1. Цели, задачи и значение курса. Достижения в области фундаментостроения

Цель курса — овладение методами расчета грунтового основания и определение схем силового воздействия грунта на фундамент.

Значение курса — фундаменты устраиваются для передачи нагрузок от конструкций зданий и сооружений, установленного в них оборудования на грунты основания. Основание, воспринимая эти нагрузки, претерпевает обычно неравномерные деформации, что вызывает появление в конструкциях дополнительных перемещений и усилий.

Достижение в области ОиФ. Фундаментостроение в России характеризуется: разнообразием геологическиз условий и большим объемом работ.

• Разработка передовых решений в области фундаментостроения (метод креплений стенок котлована замораживанием; устройство свай изготовляемых в грунте; устройство фундаментов методом «стена в грунте»; теория расчета оснований по предельным состояниям.

• Разработаны вопросы расчета оснований с учетом ползучести грунтов.

• Изучениы особенности деформирования оснований и фундаментов в условиях динамических воздействий.

• Разработаны методы оценки деформируемости и свойств структурно-неустойчивых грунтов — вечномерзых, лессовых и торфянистых.

• Разработаны метода расчета гибких фундаментов (балок и плит на упругом основании).

• Разработаны методы расчета различных свайных фундаментов.

• Разработаны методы расчета и проектирования оснований и фундаментов, учитывающие нелинейность деформирования и реологические свойства грунтов (реология учитывает вязкость, пластичность грунтов).

• Разработаны методы реконструкции оснований и фундаментов зданий и сооружений (существующие здания оснащаются новым оборудованием, или надстраиваются новые этажи, что приводит к утяжелению зданий).

• Разработаны програмные комплексы для расчета оснований и фундаментов, так как усложнились расчетные модели и можно использовать принципы оптимального проектирования.

2. Главные направления развития. Направления по совершенствованию фундаментов

Главные направления развития:

1. индустриальность и сборность;

2. возведение зданий и сооружений в особых условиях;

3. развитие фундаментов для отдельных специальных областей.

Эти направления:

1. улучшение конструкций обычных фундаментов за счет устройства полости;

2. уточнение формы подошвы;

3. уточнение методов расчета грунтового основания;

4. применение новых конструкционных материалов (напряженный ж/б);

5. примемение индустриальных свайных фундаментов со сбрными ростверками;

6. новые методы устройства фундаментов — применение свай-оболочек, корневидных свай, фундаментов-оболочек, раличные методы закрепления грунта.

3. Исходные данные для проектирования фундаментов

1. Данные по сооружению:

• величина и характер нагрузок;

• конструктивная схема здания или сооружения и ее чувствительность к осадкам;

• особенности технолонических процессов в зданиях и их влияние на фундаменты;

• наличие и размеры подвалов и приямков

2. Общие данные инженерно-геологических условий:

• мощность слоев грунта и характер напластования

• уровень грунтовых вод и глубина промерзания грунта

• агрессивность подземных вод по отношению к материалу фундамента

3. Показатели (характеристики) грунтов, необходимые для расчета:

• основные показатели физического состояния грунтов (удельный вес ; удельный вес ; природная влажность )

• классификационные данные (число пластичности , индекс текучести , гранулометрический состав, коэффициент пористости)

• прочностные показатели ( , )

• показатель деформативности ( )

• показатель затухания осадок во времени (коэффициент фильтрации)

4. При проектировании свайных фундаментов дополнительно требуется:

• данные зондирования грунтов

• результаты испытаний свай

4. Последовательность проектирования О и Ф

1. Анализ и оценка инженерно-геологических изысканий для строительства. Состав этих данных определяется нормативными документами. От качества и полноты материалов изысканий зависят надежность и экономичность принимаемых в прокте решений фундаментов и оснований.

Результаты изысканий включают:

• сведения о местопложения территорий строительстваЮ ее климатических и сейсмических условиях, сведения об инженерно-геологическом строении и литологическом составе толщи грунтов.

• Сведения о неблагоприятных факторов — просадочности грунтов, карста, оползнях, горных выработках и т. п.

• Сведения о горизонтах подземных вод, колебания их уровней, агрессивности по отношени. К материалу фундамента и подземных частей здания.

• Сведения о стратинрафической (стратиграфия — изучает последовательность формирования пород, их пространственное взаимоотношение и относительный возраст) последовательности напластования грунтов, форма залегания, размерах в плане и по глубине инженерно-геологических элементов. Эти данные представляются ввиде инженерно-геологических колонок по отдельным скважинам и разрезов, а так же соответсвующих текстовых материалов и таблиц. Количество скважин зависит от сложности инженерго-геологической площадки и категории ответсвенности здания. Среднее расстояние между скажинами — 20-30м, глубина скажины должна быть больше на 1-2м больше нижней границы сжимаемой толщи оснований, а для слабых грунтов — на всю их толщу

• Все данные о физикомеханических свойствах грунтов, сведения о методах их определения.

2. Анализ проектируемого здания или сооружения:

• определяются плановые и высотные размеры сооружения, устанавливается конструктивная и расчетная схемы, материалы конструкций, способы передачи нагрузок на основание

• определяется чувствительность к неравномерных осадкам, назначается предельная величина деформации(по СНиП)

• определяются нагрузки действующие на сооружение (ветровые, снеговые, особые и т. п.) и нагрузки от несущих конструкций, перекрытый, покрытий, оборудования передающиеся на фундамент. Равнодействующие всех нагрузок прикладываются к подошве фундамента.

3. Выбор типа основания и конструкции фундаментов.

В массовом строительстве применяются два класса фундаментов:

• мелкого заложения

• свайные

Этот этап должен заканчиваться выбором типа оснований и не менее трех конструктивных типов фундаментов.

4. Расчеты оснований по предельным состояниям, технико экономический анализ и окончательное решение.

Для одного или нескольких сечений здания (зависит от концигурации, нагрузок, сложности напластования) производятся расчеты фундаментов, определяются размеры фундаментов в плане, количество и расположение свай, проектируются фундаменты для каждого варианта. Оцениваются все виды работ повозведениюю фундаментов, делается технико-экономическое сравнение вариантов по минимуму приведенных затрат (стоимость, трудоемкость, продолжительность) и выбирается оптимальное проектное решение.

5. Анализ и оценка инженерно-геологических изысканий для строительства

Состав этих данных определяется нормативными документами. От качества и полноты материалов изысканий зависят надежность и экономичность принимаемых в проекте решений фундаментов и оснований.

Результаты изысканий включают:

• сведения о местопложении территории строительства, ее климатических и сейсмических условиях, сведения об инженерно-геологическом строении и литологическом составе толщи грунтов.

• Сведения о неблагоприятных факторах — просадочности грунтов, карста, оползнях, горных выработках и т. п.

• Сведения о горизонтах подземных вод, колебания их уровней, их агрессивности по отношению к материалу фундамента и подземных частей здания.

• Сведения о стратиграфической (стратиграфия — изучает последовательность формирования пород, их пространственное взаимоотношение и относительный возраст) последовательности напластования грунтов, форме залегания, размерах в плане и по глубине инженерно-геологических элементов. Эти данные представляются в виде инженерно-геологических колонок по отдельным скважинам и разрезов, а так же соответсвующих текстовых материалов и таблиц. Количество скважин зависит от сложности инженерго-геологической площадки и категории ответсвенности здания. Среднее расстояние между скажинами — 20-30м, глубина скажины должна быть больше на 1-2м нижней границы сжимаемой толщи оснований, а для слабых грунтов — на всю их толщу

• Все данные о физикомеханических свойствах грунтов, сведения о методах их определения.

6. Анализ проектируемых зданий и сооружений

• определяются плановые и высотные размеры сооружения, устанавливается конструктивная и расчетная схемы, материалы конструкций, способы передачи нагрузок на основание

• определяется чувствительность к неравномерных осадкам, назначается предельная величина деформации(по СНиП)

• определяются нагрузки действующие на сооружение (ветровые, снеговые, особые и т. п.) и нагрузки от несущих конструкций, перекрытый, покрытий, оборудования, передающиеся на фундамент. Равнодействующие всех нагрузок прикладываются к подошве фундамента.

7. Выбор типа оснований и конструкций ф-тов. Расчеты оснований по предельным состояниям. ТЭА и окончательный выбор

В массовом строительстве применяются два класса фундаментов:

• мелкого заложения

• свайные

Этот этап должен заканчиваться выбором типа оснований и не менее трех конструктивных типов фундаментов.