24. Расчет оснований свайных фундаментов по деформациям.

27. Порядок проектирования свайных фундаментов.

Порядок проектирования свайных фундаментов

Проектирование свайных фундаментов выполняется в следующем порядке (см. алгоритм п рограммного расчёта на схеме): 1.Выполняется оценка инженерно-геологических условий (определяется слой грунта, в который наиболее рационально заглубить острие сваи). Как правило, остриё сваи должно быть заглублено в несущий слой основания не менее чем на 1, 5 м (см. схему). Схема алгоритма программного расчёта свайного фундамента и определения длины сваи с заглублением её острия не менее 1,5 м в надёжное основание. 2.Определяется тип и размер сваи. 3. Определяется несущая способность сваи (расчетная нагрузка, допустимая на сваю): - по испытаниям; - по данным статического зондирования, (SPT). 4.Определяется необходимое количество свай. 5.Производится размещение свай в плане и конструирование ростверка. 6.Проводится проверка давления, приходящегося на одну сваю. (При несоблюдении данного условия производится перерасчет свайного фундамента, а при выполнении условия п.6 переходят к выполнению п. 7). 7.Определяется осадка свайного фундамента.

28.Условия применения фундаментов глубокого заложения. Классификация фундаментов глубокого заложения. Особенности и схема расчета несущей способности и осадки фундаментов глубокого заложения.

Фундамент глубокого заложения, он же глубоко заглубленный фундамент, - это фундамент, основание которого находится на глубине большей, чем глубина промерзания грунта. Главный смысл заложения фундамента на большую глубину в том, чтобы опереться на плотный слой грунта с большой несущей способностью. Заложение глубоко заглубленного фундамента подразумевает большой объем земельных работ: траншею под фундамент нужно рыть на большую глубину. Расход бетона на такой фундамент так же большой. Плюсом фундамента глубокого заложения является его большая несущая способность, поэтому такие фундаменты характерны для тяжелых домов, построенных из кирпича или железобетона, а так же для многоэтажных домов.

При высоком уровне грунтовых вод, то есть когда они находятся на глубине 1,5-2 м, делать заглубленный фундамент не целесообразно, потому что в этом случае он будет опираться на насыщенный влагой грунт. Такой грунт пластичен, подвижен и имеет низкую несущую способность. Расходовать большое количество бетона на заглубленный фундамент ради того, чтобы он опирался на слабый грунт нет никакого смысла, поэтому при высоком уровне грунтовых вод выбирают мелкозаглубленные фундаменты – ленточные или плитные.

Заглубленные фундаменты чаще всего делают ленточного типа, реже – плитного. Объясняется это тем, что для ленточного фундамента нужно проводить меньше земельных работ: одно дело вырыть траншею, пусть и глубиной 1,5-2 м, и совсем другое дело рыть целый котлован, чтобы уложить монолитную плиту. Кроме того, при большой глубине заложения грунт под основанием обычно достаточно плотный и опорной площади ленточного фундамента более чем достаточно.

Устойчивость фундамента глубокого заложения к морозному пучению обеспечивается благодаря тому, что его основание находится ниже глубины промерзания. Силы пучения не действуют на фундамент снизу, и существуют только касательные силы пучения, которые действуют на стенки фундамента. Воздействие касательных сил гораздо меньше, чем действие сил пучения на основание, но все же эти силы велики и могут достигать 5 тонн на квадратный метр боковой поверхности. Монолитный железобетонный ленточный фундамент размером 6 м на 6 м с толщиной ленты 0,4 м и высотой ленты 1,9 м, заглубленный на глубину 1,5 м будет иметь вес 43,7 т и площадь боковой поверхности 36 м2. При величине касательной силы пучения 5 т/м на такой фундамент будет действовать сила, эквивалентная 180 т. Если на фундаменте стоит тяжелый бетонный дом весом более 200 т, то его вес легко компенсирует силы пучения. Но если на заглубленном фундаменте стоит деревянный дом, весом до 100 т (а вместе с фундаментом 143 т), то сила пучения может его выдавить из земли. Поэтому, как это ни странно может показаться на первый взгляд, заложение фундамента ниже глубины промерзания в случае с деревянными или каркасными домами, не гарантирует устойчивость.

Из всего выше написанного можно сделать один вывод: фундаменты глубокого заложения следует выбирать при строительстве каменных, бетонных, кирпичных домов на грунтах с низким уровнем грунтовых вод.

Область применения

            Под здания и сооружения, чувствительные к неравномерным осадкам или передающие на фундамент значительные сосредоточенные нагрузки, необходимы надежные основания из скальных, полускальных пород или малосжимаемых грунтов. Такие основания обычно залегают на большой глубине, иногда в несколько десятков метров, и часто перекрыты водоносными пластами. В этих условиях применение открытого способа устройства фундаментов глубокого заложения технически сложно и экономически нецелесообразно. Их сооружают в виде глубоких буровых опор, опор из тонкостенных сборных оболочек, стен, сооружаемых методом «стена в грунте», отпускных колодцев, кессонов.

Виды Если подошва фундамента расположена на глубине более 5-6 м и отношение этой глубины к ширине подошвы более 1,5-2, то фундамент будет глубокого за­ ложения. Такие фундаменты, в свою очередь, подразделяются на свайные, опускные колодцы и кессонные. С в а й н ы й Ф у н д а м е н т состоит из свай и объеди­няющей их поверху плиты. Подошвой его будет поверхнос торой располагаются нижние концы свай. В этом уровне все на­ грузки, действующие на фундамент, передаются нижележащему грунту, а грунт, расположенный между сваями, служит промежу­ точной средой, способствующей передаче нагрузок на грунт осно­вания . Плита свайного фундамента, называемая ростверком, может быть расположена на разных уровнях по отношению к поверхности земли. Она может быть'заглублена в грунт, может быть расположена и выше поверхности земли. На верх­ней поверхности плиты (на обрезе) свайного фундамента распола­ гается надфундаментная часть сооружения. Есть также конструкции, в которых сваи и объединяющая их плита выполняют функции и фундамента и надфундаментной части сооружения. Так, в мостах свайно-эстакадного типа опоры состоят из свай и плит­ насадок, на которые опираются пролетные строения. Техника устройства свайных фундаментов в настоящее время настолько развилась и усовершенствовалась, что этот тип фунда­ментов стал одним из основных, особенно в строительстве искусст­ венных сооружений. Достаточно указать, что современное технологическое оборудование позволяет возводить фундаменты со сваями длиной более 50-60 м.

О п у с к н ы е к о л о д ц ы бывают массивными или тонкостенны­ми. Массивные колодцы представляют собой бетонную или железобетонную толстостенную конструкцию, которую погру­жают под действием собственного веса до прочных слоев грунта. Грунт из внутренних полостей колодца извлекают и полости частич­но или полностью заполняют кладкой. В результате получается мас­сивный фундамент глубокого заложения. К тонкостенным колодцам относятся железобетонные оболочки диаметром свыше 3 м, прину­дительно погружаемые в грунт. Глубина погружения колодцев может быть значительной. Из­вестны случаи, когда колодцы погружали в грунт до 50 м. Если опусканию колодцев препятствуют твердые труднопрохо­димые прослойки скальных пород или отдельные включения в виде валунов, погребенных стволов деревьев, заиленных частей разру­ шенных конструкций и т. д., то возводят к е с с о н н ы й ф у н д а ­ м е н т, состоящий из кессона и надкессонной кладки. Кессон представляет собой перевернутый ящик, на потолке ко­торого возводят кладку тела фундамента. Для разработки грунта при погружении кессона в его рабочую камеру подают сжатый воз­дух, который отжимает воду и осушает камеру, обеспечивая воз­можность разработки. Работы под сжатым воздухом вредны для человеческого организма, поэтому при постройке мостов кессонные­ фундаменты разрешается применять в исключительных слvчаях. Наибольшая глубина опускания кессонов, считая от уровня воды составляет около 35 м; при этой глубине избыточное давление в ра­бочей камере кессона может достигать предельного значения 4 кгс/см2, при котором еще возможно разрабатывать грунт.