Вопросы для самоконтроля

1 Что называют осадками?

2 Какое условие является целью расчёта оснований по первой группе предельных состояний (по несущей способности)

3 Какие осадки называют абсолютными и средними?

4 Причины развития осадок грунтов во времени

5 От каких факторов зависят предельные деформации основания?

Закончив изучение раздела 2, вы должны

знать:

- формулы расчёта оснований по I и II группам предельных состояний;

- виды напряжений, возникающие в грунтах оснований.

уметь:

- определять напряжения, возникающие в грунтах и по подошве фундаментов от действия различных нагрузок;

- рассчитывать основания по I и II группам предельных состояний;

- делать выводы о несущей способности грунтов и способности грунтов к нормальной эксплуатации расположенных на них зданий и сооружений.

Раздел 3 Проектирование фундаментов и котлованов

Тема 3.1 Определение глубины заложения фундамента

Вопросы

1 Выбор глубины заложения фундамента

2 Влияние на глубины заложения различных факторов

1 Выбор глубины заложения фундамента

В начале проектирования фундаментов зданий необходимо определить глубину заложения – это важная задача, так как чем выше расположен фундамент, тем меньше земляных работ нужно выполнять и тем меньше необходимо затратить строительного материала.

Глубина заложения фундамента – расстояние от отметки планировки до подошвы фундамента обычно назначается с учётом геологических и гидрогеологических условий стройплощадки, климатических особенностей района строительства (глубины промерзания), также конструктивных особенностей зданий и сооружений. Кроме того, при назначении глубины заложения фундамента следует учитывать особенности приложения и величину нагрузок, технологию производства работ при возведении фундаментов, материалы фундаментов и другие факторы[4].

Необходимость учёта положения уровня грунтовых вод и изменение его уровня в период эксплуатации здания связана с возможным пучением грунтов при промерзании, а также увеличением стоимости работ по возведению фундаментов с осушением котлованов. Поэтому необходимо по возможности глубину заложения подошвы фундаментов принимать выше уровня грунтовых вод.

Минимальная глубина заложения фундаментов при строительстве на дисперсных грунтах принимается не менее 0,5м от поверхности планировки. При строительстве на скальных грунтах достаточно убрать только верхний слой – и можно выполнять фундамент.

2 Влияние на глубину заложения различных факторов

К конструктивным и эксплуатационным особенностям, относятся: особенности конструктивного решения зданий и его отдельных элементов, включая приемки, подвальные помещения, примыкания фундаментов друг к другу; наличие более заглубленных фундаментов ранее построенных сооружений. Инженерно – геологические условия района строительства следует учитывать в связи с тем, что каждая стройплощадка имеет индивидуальные условия напластования грунтов. В зависимости от расположения слоя слабого грунта глубину заложения назначают такой, чтобы опереть фундамент на слой более надежного грунта. Не рекомендуется опирать фундаменты на рыхлые пески, текучие и текучепластичные глинистые грунты, грунты с большим количеством органических веществ (торфы, лёссы и т.п.), неуплотнённые насыпные грунты и др. Если прочные грунты находятся глубоко, часто рациональнее устраивать свайные фундаменты, фундаменты в виде сплошной плиты или изменить основание: произвести укрепление грунтов или их замену.

Назначая глубину заложения фундамента, следует учитывать положение уровня грунтовых вод, степень их агрессивности по отношению к фундаментам и основаниям. Если грунты слабые или фундамент расположен ниже УГВ, производство работ резко усложняется и возрастает стоимость фундамента.

Климатические условия района строительства значительно влияют на глубину заложения подошвы фундамента. В результате замерзания в зимний период грунты оснований увеличиваются в объеме, что приводит к появлению сил морозного трения, которые при достижении значительных величин воздействуют на фундаменты зданий, вызывая различные деформации. Морозное пучение грунта в значительной мере возникает за счёт миграции влаги к фронту промерзания, в результате чего образуются линзы льда и грунт выдавливается. Морозное пучение грунта возможно в глинистых грунтах, пылеватых и мелких песках, и вероятность этого тем больше, чем ближе уровень грунтовых вод к поверхности земли [2].

Все грунты разделяют на пучиноопасные и непучиноопасные.

К пучиноопасным относятся пылевато-глинистые, мелкие и пылеватые пески, к непучиноопасным – пески гравелистые, крупные и средней крупности, а так же гравий и скальные породы.

Для уменьшения влияния сил морозного пучения подошву фундаментов наружных конструкций следует располагать ниже расчетной глубины сезонного промерзания по формуле:

d_f=k_h*d_fn (3)

где k_h – коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунтов у наружных стен, принимаем по табличным даны СНиП;

d_fn – нормативная глубина промерзания.

d_fn=d_{o t} (4)

где d_o – расчетная величина;

М_t – безразмерный коэффициент (по СНиП [8]).

В случае назначения глубины заложения фундамента без учета промерзания необходимо, чтобы непучиноопасный грунт залегал до глубины не менее нормативной глубины промерзания грунта, при этом из конструктивных соображений эту глубину назначают не менее 0,5м. Для фундаментов внутренних стен и других конструкций глубина заложения фундамента назначается без учета промерзания.

На глубину заложения фундаментов влияют также наличие и глубина подвалов, каналов, расположенных вдоль фундаментов, примыкающих к проектируемому фундаменту фундаментов существующих зданий и т.п. При этом подошва фундамента заглубляется ниже пола подвала и каналов не менее чем на 40см, а в местах примыкания проектируемого здания к существующему их подошвы рекомендуется располагать на одном уровне.

При выборе глубины заложения фундаментов необходимо учитывать величину нагрузки и направление её действия. Более тяжёлые здания заглубляют больше с целью увеличения расчётного сопротивления грунта основания. Для анкерных фундаментов, работающих на выдёргивание, глубина заложения в основном определяется необходимостью создания фундамента определённого веса.

Проектируя фундаменты из сборных элементов (фундаментных блоков и подушек, подколонников и др.), следует при назначении глубины заложения учитывать их размеры и положение по отношению к планировочной отметке. Окончательную глубину заложения фундамента принимают равной её максимальному значению, определённому исходя из условий геологии строительной площадки, климатических и конструктивных факторов.