33. Основные положения расчета фундамента глубокого заложения

Расчет опускных колодцев производится для условий строительства и условий эксплуатации. Расчеты для условий строительства преследуют цель: проверить условие погружения опускного колодца под действием собственного веса и дополнительной пригрузки

, (1.14)

где G_w – расчетное значение собственного веса стен колодца; Q – расчетное значение пригрузки колодца при погружении; Т₂ – расчетное значение силы трения стен колодца по грунту при погружении; F_u – расчетное сопротивление грунта под подошвой ножа при погружении колодца; γ_pl – коэффициент надежности погружения, обычно принимаемый равным 1,15.

Расчет на погружение производится на наибольшую глубину. Если в процессе погружения стенки колодца наращиваются, расчет должен производиться для каждого яруса.

Расчетное значение силы трения грунта по боковой поверхности стен колодца при его погружении

, (1.15)

где u – наружный периметр колодца; t₀, t₁, ..., t_n – удельные силы трения, соответствующие промежуткам деления глубины погружения колодца h и определяемые по формуле

,

γ_с – коэффициент условий работы, принимаемый: 1,2 – для плотных песков с гравием или щебнем и 1,0 – для прочих грунтов; p_g – основное давление грунта на колодец; φ – угол внутреннего трения грунта; К – коэффициент, учитывающий уменьшение сцепления грунта в результате сдвига в призме обрушения; с – сцепление грунта.

В зависимости от консистенции грунта значение К можно принимать: 0,22 – для твердой консистенции; 0,25 – для полутвердой; 0,29 – для тугопластичной и 0,33 – для мягкопластичной.

Значение основного давления грунта на колодец определяется как активное давление грунта на цилиндрическое ограждение

,

где К_р – коэффициент, учитывающий увеличение давления грунта за счет сил трения (определяется по рисунку 1.8); P_a.r – активное давление грунта на гладкое цилиндрическое ограждение

γ – удельный вес грунта; r – наружный радиус круглого или условный радиус для некруглого в плане колодца (рисунок 1.9); ; ; h – расстояние от поверхности грунта до рассматриваемого сечения; q – равномерно распределенная нагрузка.

Рисунок 1.8 – Зависимость коэффициента

К_р от h/r

Сопротивление грунта под ножом при погружении колодца F_u определяется по формуле

,

где A_b – площадь подошвы ножа; p_u – предельная нагрузка на основание, определяемая в зависимости от относительного заглубления ножа в грунт h/b (h – глубина погружения ножа в грунт, измеренная от уровня грунта в колодце; b – ширина банкетки).

Для начального периода погружения при 0  h/b  0,5

,

где А₀, В₀, С₀ – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения φ и определяемые по таблице 1.18; γ – удельный вес грунта, расположенного ниже банкетки опускного колодца; b – ширина банкетки; q_g – вертикальное равномерно распределенное давление грунта, расположенного выше банкетки ножа опускного колодца.

34. Материалы для устройства фундаментов мелкого заложения. Конструктивные формы фундаментов

Фундаменты на естественном основании можно разделить на две группы в зависимости от глубины заложения подошвы и способа возведения:1 Фундаменты мелкого заложения. 2 Фундаменты глубокого заложения.

Фундаменты мелкого заложения сооружаются в открытых котлованах. При значительных глубинах котлованов и прорезании водоносных слоев грунта возникает необходимость в креплении откосов и водоотводе или водопонижении, что ведет к удорожанию работ. Поэтому устройство таких фундаментов с глубиной заложения более 6 м оказывается экономически нецелесообразным.

В зависимости от назначения и вида конструкций, передающих на фундаменты нагрузку, можно выделить следующие основные типы фундаментов мелкого заложения:

1 Фундаменты стаканного типа под железобетонные стойки. Состоят из опорной железобетонной плиты (возможно с развитием) и железобетонного стакана (рисунок 1.1, а). Могут выполняться монолитными и сборными.

2 Фундаменты столбчатого типа под деревянные или металлические стойки или рамно-эстакадные мосты и путепроводы. Состоят из опорной железобетонной плиты (возможно с развитием) и железобетонного столба, выходящего на поверхность и имеющего в верхней части анкера для крепления стойки или переходящего в колонну опоры (рисунок 1.1, б). Могут выполняться монолитными и сборными.

3 Ленточные фундаменты под стены и другие протяженные конструкции. Состоят из опорной железобетонной ленты (монолитной или сборной из отдельных элементов) и выходящей на поверхность бетонной стены (монолитной или сборной) (рисунок 1.1, в).

4 Массивные фундаменты мостовых опор. Чаще всего представляют собой массивную ступенчатую конструкцию из неармированного бетона. Могут также выполняться из бутовой или бутобетонной кладки. В зависимости от требуемой площади подошвы могут выполняться с развитием или без него (рисунок 1.1, г).

а) б) в) г)

Рисунок 1.1 – Схемы фундаментов мелкого заложения: стаканного типа (а), столбчатого типа (б), сборного ленточного (в), массивного мостовой опоры (г): 1 – опорная плита; 2 – стакан; 3 – столбчатая часть; 4 – анкера или выпуски арматуры; 5 – фундаментные плиты ФЛ; 6 – фундаментные стеновые блоки ФС, ФБС; 7 – опора моста

Материалы для устройства фундаментов.

Фундаменты, кроме действия внешних нагрузок, испытывают влияние подземных и поверхностных вод, а также замерзание и оттаивание влаги в порах кладки. В связи с этим материалы для фундаментов должны обладать определенной прочностью, неразмокаемостью и морозостойкостью.

Долговечность фундаментов обеспечивается устройством их из железобетона, бетона, бутобетона, бутовой кладки. Дерево применяется для временных, а металл для сборно-разборных сооружений. Для возведения фундаментов из бутовой кладки приходится использовать ручной труд, поэтому ее применяют редко.

Бетон является более совершенным материалом для фундаментов. Применяют бетон класса В5...В15. С целью уменьшения расхода цемента используют бутобетон (в бетон втапливают бутовые камни). Монолитные бетонные фундаменты особенно целесообразны при бетонировании без опалубки в распор со стенками котлованов. Котлованы могут быть получены бурением скважин или вытрамбовыванием ложа.

Из бетона и бутобетона делают блоки для сборных фунда­ментов, в частности сплошные или пустотелые фундаментные стеновые блоки.

Наиболее широкое применение в качестве материала для фундаментов нашел железобетон. Этот материал незаменим для устройства ленточных фундаментов под колонны и сплошных фундаментных плит, поскольку хорошо сопротивляется изгибу, морозостоек и при определенной плотности ему можно прида­вать свойство водонепроницаемости. Из железобетона делают самые разнообразные блоки для сборных фундаментов, а также панельные фундаменты. Это позволяет максимально механизи­ровать работы по устройству фундаментов.