5. Ленточные фундаменты: проектирование, расчет

Ленточные фундаменты под стены устраиваются монолитными или из сборных блоков. В монолитном варианте армируется только плитная часть фундамента. В сборном варианте используются железобетонные (с армированием) подушки и бетонные блоки (без армирования) для фундаментных стен. Толщина фундаментной подушки равна 300, 500 мм. Ширина изменяется от 600 до 3200 мм. Фундаментные блоки имеют унифицированную ширину 300, 400, 500, 600 мм и высоту 280, 580 мм. Длина блоков равна 880, 1180 и 2380 мм.

Ленточные фундаменты под колонны выполняются из монолитного железобетона с армированием подошвы и стен фундамента. Если ленты делаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях, то фундамент называется фундаментом из перекрестных лент. Данный тип фундаментов имеет ряд преимуществ перед обычными ленточными, так как обладает способностью к выравниванию неравномерных деформаций основания.

Ленточные прерывистые фундаменты отличаются от обычных тем, что фундаментные подушки укладываются с разрывом, величина которого определяется расчетом. Пространство между подушками заполняется песком или грунтом с уплотнением. Нагрузка от фундаментной стены передается через уплотненный грунт на основание. Стоимость прерывистых фундаментов до 10-15 % менее стоимости обычных ленточных.

Фундаменты мелкого заложения: а - сборный ленточный, прерывистый; б, в, г,д - поперечные сечения ленточных фундаментов под стены; е - ленточный монолитный под колонны; ж - фундамент из перекрестных лент; 1 - отмостка; 2 - гидроизоляция; 3 - сборные бетонные стеновые блоки; 4 - армированный пояс; 5 - подушка ленточного фундамента; 6 - стеновая ребристая панель10 - колонна; 11 - железобетонная лента;

Если глубина подвала превышает 3 м, то под действием активного давления грунта возможно смещение фундаментных стеновых блоков по направлению в подвал. Поэтому для повышения устойчивости стен подвала в горизонтальные швы между блоками вводятся плоские сетки (см. рис.Ф.9.12,г) из арматуры диамет- ром 8-10 мм.

Для обеспечения пространственной жесткости сборного фундамента предусматривается связь между продольными и поперечными стенами путем перевязки их фундаментными стеновыми блоками или закладки в горизонтальные швы арматурных сеток.

Фундаментные стеновые блоки укладывают с перевязкой вертикальных швов на участке длиной не менее высоты фундаментного стенового блока на структурно неустойчивых грунтах и не менее 0,4 высоты блока при модуле деформации грунтов E > 10 МПа.

6. Расчет несущей способности висячей сваи. Классификация свай по характеру передачи нагрузок на грунт

Несущая способность висячих свай определяется либо расчетным методом, либо путем забивки опытных свай.

Висячие сваи рассчитываются по грунту. Сопротивление погружению сваи возникает под ее пятой-острием (лобовое сопротивление) и по боковой поверхности (сопротивление благодаря мобилизации сил трения). Как и для свай-стоек, лобовое сопротивление зависит от, а также от глубины погружения нижнего конца. Боковое сопротивление зависит от вида песчаных грунтов, показателя текучести IL глинистых грунтов, от глубины слоя, для которого определяется коэффициент трения. Лобовое сопротивление дается на единицу площади поперечного сечения сваи, поэтому полученная величина R умножается на площадь поперечного сечения A. С глубиной сопротивление трению увеличивается. Сопротивления под острием и по боковой поверхности суммируются. Однако предварительно они умножаются на коэффициент условий работы, который зависит от способа погружения свай.

По характеру передачи нагрузок на грунт: а) сваи-стойки, передающие нагрузку на грунт нижним концом и опирающиеся на скальные или малосжимаемые прочные грунты. К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотные, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации E = 50 МПа; б) висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом (рис.Ф.14.8,б).

Схемы передачи нагрузки на основание

К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Они имеют перемещения под воздействием нагрузок значительно большие, чем сваи-стойки, при этом в работу включаются силы трения, возникающие по боковой поверхности. У

висячих свай нагрузка передается основанию не только через нижний конец, но и боковой поверхностью. Нагрузка на такую сваю определяется суммой этих двух воздействий. Таким образом, висячая свая отличается от сваи-стойки тем, что передает нагрузку от веса сооружения не только своим нижним концом, но и боковой поверхностью.

Висячие забивные сваи всех видов и сваи-оболочки, погружаемые без выемки грунта

1) Несущую способность следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности -

где _c — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый _c = 1;

R ‑ расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, A — площадь опирания на грунт сваи, м²;u — наружный периметр поперечного сечения сваи, м; f_i — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа; h_i — толщина 1-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;_cR _cf — коэффициенты условий работы.

2) Несущую способность на выдергивающую нагрузку: F_du = ,

ВИСЯЧИЕ НАБИВНЫЕ И БУРОВЫЕ СВАИ И СВАИ-ОБОЛОЧКИ, ЗАПОЛНЯЕМЫЕ БЕТОНОМ

1. Несущую способность

Несущую способность на выдергивающие нагрузки:

ВИНТОВЫЕ СВАИ

Несущую способность:F_d = _c ₁ c₁ + ₂ ₁ h₁)A + u f_i (h - d),

₁, ₂ —коэффициенты, в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне _,; c₁ — расчетное значение удельного сцепления пылевато-глинистого или параметр линейности песчаного грунта в рабочей зоне, кПа (тс/м²); ₁ — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше лопасти сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

7. Сплошные и массивные фундаменты: проектирование и расчет

Фундаменты в виде сплошных железобетонных плит устраиваются под всем зданием или сооружением и представляют собой плоскую, ребристую или коробчатую плиты. В плане эти фундаменты имеют прямоугольное, круглое или кольцевое очертания.

Сваи-стойки прорезают толщу слабых или недостаточно прочных грунтов и опираются на прочные грунты скальные, полускальные, крупнообломочные, плотные песчаные грунты, глинистые грунты твердой консистенции. Свая-стойка всю свою нагрузку передает через нижний конец, так как при малых ее перемещениях  осадках не происходит мобилизации сил трения по боковой поверхности. Свая-стойка работает как

сжатый стержень в упругой среде. Ее несущая способность определяется прочностью самого материала на сжатие и сопротивлением грунта под нижним концом  острием.

Плитные фундаменты: а - со сборными стаканами; б - с монолитными стаканами;в - ребристая плита; г - плита коробчатого сечения: 1 - верхняя рабочая сетка; 2 - нижняя рабочая сетка;3 - вертикальная арматура

В отличие от рассмотренных ранее, сплошные фундаменты обладают способностью изгибаться под действием внешних нагрузок. Поэтому сплошные фундаменты армируются как в нижней, так и в верхней зонах сечения. Армирование выполняется плоскими сварными сетками или отдельными стержнями, которые укладываются на поддерживающие каркасы.

Данный тип фундаментов имеет наибольшее преимущество при слабых грунтах, так как эти фундаменты нечувствительны к неравномерным осадкам.