Вопрос №10. Расчет и конструирование тела фундамента на естественном основании. Проектирование жестких фундаментов

Применяемые в строительстве железобетонные фундаменты могут быть представлены следующими типами: монолитные с применением многооборачиваемой инвентарной опалубки; сборные железобетонные из одного блока; сборно-монолитные.

Следует различать две схемы расчета на продавливание в зависимости от вида сопряжения фундамента с колонной: 1-я — при монолитном сопряжении колонны с фундаментом или подколонника с плитной частью фундамента при высоте подколонника h_cf і= 0,5 (l_cf - l_c), а также при стаканном сопряжении сборной колонны с высоким фундаментом. В этом случае продавливание плитной части рассматривается от низа монолитной колонны или подколонника на действие продольной силы N и изгибающего момента М; 2-я — при стаканном сопряжении сборной колонны с низким фундаментом — при высоте подколонника, удовлетворяющей условию h_cf - d_p < 0,5 (l_cf - l_c) (черт. 7). В этом случае фундаменты рассчитываются на продавливание колонной от дна стакана и на раскалывание от действия только продольной силы N_c (п. 2.20). l_c)   Черт. 7. Сопряжение сборной колонны с низким фундаментом при h_cf - d_p < 0, 5 (l_cf - l_c) 2.7.  Черт. 9. Схема образования пирамиды продавливания в центрально-нагруженных квадратных железобетонных фундаментах   Черт. 11. Схема образования пирамиды продавливания во внецентренно нагруженных прямоугольных фундаментах

Сечение рабочей арматуры подошвы фундамента определяется из расчета на изгиб консольного вылета плитной части фундамента на действие отпора грунта под подошвой в сечениях по грани колонны или подколонника и по граням ступеней фундамента.

 Черт. 19. Расчетные схемы и сечения при определении арматуры внецентренно нагруженного фундамента при действии изгибающего момента в одном направлении

Черт. 21. Расчетная схема стаканной части подколонника

Вопрос №11. Гидроизоляция подземных помещений

Гидроизоляция предназначена для обеспечения водонепроницаемости сооружений, а также защиты от коррозии и разрушения материалов фундаментов при физической или химической агрессивности подземных вод (антикоррозионная гидроизоляция).

1). Простейший случай – защита от капиллярной влаги.

На высоте 15-20 см от верха отмостки по выровненной горизонтальной поверхности стен устраивают непрерывную водонепроницаемую прослойку из 1…2 слоев рулонного материала на битумной мастике (рис.)

Рис. 14.14. Изоляция стен от сырости и капиллярной влаги:

а – стена бесподвального здания; б – стена подвального помещения; 1- цементный раствор или рулонный материал; 2 – обмазка битумом за два раза.

2). Если уровень грунтовых вод находится ниже пола подвала (рис.14.14 б), то для защиты фундаментов применяют изоляцию от сырости.

Для этого с наружной поверхности заглубленных стен осуществляется обмазка горячим битумом за 1…2 раза и прокладываются рулонная изоляция в стене на уровне ниже пола подвала.

3). Если УГВ выше отметки пола подвала, то гидроизоляцию осуществляют в виде сплошной оболочки, защищающей заглубленное помещение снизу и по бокам.

- Вертикальная гидроизоляция наклеивается, как правило, с наружной стороны фундамента, т.к. в этом случае под действием напора подземных вод изоляция просто прижимается к изолируемой поверхности.

Для предохранения изоляции от механических воздействий (например, при обратной засыпки) снаружи ее ограждают защитной стенкой из кирпича, бетона или блоков. Зазор между стенкой и гидроизоляцией заполняют жидким цементным раствором.

- Горизонтальная гидроизоляция наклеивается на выровненную цементной стяжкой поверхности подготовки и защищается сверху цементным или асфальтовым слоем t=3…5см.

4). Защита от коррозии.

- При слабоагрессивных водах делают глиняный замок из хорошо перемятой и плотоноутрамбованной глины по всей высоте защитной стенки и с боков фундаментов (рис. 14.16)

Рис. 14.16. Изоляция фундаментов от агрессивных подземных вод:

1 – глиняный замок из перемятой глины; 2 – обмазка битумом за три раза; 3 – защитная стенка; 4 – рулонная изоляция; 5 – чистый пол; 6 – железобетонное перекрытие; 7 – защитный слой; 8 – цементная стяжка; 9 – щебеночная или гравийная подготовка на битуме.

- При более агрессивных водах до устройства глиняного замка поверхность защитной стенки и фундаментов покрывают за 2 раза битумной мастикой или оклеичной изоляции из битумных рулонных материалов.

Вопрос №12. Особенности расчета фундаментов, несущих значительную горизонтальную нагрузку. Последовательность расчета и проектирования

Вопрос №13. Расчет устойчивости сооружения на сжимаемых и скальных грунтах

Расчеты устойчивости сооружений на скальных основаниях следует выполнять по схеме сдвига по плоским или ломаным расчетным поверхностям. Для бетонных и железобетонных сооружений на скальных основаниях следует также рассматривать схему предельного поворота (опрокидывания) с разрушением основания под низовой гранью сооружения. При этом определяющими являются результаты расчета по той схеме, которая по условию (3) показывает меньшую надежность сооружения (откоса, склона).

Условие (3)

                  (3)

где F, R – расчетные значения соответственно обобщенных сдвигающих сил и сил предельного сопротивления или моментов сил, стремящихся повернуть (опрокинуть) и удержать сооружение;

– коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый: для основного сочетания нагрузок – 1,0; для особого сочетания нагрузок – 0,9; для сочетаний нагрузок в периоды строительства и ремонта – 0,95;

• – коэффициент условий работы

– коэффициент надежности по степени ответственности сооружений.

П ри расчете фундаментов на устойчивость против опрокидывания все внешние силы, действующие на фундамент (включая его собственный вес), приводят к силам Fv, Qr и моменту Мu (рис. 7.7). Момент Ми способствует опрокидыванию фундамента (повороту его вокруг оси О — см. рис. 7.7). Момент Mz, сопротивляющийся опрокидыванию, будет равен Fva, где а — расстояние от точки приложения силы Fv до грани фундамента, относительно которой происходит опрокидывание. Устойчивость конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле Ми≤(ус/уn)Мz, (7.5) где Мu и Мz — моменты соответственно опрокидывающих и удерживающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции, проходящей по крайним точкам опирания, кН·м; ус — коэффициент условий работы. Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы.

Просадки лессовых грунтов возникают при одновременном воздействии двух факторов:

1. нагрузок от сооружений и собственного веса грузовой просадочной толщи, и

2. замачивания при подъеме горизонта подземных вод или за счет внешних источников (атмосферные осадки, промышленые сбросы, утечки и т.д.)

Явление просадки можно наглядно представить на рисунке

Рис. 15.8. Осадка фундамента на лессовом грунте

Рис. 15.9. Зависимость деформаций (а) и относительной просадки (б)лессового грунта от нормального давления

аб – практически прямолинейный участок представляет зависимость осадков от давления под подошвой фундамента

бв – участок соотвецтвующей полной просадке грунта под нагрузкой после замачивания

Плоский сдвиг происх при перемещ-ии фунд/сооруж-я по поверх-ти основания при отсутствии пластических деформаций гр под всей / под частью площади подошвы. Плоский сдвиг возникает в тех случаях, когда силы трения гр по контакту подошвы фундамента с гр < действующих горизонтальных сил. Расчет фундамента на сдвиг по подошве произв-ся из усл-я: где и - суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих, определенных с учетом активного и пассивного давлений гр на боковые грани фунд; и - коэфф-т усл-й раб и надежности по назнач-ю.

Если на небольшой глубине от подошвы залегает слой слабого гр, то дополнит. проверяют возможн-ть скольжения сооруж-я по этому гр.

Проверка на сдвиг произв-ся для разл. этапов возвед-я и эксплуатации зд-я.

Проверка на опрокидывание произв-ся отн оси, проходящ ч/з наружн грань подошвы фунд. Явл-ся формальной, т.к. опрокидывание фунд / сооруж-я возм. только при возведении их на жестком (скальном основании). На сжимаемом основании возникает крен фунд и точка вращения перемещ-ся к центру вращения его подошвы.