30. Особенности работы оснований фундаментов глубокого заложения.

1 . Опускные колодцы. При высоком У.Г.В. вода проникает внутрь колодца, вызывая перемещения частиц грунта – механическая суффозия. Вокруг колодца образуется грунт с нарушенной структурой. Поверхность грунта начинает опускаться, вызывая деформации соседних зданий, что не допустимо.

Альтернатива данному явлению – погружение колодца без откачки воды. В этом случае ведут подводные работы при гидростатическом равновесии.

2. Кессоны. Этот способ постройки фундаментов заключается в применении сжатого воздуха для осушения рабочего пространства.

q – масса над кессонной кладки;

Р – давление внутри кессона;

Rв – вертикальная реакция под ножом;

Rн – наклонная реакция под ножом;

Eа – активное давление грунта.

3. Стена в грунте. При выполнении данных работ особая роль отводится глинистому раствору монтмориллонитовой глины. Глинистые частицы раствора (монтмориллонита) не только смачиваются водой, но вода проникает внутрь кристалла и глина разбухает, увеличиваясь в объеме до 200 раз. Монтмориллонитовая глина обладает свойством тиксотропии, т.е. при динамическом воздействии мы имеем раствор, а при отсутствии такового фактора (через 4…6 часов) золь превращается в гель, что позволяет удерживать стенки траншеи.

Давление от раствора должно быть больше давления окружающей среды. Для того чтоб удержать давление в устье траншеи применяют форд шахту (металлическую или ж/б).

σ₁> σ - необходимое условие, однако внизу траншеи данное условие не будет соблюдаться, поэтому рекомендуется траншею откапывать не на всю длину, а по захваткам (не > 3м).

Полученная стена в грунте замыкается в плане и создается единая конструкция. Грунт постепенно выбирается в направлении сверху – вниз, с устройством дисков перекрытий – элементов жесткости, играющих роль распорок.

31.Предельные состояния. Основные положения расчетов оснований и фундаментов по предельным состояниям

В расчете оснований рассматриваются их предельные состояния по несущей способности (первое предельное состояние) и по деформациям (второе предельное состояние). Расчет оснований по деформациям обычно считается основным, а расчету устойчивости грунтов чаще придают проверочный характер.

Проектирование оснований вместе с фундаментом по предельным состояниям заключается в выборе таких типов оснований и в назначении таких размеров фундаментов, которые обеспечивают нормальную эксплуатацию зд. или соор. Деформации наземных конструкций от самого невыгодного сочетания нагрузок д/б близки предельным значениям , но не превышать их. Проектирование следует вести с учетом природных особенностей строительной площадки, особенностей конструктивных решений и требований эксплуат. зд. или соор., производства работ.

Расчет оснований по деформациям:

Требования проектирования сводятся к ограничению осадок оснований и следующих за ними деформаций фундаментов значениями, гарантирующими нормальную эксплуат. зд. или соор.

При проектировании определяют размеры и характер перемещений различных точек на контакте поверхности основания с фундаментом.

Расчет по деф. заключается в выполнении усл.:

S ≤ S_U, где S – ожидаемая совместная осадка сооружения и основания по расчету;

S_U – предельно допустимая осадка основания и сооружения.

Величина S_U = f (чувствительности здания, технологических, архитектурных требований).

На величину S – влияет жесткость сооружения, уменьшая неравномерные осадки, однако до настоящего времени жесткость сооружения в расчет обычно не учитывается – что идет в запас расчета.

Под S – может быть: - абсолютная осадка, средняя осадка (Sср), разность осадок (ΔS), крен, прогиб, выгиб; кривизна; угол закручивания, горизонтальные смещения.

Опыт строительства показывает, что легкие здания в однородных грунтах при согласованном залегании слоев, сжимаемость которых с глубиной уменьшается, получают осадки в 2-3 раза меньше предельных, и тогда нет необходимости рассчитывать осадку.

Необходимым и достаточным условием здесь будет выполнение неравенства:

P ≤ R, где Р – фактическое среднее давление грунта под фундаментом; R – расчетное сопротивление грунта основания.

Расчет по несущей способности:

Условия расчета

1. Наличие постоянно действующей горизонтальной составляющей.

2. Основание ограничено нисходящими откосами.

3. При проектировании анкерных фундаментов.

4. При наличии в основании скальных пород.

Проектир. по нес. способности сводится к назначению таких размеров подошвы фундаментов или соор., при которых от действия самых невыгодных комбинаций нагрузок обеспечивается устойчивость основания. Для этого д/б соблюдено условие:

F≤γ_cF_u/γ_n, где F- пред. нагр. действующая на грунт основания от всех наиболее невыгодных сочетаний нагр.; F_u- предельное сопротивление грунтов основания в направлении действующей нагрузки; γ_c и γ_n – соотв. коэф. условий работы и коэф. надежн. по назначению соор.

Левая часть условия учитывает специфику проект-х зд. и соор., особенности действующих нагрузок. Правая часть учитывает особенности естественных оснований, напряженное состояние грунтов, прочностные св-ва отдельных слоев.

Устойчивость оснований обеспечивается снижением предельной нагрузки на грунты до безопасной.