Лекция 18. Конструкции на упругом основании

1. Фундаментные конст-ии, собственные деформации кот-х сопоставили с деформациями основания рассчитываются как констр-ии лежащие на упругом основании.

При расчете таких конструкций необходимо определить:

• контактное давление по подошве фундамента (реакция грунта φ(x)),

• внутренние усилия в конструкциях фундамента (М(x), Q(x)).

2. Расчет конструкций на упругом основании базируется на неком идеализированном представлении грунтового основания. Наиболее широко в практике проектирования применяют:

• модель Винклера;

• модель линейно-деформируемого полупространства.

3.

4. Уравнение оси изогнутой полосы: (для распределенки)

Или

5 . ϕ(х)

6 . Эпюра моментов Q(х)

7 . Эпюра моментов М(х)

8 . эпюра контактных давлений под

подошвой абсолютно жесткого

фундамента

Лекция 19. Сваи и свайные фундаменты

1. Ростверк - элемент свайного фундамента, объединяющий сваи для обеспечения их совместной работы. Ростверк, как правило, выполняется из монолитного ж/б.

2. Виды ростверка: низкий (располагают ниже поверхности грунта, ниже сезонного промерзания), повышенный (не заглубляется в грунт, а располагается практически на дневной поверхности.), высокий (располагают выше поверхности грунта).

3. Сваи стойки – передают нагрузку на практически несжимаемый грунт. Е ≥ 50 МПа (скальные, полускальные).

их применяют, кода глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины сваи

4. Сваи, изготавливаемые в грунте, называют набивными.

5. Методы погружения свай:

• Забивкой молотами (дизель молот, паровоздушный молот).

• Погружение вибраторами и вибромолотами (Эффективо в водонасыщенные песчаные грунты).

• Путем вдавливания (в глинистых грунтах мягкопластичной, так же в условиях реконструкции).

• Ввинчивание сваи (для свай, работающих на выдерживающую нагрузку).

6. Вибропогружение в водонасыщенные песчаные грунты. При вибрации грунты разжижаются, и свая погружается под собственным весом, или под дополнительным динамическим воздействием (вибромолоты). После погружения песок уплотняется трение по боковой поверхности даже выше, чем у свай, забиваемых в грунт.

7. вдавливание применяют в глинистых грунтах мягкопластичной, которые при длительном ли вибрационном воздействии резко теряют свои свойства. Вдавливание свай применяется так же в условиях реконструкции.

Лекция 22. Специальные фундаменты и фунд., совмещенные с грунтовой средой

1. Типы специальных фундаментов:

1 )Столбы набивные 4) Оболочки

2) Опускные колодцы 5) Кессоны

3) Щелевые фундаменты (шлицевые) 6) Анкеры и фундаменты с анкерами

2. Конструктивные особенности оболочек:

• Диаметр от 1.2 до 3м;

• Толщина стенок оболочки 100-150мм

• Оболочки изготавливаются из секций длиной до 6м, на центрифуге

• Соединение секций производят на болтах или при помощи сварки

3. Погружение оболочек при помощи вибраторов направленного действия;

4. Оболочки погружают в водонасыщенные песчаные грунты или в глинистые грунты текучепластичной или текучей консистенции.

5. Конструктивные и технологические особенности опускных колодцев:

• Открытые сверху и снизу полые фундаменты диаметром более 3 м и глубиной более 10 м

• преимущественно бетонные и железобетонные монолитные или сборно-монолитные конструкции

• погружаемые методом опускания под воздействием собственного веса с одновременным удалением грунта из-под конструкции

• с использованием, в случае необходимости, подмыва и вибраторов или задавливающих устройств.

6. Констр-ные методы преодоления сил трения при погружении опускных колодцев:

• Устройство выступа в ножевой части колодца;

• Заполнение полости между колодцем и грунтом глинистым раствором;

• Увеличение веса колодца (массивные стены)

• Принудительное задавливание или при помощи вибрации.

7. Опускные колодцы рассчитывают на действие нагрузок, возник. в процессе строительства и монтажа. При монтаже колодца его элементы рассчитываются:

• На нагрузку со стороны грунта (активное давление на стенки колодца)

• На реактивное грунта в ножевой части;

• На действие собственного веса при возможном зависании колодца.

8. Конструктивные и технологические особенности щелевых (шлицевых) фундаментов.

• Конструкция, устраиваемая из армированного бетона в разработанных траншеях любой конфигурации глубиной до 6 м (до 100м) призматические конструкции, шириной от 100 до 1000 мм, в т.ч. взаимно пересекающихся, концентрических и т.д. Применение -Опоры для сооружений с большими комбинированными нагрузками, противофильтрационные завесы, стены подземных сооружений и т.д.

Лекция 23. Методы упрочнения грунтов оснований

1. Конструктивный метод направлен на улучшение работы грунтов (устройство грунтовых подушек, шпунтовое ограждение, армирование грунта).

2. Уплотнение грунтов – метод искусственного упрочнения оснований направленный на уменьшение пористости грунта.

3.Закрепление грунтов направлено на образование прочных связей между минеральными частицами грунта.

4. Армирование массивов грунта основывается на взаимодействии уплотненных и закрепленных массивов, а также элементов повышенной жесткости с окружающим грунтом, которые хорошо работают на сжатие или растяжение и имеют высокое сцепление и трение с окружающим грунтом.

5.Методы армирования грунта:

• Вертикальное

• Горизонтальное

• Наклонное в 1направлении

• Наклонное в 2 и > направлениях

• Прерывистое

• Ряд ячеистых структур (+объемное)

6. Материалы: геосинтетические, геотекстиль, геоткани, редко металл с хорошей изоляцией от коррозии.

7. Методы уплотнения:

• поверхностное уплотнение;

• глубинное уплотнение и уплотнение взрывом;

• уплотнение статистической нагрузкой;

• уплотнение водопонижением.

8. параметры поверхностно уплотнения, кои относятся к проектным режимам уплотнения:

• Оптимальная влажностью грунта (Wо);

• Количество ударов в одной точке (n) ;

• Проектное понижение дна котлована после уплотнения (Dh).

Только при соблюдении режимов уплотнения можно достичь требуемой плотности грунта

9. Физический смысл «коэффициента уплотнения» - Контроль за качеством уплотнения производится при помощи параметра

где ρ_d,max – максимальная плотность исследуемого грунта

О бычно k_com принимается равным от 0,92÷0,98

10. Методы глубинного уплотнения:

• Грунтовыми сваями.

• Известковыми сваями.

• Динамическим воздействием и взрывами.

11. Динамическое воздействие и взрывы применяют для уплотнения водонасыщенных песчаных грунтов, которые под воздействием вибрации ли взрыва разжижаются и после снятия динамических воздействий самоуплотняются.

12. Статическая нагрузка применяется для уплотнения слабых водонасыщенных пылевато-глинистых грунтов (илы, глины, суглинки в текучем, текучепластичном состоянии).

13. Цементацию производят для закрепления грунтов, обладающих большой водопроницаемостью (трещиноватой скальной породы, гальки, гравия, гравелистого и крупного песка).

14. Силикатизация применяется в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 80 м/сут. и в лессовых просадочных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 20 м/сут. (пески и другие грунты, относительно хорошо фильрующие воду).

Лекция 20. Сваи, изготавливаемые в грунте

1. Способы буро-вращательного метода образования скважин:

- шнековое бурение;

- ударно-канатное;

- роторное бурение с промывкой

2. В каких грунтах не рекомендуется применять шнековое бурение скважин под сваи

Шнековое бурение эффективно в нескальных грунтах – глинистых и песчаных

3. область применения вибропогружного метода устройства скважины.

Эффективный способ погружения в водонасыщенные песчаные грунты.

4. технология устройства свай методом полого шнека относится к бурораздвижному методу

5. Метод крепления стенок скважин:

• без крепления стенок скважины;

• под защитой глинистого раствора или воды;

• с обсадкой скважины неизвлекаемыми трубами;

• под защитой извлекаемых обсадных труб;

• с обсадкой скважины трубами в пределах неустойчивой части грунта с последующим их извлечением.

6. виды по способу упрочнения грунта в уровне пяты

• без упрочнения грунта;

• с уплотнением грунта механическим способом (вытрамбовкой, выштамповкой, опрессовкой);

• с инъекцией в грунт вяжущих растворов (цементного молока и т.п.).

7. метода бурения возможно создать уширения ствола сваи в уровне пяты.

Буронабивной (мехн уширение – фрезы, сваи Франки, взрыв).

8. Буронабивные полые сваи с опрессовкой окружающего грунта

сваи, у которых в стволах создаются коаксиальные полости за счет погружения вибро-сердечников электроразрядным и взрывоимпульсным способами или посредством раздувания рукавов при нагнетании в них воздуха или воды.

Так называемые сваи РИТ (ЭРСТ)- (элекроразрядная свайная технология), устраиваемая с электрогидродинамической обработкой стенок и днища скважины, заполненной свеуложенной бетонной смесью.

Лекция 21. Расчет и проектирование свайных фундаментов

1. (согласно СНБ 5.01.01-99) сваи, передающие нагрузку на основание как за счет реакции под пятой сваи, так и за счет трения по боковой поверхности – сваи, защемленные в грунте.

2 По грунту (по несущей способности грунтов) определяется предельная нагрузка, при которой грунт вокруг сваи теряет устойчивость и перемещения сваи становятся недопустимыми.

Методы:

• табличный метод согласно П4-2000 к СНБ 5.01.01.-99;

• по результатам статического или динамического зондирования;

• в ходе динамических испытаний натурных или инвентарных свай;

• по результатам статического испытания свай.

3. Свая рассчитывается как стойка в следующих случаях:

• если нижний конец сваи опирается на скальные грунты;

• если нижний конец сваи опирается на плотные пески, глинистые грунты твердой и полутвердой консистенции при Е≥50мПа

4. где с –коэффициент условия работы;

R – расчетное сопротивления грунта под нижним концом сваи, МПа;

A – площадь пяты сваи, м2.

Это зависимость для опр несущей способности

Сваи-стойки

5. Несущая способность сваи F_di , защемл в грунте, определяется как сумма сопротивления грунта под нижнем концом сваи F_q и трения по ее боковой поверхности F_s

;

6. по параметрам определяется расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи при расчете ее несущей способности табличным (аналитическим) методом.

от типа грунта;

его физического состояния;

глубины погружения нижнего конца сваи Zr;

7. по параметрам определяется расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности при расчете ее несущей способности табличным (аналитическим) методом.

от типа грунта;

его физического состояния;

средней глубины расположения слоя грунта прорезаемого сваей Z_i;

8. Отказ сваи – величина погружения сваи за один удар молота или за одну минуту при вибропогружении

9. Несущая способность одиночной сваи (F_d), кН, по результатам полевых испытаний грунтов определяется по формуле

Где g_c — коэффициент условий работы (от 0,8 до 1,0);

g_g — коэффициент надежности по грунту;

F_u,_n — частное значение нормативного предельного сопротивления основания сваи, кН

10. схеме правильно определены границы условного

фундамента при расчете осадки свайного фундамента.

11. Угол φ_II,mt представляет собой осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:

где φ II,i - расчетное значение угла внутреннего трения i -го слоя, прорезаемого сваей;

hi - толщина прорезаемого сваей i-го слоя.

Лекция 15. Вводная

1.2. Ошибки и недостатки в оценке инженерно-геологических условий:

• Дискретный характер исследования свойств грунтов;

• Некачественное выполнение отбора образцов грунта и проведение лабораторных исследований;

• Неполный учет геоморфологических особенности района строительства (карстообразование, подрабатывание территории, суффозия грунта, сейсмические явлениями, оползни и т.д.).

3. Ошибки при проектировании:

• случайные просчеты при проектировании оснований фундаментов;

• необоснованное применение расчетных моделей и граничных условий;

• не учет в изменения свойств грунтов в ходе эксплуатации здания :

( проникновение в грунт различных растворов

подтопление территории,

вибрационные и динамические воздействия,

эксплуатация при отрицательных температурах и т.п).

4. Некачественное производство земляных работ,

• Несоблюдение требований проекта при строительстве оснований и фундаментов;

• Нарушение природной структуры грунтов землеройными машинами;

• Допущение промерзания основания или его подтопления;

• Плохое качество материалов и конструкций фундаментов.

5. Фундамент — это несущая конструкция, которая передает нагрузку строения на основание.

Фундаменты - заглубленные в грунт конструкции, предназначенные для передачи давления от сооружения на грунты основания.

6. Основные принципы проектирования фундаментов:

1. Основания и фундаменты рассчитываются по предельным состояниям I и II группы предельных состояний (как и все строительные конструкции).

2. При расчете сооружений учитывается совместная работа оснований, фундаментов и надземных конструкций.

3. Вариантное проектирование