67 Изменение свойств грунтов при динамических воздействиях.
Вибрация во время динамических воздействий уменьшает силы междучастичного трения и сопротивление сдвигу. Сильные импульсные воздействия могут вызвать дополнительные осадки и просадки. При определенной частоте колебаний междучастичное трение в сыпучих грунтах может настолько уменьшиться, что грунт приобретает свойства вязкой жидкости даже при малом количестве воды в нем. При наличии большого количества воды в грунте она может не успеть покинуть поры, в которых находилась, поэтому возникает поровое противодавление, уменьшающее сопротивление сдвигу. При динамических воздействиях в основном уменьшаются межчастичные силы трения, а в меньшей степени уменьшается угол внутреннего трения. Угол внутреннего трения будет уменьшаться вследствие разрыхления грунта, то есть увеличения его пористости. Удельное сцепление после действия динамических нагрузок также может уменьшиться, однако, как правило, незначительно, но для этого нужны достаточно интенсивные динамические воздействия, разрушающие цементационные связи. Причиной слабого уплотнения маловлажных глинистых грунтов является наличие большой связности у частиц, и, как следствие, относительно высокая прочность агрегатов частиц грунта.
68. Учет динамических свойств грунтов при расчете фундаментов на колебания.
Основными источниками колебаний фундаментов и окружающего грунта являются: работа стационарно установленных машин и механизмов промышленного или хозяйственного оборудования, движение различных видов транспорта, выполнение некоторых строительных работ, взрывные работы, сейсмические воздействия, пульсация ветрового потока и т. п.Наиболее опасным явлением при эксплуатации фундаментов с динамическими нагрузками является возникновение резонансных колебаний, при которых частота возмущающей силы совпадает с частотой собственных колебаний фундамента. В этом случае амплитуда колебаний, возрастая в несколько раз, может быть опасной для несущей способности отдельных конструкций и даже всего фундамента в целом. В связи с тем что при проектировании фундаментов могут быть допущены неточности в расчете и при определении физико-механических характеристик грунтов, то после начала эксплуатации фундамента может возникнуть явление резонанса.
Для устранения этого явления обычно предусматривают возможность изменения собственной частоты колебаний после устройства фундаментов. Упомянутое осуществляется с помощью увеличения площади подошвы фундамента без значительного повышения его веса. Иногда прибегают к устройству буронабивных свай, которые устраивают в отверстиях, специально оставляемых в выступающих частях фундаментов. В некоторых случаях для уменьшения амплитуды колебаний используют специальные виброгасители или прибегают к опиранию оборудования на фундамент через виброизоляторы.
90. Фундаменты в вытрамбованных котлованах
В последнее время сформировалось и успешно развивается новое направление в строительстве на просадочных грунтах — устройство фундаментов в уплотненном грунте. Особенность его состоит в том, что в процессе устройства фундаментов под подошвой и вокруг их боковых граней создается уплотненный непросадочный грунт повышенной прочности и несущей способности. Нагрузка от фундаментов по подошве и боковым стенкам передается вначале на уплотненный грунт, а затем на грунты природного сложения, благодаря чему достигается более высокая несущая способность фундаментов.
К новому направлению устройства фундаментов относятся забивные призматические и особенно пирамидальные сваи, забивные блоки, набивные сваи в пробитых скважинах, виброштампованные сваи и главными представителями этого направления являются фундаменты в вытрамбованным котлованах.
Наличие уплотненной зоны под котлованом и вокруг его наклонных боковых стенок позволяет существенно снизить размеры фундаментов. В результате этого применение методов устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах по сравнению с обычными столбчатыми и ленточными фундаментами, а также свайными позволяет существенно снизить расход бетона, металла, стоимость и трудоемкость работ по устройству их.
Щелевым называют монолитный ленточный железобетонный фундамент прямоугольного сечения, особенностью которого является укладка бетона непосредственно в выкопанную траншею - "в распор" грунта. Изготавливают их обычно в связанных глинистых грунтах, в песчаных грунтах их не применяют, так как стенки траншеи в них будут осыпаться. Цоколь можно делать как единую конструкцию с фундаментом или раздельно - из кирпичной или блочной кладки (рис. 1 а, б). В первом случае опалубку выставляют от поверхности грунта на высоту цоколя.
Щелевые фундаменты более экономичны по сравнению с традиционными, устроенными в траншеях с применением опалубки (рис. 1в). Поэтому они более привлекательны при строительстве малоэтажных зданий. До последнего времени применяли только конструкции, заложенные ниже расчетной глубины промерзания.
В традиционных ленточных фундаментах нагрузка от дома на основание передается через подошву. Сопротивление грунта обратной засыпки в расчетах не учитывают. При устройстве щелевых фундаментов за счет неровности бортов траншей и плотной (с виброуплотнением или штыкованием) укладки бетона получается хорошее сцепление боковой поверхности конструкции с грунтом, который может воспринимать значительную часть нагрузки от дома. Поэтому для получения экономичных конструкций в расчетах учитывают сопротивление грунта как по их подошве, так и по боковой поверхности.
Наклонную подошву фундамента целесообразно применять в грунтах, обладающих большим удельным сцеплением: чем больше в грунте силы сцепления, тем под большим углом к горизонту можно располагать подошву фундамента. В скальных грунтах сопряжение фундамента с основанием осуществляется при помощи зубьев. Зубья фундамента и грунт работают на скалывание, при котором сопротивление намного больше сопротивления трению.
