх. Однако, поскольку такому перемещению не поддается устойчивый фундамент, в элемен­тарном слое грунта возникают силы, действующие вверх и вниз. Эти нормальные реактивные силы зависят от касательных сил пучения t[k, а суммарная их величина всегда равна сум­марной силе пучения.

Интенсивность нормальных реактивных сил о_г, возникаю­щих от действия касательных сил пучения, в настоящее врем» определяют различными методами, но все они очень прибли* жеины. Даже решение Р. Миндлина не может претендовать на точность в связи с наличием в. процессе промерзания трехслой* ной среды: мерзлого (промерзшего), талого (еще не промерз-шего) и вечномерзлого слоев. Решение же Р. Миндлина осно­вано на рассмотрении бесконечного однородного тела. В^: по­рядке первого приближения можно принимать треугольную зпюру с_г (см. рис. 14,12,6), распространяющуюся в стороны на расстояние, равное толщине промерзшего слоя *. Это про­стое предположение было подтверждено опытам* В., М. Улиц-кого, который измерял давления, возникающие на верхней полке анкера, в процессе промерзания грунтов' в Иркутской области.

Построив эпюру нормального давления су, в виде части усе­ченной пирамиды, можно найти a_r. max- К значениям а_г следует прибавить равномерно распределенное давление от собствен­ного веса грунта, находящегося над уступами анкерного^ фун­дамента. Далее находят F_a (реактивную силу заделки анкера)' по тем частям эпюры о> и собственному весу тех объемов., ко­торые расположены над уступами анкерного фундамента. Тогда для ленточного/ фундамента получают:

*Далматов Б. И. Воздействие морозного пучения грунтов на фундамен­ты сооружений. Л.-М.: Госетройиздат, 1957, ■

Э67

а в случае осесимметричной задачи '(цилиндрический фунда­мент радиусом г с круглой анкерной плитой, имеющий вынос консоли 1с)

2nrx_fhd_fl_c (2L - I.) Г L(3L-2L)

^F* = 5(М-Зг) Г + 2L-//

где Tfi, — среднее значение расчетной удельной касательной силы пучения; df—глубина сезонного промерзания грунта (при сливающемся деятельном слое глубина оттаивания d_th)\ у — удельный вес грунта над анкерной пли­той; остальные обозначения даны на рис. 14.12,6.

Учитывать величину F_a при заделке анкерных фундаментов в слой вечномерзлого грунта в большинстве случаев нет необ­ходимости, так как устойчивость фундамента обеспечивается сопротивлением смерзания мерзлого грунта сдвигу. Если же анкерный фундамент заделывается в талый грунт (например, при проектировании по принципу II), реактивную силу заделки анкера F_a приходится учитывать.

, Кроме выполнения расчетов, рассмотренных выше, необхо­димо убедиться, что реактивное давление над уступами анкер­ного фундамента не превышает несущей способности грунта на этой глубине, т. е. удовлетворяется условие

где R\ — расчетное сопротивление мерзлого грунта на уровне верха анкер­ной плиты; /4] — площадь верха анкерной плиты.

Так как при действии сил пучения фундаменты работают в вертикальном направлении на растяжение, их армируют вер­тикальными стержнями, рассчитанными по усилию

Кроме того, анкерную плиту армируют в верхней и нижней зо­нах, поскольку она работает на прогиб под нагрузкой F и на выгиб под нагрузкой Fw при пучении грунта.

14.4.9. Конструкции и устройство фундаментов

Наиболее рациональные конструкции фундаментов вы­бирают зная силы, действующие на фундаменты, и температур­ные условия грунтов основания, от которых зависит сопротив­ляемость мерзлого грунта нагрузкам. Поскольку температура в слое вечномерзлого грунта с глубиной понижается, к тому же всегда имеется опасение, что под действием случайных фак­торов верхняя часть слоя вечномерзлого грунта может оттаять, при проектировании и строительстве фундаментов по принципу I. целесообразно максимально возможное заглубление их. Это привело строителей к использованию свайных фундаментов. Как правило, при погружении свай в слой вечномерзлого грун-

368

та на глубину, в 3 раза большую толщины деятельного слоя, они вполне устойчивы и к действию касательных сил пучения.

Способ погружения свай в вечномерзлый грунт выбирают в зависимости от его температурных условий. В пластично-мерз­лые грунты (глины и суглинки) сваи обычно погружают забив­кой в лидерные скважины. При низких температурах вечно-мерзлого грунта (ниже —3 °С) допускается оттаивание его па­ровой иглой с забивкой свай в «мешок» оттаянного грунта (рис. 14.13, а), окруженный вечномерзльш грунтом. Объем от­таянного грунта должен быть как можно меньше, чтобы он мог быстро замерзнуть, отдавая тепло окружающему вечномерз-лому грунту, имеющему сравнительно низкую температуру.

Для ускорения промерзания оттаянного грунта иногда при­меняют саморегулирующие установки для охлаждения грунтов' систем С. И. Гапеева или Лонга. Однако в целях минимального нарушения теплового режима вечномерзлого грунта чаще всего используют буроопускные сваи. Для их устройства бурят сква­жины в которые можно свободно опустить изготовленные желе­зобетонные сваи. Перед опусканием свай скважины на одну треть заполняют грунтовым раствором (рис. 14.13,6). Раствор приготавливают из песка либо из смеси песка с местным грун­том. В этот раствор и погружают сваи . (обычно вибрирова­нием). При погружении свай под действием динамических им­пульсов грунтовый раствор вытесняется, заполняет все про­странство между мерзлым грунтом и сваей (рис. 14.13, в) и отно­сительно быстро замерзает, отдавая тепло окружающему вечно-мерзлому грунту.

При проектировании и строительстве фундаментов по прин­ципу II (без сохранения вечномерзлого состояния грунта) при­менение свай целесообразно, если они прорезают всю толщу

т-г-г.,

_А

•У

Н

л

ь

v

V

ь

4""

A-A

S)

_т

Рис. 14.13. Способы погружения свай в вечномерзлый грунт

I — граница вечномерзлого грунта; 2 — оттаянный грунт; 3 — скважина; i — грунтовый

раствор

369

Рис. 14.14. Схемы свайных фундаментов при проектировании а строительства

по принципу II

j — сваы; 2 —граница вечаомерзлого грунта; 3 —грунт, ие проявляющий просадочных

свойств при оттаивании

рьдоеодержащих грунтов и передают давление на скальную по­роду или другой не проседающий при оттаивании грунт (рис. 14.14, а). Сваи можно использовать и с целью передачи давления на мерзлые грунты, находящиеся ниже зоны оттаива­ния вследствие выделения тепла зданием и трубопроводами, расположенными в грунте (рис. 14.14,6). Те и другие сваи, по­груженные в грунт до его оттаивания, будут испытывать воздей­ствие отрицательно направленного трения, пригружающего их.

Использование отдельных фундаментов, опирающихся на со­храняемый слой вечномерзлого грунта, практикуется редко, так как их устройство требует затрат ручного труда и сохранения грунта в вечномерзлом состоянии при отрывке котлована.

Под большие нагрузки иногда применяют глубокие столбча­тые фундаменты. Для их устройства в вечномерзлом грунте бу­рят скважины диаметром 80...120 см и более, которые затем за­полняют бетонной смесью, прогревая ее для обеспечения схва­тывания и твердения до требуемой прочности. Режим прогре­вания подбирают с таким расчетом, чтобы оттаивание грунтов вокруг фундамента было минимальным.

Фундаменты, устраиваемые по принципу II (без сохранения вечномерзлого состояния грунтов), делают аналогично фунда­ментам в условиях обычного сезонного промерзания (см. п. 9, 10 и п. 13).

На фундаменты, возведенные по- принципу II, особенно лен­точные, часто воздействуют значительные силы пучения. Для увеличения устойчивости фундаментов, подвергающихся воз­действию сил пучения, их делают монолитными с заанкеренной плитой или стремятся уменьшить суммарные силы пучения, при­нимая в верхней части фундамента наименьшее сечение, чтобы сократить площадь смерзания грунта с фундаментом.

Иногда с целью уменьшения сил пучения фундаменты в пре­делах деятельного слоя покрывают незамерзающими обмазка-

370

ми '(битумом, растворенным в мазуте). В последнее время по-' явились предложения применять для покрытия боковых поверх­ностей фундаментов высокомолекулярные соединения на основе эпоксидной смолы. В результате такого покрытия поверхность смерзания делается гладкой и прочность смерзания грунта с по­верхностью фундаментов уменьшается. Существенного сниже­ния сил пучения можно добиться обсыпкой фундаментов гра­вием или песком, Однако эти обсыпки должны быть дрениро­ваны и защищены от заиления, так как после заиления они при­обретают пучинистые свойства. Рекомендации по снижению сил пучения применяют также в районах глубокого сезонного про­мерзания, особенно когда глубина промерзания превышает 2 м. Рассмотренные вопросы, связанные со строительством на структурно-неустойчивых грунтах свидетельствуют о трудно­стях, с которыми приходится сталкиваться при проектировании м устройстве фундаментов в таких условиях. Детально рассмо­треть эти вопросы в учебнике невозможно, поэтому при проек­тировании и строительстве фундаментов в районах распростра­нения структурно-неустойчивых грунтов необходимо пользовать­ся обширной литературой, посвященной этим вопросам.

15. ФУНДАМЕНТЫ ОРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

15.1. Устойчивость грунтов оснований при динамических воздействиях

.15.1.1. Источники колебаний грунта

Основными источниками колебаний являются: работа стационарно установленных неуравновешенных машин и меха* иизмов, движение различных видов транспорта, механизирован­ное выполнение строительных работ, взрывные работы, сейсми­ческие воздействия, порывы ветра, удары волн.

Большая часть источников колебаний характеризуется удар­ ным воздействием. Одиночный ударный импульс вызывает сво­ бодные колебания системы грунт — сооружение, периодические импульсы — вынужденные колебания. По мере распространения колебаний в грунте происходит их затухание, которое принято оценивать коэффициентом относительного

демпфирования.

Характер и интенсивность колебаний при движении транс­порта зависит от состояния дорожного покрытия или рельсо­вого пути.

Так, в одном из районов Ленинграда здания, расположен­ные на расстоянии около 100 м от железной дороги, испыты-

371

вали значительные колебания. Было рекомендовано заменить деревянные шпалы железобетонными, увеличить балластный слой и сделать рельсы сварными. После такой реконструкции колебания этих зданий стали неощутимы.

Значительные колебания возникают в грунте при выполне­нии строительных работ (забивка свай, шпунта, применение ■Шар- или клин-молота для разработки мерзлого грунта или разрушения старых фундаментов). Такие колебания не только неприятны для проживающих в соседних домах, но могут при­водить к дополнительной осадке зданий, в результате чего в конструкциях появляются трещины, происходят вывалы кирпи­чей, перемычек и сборных элементов, имеющих малую глубину опор. Согласно исследованиям ВНИИГСа обычно допускается забивать сваи не ближе 20 м от существующих зданий.

Наибольшую, а главное постоянную, неприятность достав­ляет работа неуравновешенных машин и механизмов, которые передают колебания через грунт на значительные расстояния. ■Такая вибрационная нагрузка даже сравнительно небольшой интенсивности иногда может вызвать значительные колебания отдельных конструкций и даже всего сооружения. Это объяс­няется явлением резонанса — совпадением частоты возмущаю­щей силы с частотой собственных колебаний этих конструкций или всего сооружения.

На одном из предприятий в Ленинграде при работе двух ря­дом стоящих компрессоров, расположенных на расстоянии око­ло 300 м от жилых зданий, в верхних этажах последних на­блюдались значительные колебания, при которых нормальная эксплуатация помещений была невозможна. Осуществление вза­имного гашения возмущающей силы двух соседних компрессо­ров путем парной асинхронизации их позволило существенно снизить интенсивность колебаний.

15.1.2. Явления, происходящие в грунте при динамических воздействиях

Известно, что наличие в любой сплошной среде источ­ника колебаний вызывает возникновение вокруг него продоль­ных и поперечных волн. Строителей эти волны интересуют, в частности, в отношении их распространения в грунтовой среде.

В пределах массива грунта и скальных пород импульсный источник колебаний вызывает возникновение продольных волн (сжатия и растяжения), создающих колебания частиц среды в направлении распространения волн, и поперечных в-о л н, или волн сдвига, создающих колебания частиц среды в направлении, перпендикулярном направлению распростране­ния волн. Кроме того, возникают поверхностные волны,

372

перемещающиеся параллельно поверхности земли преимущест­венно в поверхностном слое. Такие волны иногда называют волнами Рэлея. Следовательно, в качестве одного из явле« ний, происходящих в грунте при динамических воздействиях, можно отметить распространение волн от источников ко* лебаний.

Если бы грунты были идеально упругими телами, то волны от источников колебаний распространялись бы в них на значи­тельное расстояние. Однако, как показывают эксперименты, ко­лебания грунта по мере удаления от источника колебаний з а -тух а ют. Наиболее интенсивное затухание колебаний наблю­дается в сухих и маловлажных грунтах. При насыщенных во­дой пылевато-глшшстых грунтах процесс затухания существен­но слабее, и волны могут распространяться на большие расстоя­ния. Интенсивность затухания колебаний зависит также от ча­стоты возмущающей силы: при высокой частоте затухание ко* лебаний происходит более интенсивно.

Результатом передачи грунтом колебаний на сооружение являются колебательные движения отдельных конструкций и сооружения в целом. В .большинстве случаев эти колебания не­значительны. Амплитуда их измеряется микронами и даже до­лями микрона. Однако человеческий организм остро восприни­мает такие колебания и болезненно реагирует на них. Если же отдельная конструкция или сооружение испытывают резонанс, то возникают значительные колебания, амплитуда которых мо­жет достигать нескольких миллиметров. При колебаниях кон­струкций с амплитудой даже в десятые доли миллиметра создаются условия, недопустимые для организма человека. Это необходимо учитывать при проектировании фундаментон источников колебаний, в частности фундаментов под ма­шины.

Ранее уже отмечалась способность песков уплотняться при динамических воздействиях. При определенной их интенсивно* сти возможны нежелательные последствия в виде дополнитель-ной осадки фундаментов. Уплотнение грунта при постоянной интенсивности динамических воздействий носит затухающий ха­рактер. Фундаменты, расположенные на неодинаковом рас­стоянии от источника колебаний будут получать различную осадку.

Кроме того, колебания вызывают в грунте напряжения, ко­торые вместе с напряжениями от статических нагрузок могут привести к увеличению зон сдвигов под существующими фунда­ментами и вызвать дополнительные осадки вследствие выдав­ливания грунта из этих зон в стороны. Наконец, при опреде­ленной интенсивности динамических воздействий происходит разжижение насыщенных водой песков. Это яв­ление, исследованное П. Л. Ивановым, Н. Н. Масловым,

373

В. А. Флориным, нередко приводит к полной потере устойчиво­сти грунта основания. В таком случае возможны провальные осадки сооружений.

Так, в долине р. Ганг в Индии во время землетрясения в грунте «тонули» одноэтажные здания, получившие осадку 1...2 м. Такая осадка сопровождалась фонтанированием разжи­женного песка в местах разрыва почвенного слоя.

Таким образом, динамические воздействия на грунты вызы­вают: распространение волн с затуханием их по мере удаления от источника колебаний; явление резонанса в отдельных кон­струкциях и сооружениях при совпадении частот свободных и вынужденных колебаний; уплотнение несвязных грунтов; изме­нение напряженного состояния грунтов, которое может вызвать развитие зон сдвигов и даже общую потерю устойчивости грун­тов в основании; разжижение несвязных грунтов, насыщенных водой, с превращением их в тяжелую жидкость.

15.1.3. Меры по увеличению устойчивости грунтов в основании

Качество грунта часто можно улучшить, и он будет обла­дать достаточной устойчивостью при динамических воздействиях ожидаемой интенсивности. Для этого грунт уплотняют более интенсивными динамическими воздействиями (трамбованием или вибрированием) либо закрепляют его, иногда уплотняют грунтовыми (песчаными) сваями. В некоторых случаях грунт с неустойчивой структурой при динамических воздействиях про­ходят сваями или устраивают фундаменты глубокого заложе­ния.

Существует несколько способов уменьшения динамических воздействий на сооружение от какого-либо источника колеба­ний. Во-первых, можно провести ряд мероприятий по демпфи­рованию (гашению) колебаний на самом источнике колебаний путем улучшения конструкции подвески, применения специаль­ных конструктивных виброгасителей и виброопор, уменьшения неуравновешенных масс в конструкции самого механизма, уст­ройства наружной виброизоляции фундамента. Во-вторых, мо­жно выполнить некоторые мероприятия в грунтах, по которым распространяются колебания. Например, -осушить территорию, устроить специальные экраны в виде траншей, заполненных шла­ком или другим подобным материалом. В-третьих, возможно применение мер непосредственно к сооружению, Так, устраивают свайные фундаменты, которые менее восприимчивы к колеба­ниям. При низкочастотных колебаниях (менее 600 импульсов в минуту) большое значение приобретают конфигурация и ориентация здания в плане, его этажность и конструктивная схема.

374

15.2. Фундаменты под машины

Д5.2.1. Типы машин

По характеру динамического воздействия машины мож­но разделить на две группы: периодического и непериодиче­ского действия *.

Машины периодического действия, в свою очередь, подраз­деляются на три подгруппы: с равномерным вращением (элек­тродвигатели, мотор-генераторы, турбогенераторы, роторы, тур­бовоздуходувки и др.); с равномерным вращением и связанным с ним возвратно-поступательным движением (машины с криво-шипно-шатунным механизмом — компрессоры, насосы, двига­тели внутреннего сгорания, лесопильные рамы и др.); с воз­вратно-поступательным движением, завершающимся непрерыв­но следующими один за другим ударами (встряхивающие и ви-брационно-ударные машины).

Машины непериодического действия также делятся на три подгруппы: с неравномерным вращением или возвратно-посту­пательным движением (приводные электродвигатели прокатных станов, генераторы разрывных мощностей и др.); с возвратно-поступательным движением, завершающимся отдельными уда­рами (молоты ковочные и штамповочные, копровые устройства и др.); с давлением, вызывающим перемещение обрабатывае­мого материала и передающим на фундамент случайные на­грузки (мельничные установки).

Машины с равномерным вращением теоретически уравнове­шены. Однако фактически и у них всегда есть некоторая не­уравновешенность вращающихся частей. В результате этого на фундаменты передаются колебания, которые в ряде случаев не­обходимо учитывать. Значительно большую неуравновешен­ность сил инерции имеют машины с кривошипно-шатунным ме­ханизмом. Еще более сложную неуравновешенность имеют встряхивающие и вибрационно-ударные машины.

Машины непериодического действия преимущественно свя­заны с ударными нагрузками или с нагрузками, изменяющими­ся во времени по' сложному закону.

16,2.2. Требования, предъявляемые к фундаментам под машины

Фундамент должен быть надежным основанием маши­ны, обеспечивающим ее нормальную эксплуатацию, не должен вызывать помех в виде недопустимых колебаний конструкций

*Савинов О. А. Современные конструкции фундаментов под машиныи их расчет, Л.; Стройиздат, 1979,

375

здания и других соседних сооружений. В связи с этим к фун«. даментам под машины предъявляют следующие требования:

1. удобство размещения, возможности сборки и надежного крепления на нем машины;

2. прочность, устойчивость и выносливость всех его элемен­ тов;

3. исключение недопустимых осадок и деформаций, нару­ шающих нормальную эксплуатацию машины;

4. исключение недопустимых вибраций, мешающих работе машины и обслуживающего персонала, и других помех.

5. уменьшение колебаний, передаваемых на грунты основа­ ния, если они могут отразиться на условиях нормальной экс­ плуатации здания, в котором размещена машина, и соседних зданий и сооружений.

Выполнение первого требования обеспечивается на заводе-изготовителе. Второе требование выполняется при проектирова­нии фундамента путем расчета всех его железобетонных эле­ментов, третье — должно быть удовлетворено в соответствии со СНиПом.

Вследствие небольшой статической нагрузки осадки фунда­ментов под машины даже при грунтах среднего качества на­много меньше предельно допустимых значений, но неравномер­ности их могут быть значительными. Когда машины состоят из отдельных частей, их взаимное положение строго задано. Не­равномерности осадки при большой длине фундамента и малой его жесткости могут привести к взаимному смещению отдель­ных частей машины. В возникновении неравномерностеи осадки рассматриваемого фундамента существенную роль играет за­грузка близко расположенных фундаментов самого здания, в котором установлена машина. Это обусловлено двумя факто­рами: 1) большей уплотненностью грунтов в основании фунда­ментов самого сооружения, если грунты уплотнились до мон­тажа машины; 2) медленной деформацией глин и суглинков в основании сооружения при незавершенной консолидации их до монтажа машины.

Особенно чувствительны к неравномерным осадкам фунда­менты большой протяженности (фундаменты бумагоделатель­ных машин, прокатных станов,.мощных турбоагрегатов и др.).

Выполнение четвертого требования обеспечивается расчетом фундамента на динамические воздействия, развивающиеся при работе машины. Исключение вибраций самого фундамента, не­допустимых для машины и рабочего персонала, является одной из основных задач проектирования фундамента под машину,

Пятое требование обычно рассматривается в двух случаях; либо при недопустимости передачи даже сравнительно иеболь. ших колебаний на конструкции сооружений (например, на фун­даменты зданий с чувствительным оборудованием или жилых

376

домов), либо при проектировании фундаментов, передающих большие динамические нагрузки (фундаменты под молоты и т. п.).