11.Расчеты фундаментов по предельным состояниям оснований.

В расчете оснований рассматриваются их предельные состояния по несущей способности (первое предельное состояние, согласно СНБ) и по деформациям (второе предельное состояние).

S ≤ S_U

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).

Под S – может быть:

- абсолютная осадка;

- средняя осадка; (Sср)

- разность осадок; (ΔS)

- крен;

- прогиб, выгиб; кривизна; угол закручивания;

- горизонтальные смещения.

Sср = (a₁F₁S₁ + a₂F₂S₂ +...+ a_nF_nS_n )/( a₁F₁ + a₂F₂ +...+ a_nF_n)

где a₁,a₂ ,a_n - количество одинаковых фундаментов, имеющих площади F₁ ,F₂ ,F_n - соответственно.

S₁ ,S₂ ,S_n – подсчитанные осадки.

P ≤ R

где Р – фактическое среднее давление грунта под фундаментом;

R – расчетное сопротивление грунта основания

R = (γ_c1 γ_c2 / k) [M_γk_zbγ_II + M_qd₁ γ_II' + (M_q – 1)d_b γ_II'+M_cc_II]

где, γ_c1 – коэффициент работы грунтового основания (1,1 – 1,4)

γ_c2 - коэффициент работы здания или сооружения во взаимодействии с основанием ;

k – коэффициент надежности

Mγ; Mq; Mc - эмпирические коэффициенты, зависящие от φ_II (расчетное значение угла внутреннего трения).

b – меньшая сторона подошвы фундамента (м);

γ_II'- осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше отметки подошвы фундамента;

γ_II – то же, но залегающего ниже подошвы фундамента;

c_II – расчетное значение удельного сцепления;

d_b – глубина подвала (м);

d₁ –глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений; приведенная глубина заложения для зданий с подвалом.

d₁=h₂+h₁γ_n/γ_II'

R – расчетное сопротивление грунта основания, это такое давление, при котором глубина зон пластических деформаций () равна 1/4b.

1. Конструктивно задаемся шириной фундамента b

2. По характеристикам грунта определяем R

3. Сравниваем R и Р

P=(N₀+N_ф+N_гр)/A

Тогда

γ _ср – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах

γ _ср = 20…22 (кН/м³) - для зданий без подвала; 16…19 (кН/м³) - для здания с подвалом.

12. Свайные фундаменты. Область применения свайных фундаментов

Свая - это стержень, находящийся в грунте в вертикальном или наклоннном положении и предназначенный для передачи грунту нагрузки от надфундаментной части сооружения.

Свайный фундамент - это группа свай, объединённая ростверком.

Ростверк – это бетонная или ж/б плита, объединяющая головы свай.

Свайный фундамент применяется тогда, когда необходимо передать большую степень нагрузки на слабый грунт, и в строительстве на слабых и сильно сжимаемых грунтах.

1 -гидроизоляция, 2-поверхность земли, 3-ж/б балка ростверка, 4- забивная свая, 5-плотный грунт

Материал для свай может быть различным: дерево, бетон, железобетон, сталь. Ростверки делятся на монолитные и сборно-монолитные различной высоты и формы. Они необходимы для того, чтобы передача нагрузки сооружения на сваи и грунтовое основание была равномерной.

Свайные фундаменты в зависимости от размещения свай проектируют в виде:

- одиночных свай - под отдельно стоящие опоры;

- свайных лент - под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;

- свайных кустов - под колонны с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной, трапецеидальной и другой формы;

- сплошного свайного поля - под тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными под всем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт.

Выбор конструкции фундамента (свайного, на естественном или искусственном основании), а также вида свай и типа свайного фундамента (например, свайных кустов, лент, полей) следует производить исходя из конкретных условий строительной площадки, характеризуемых материалами инженерных изысканий, расчетных нагрузок, действующих на фундамент, на основе результатов технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений фундаментов (с оценкой по приведенным затратам).

Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических изысканий строительной площадки, а также на основе данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности проектируемых зданий и сооружений и условия их эксплуатации, нагрузки, действующие на фундаменты, с учетом местных условий строительства.