1.Порядок проектирования оснований и фундаментов.

Основ-я, фунд и наземн. констр-ции раб-т как 1 констр-ция. Оценивают особ-ти раб всей сист и каждой ее составной части. Сист рассм-т состоящ из 2 част: осн-фунд; фунд-надз констр.

1й этап. Выбир тип и предвар констр-ю фунд с учетом ИГУ строит площ и особ-й зд-я. Для фунд в открытых котлованах выбир-т тип основ-я, для фунд глубок залож-я - глубину погружения. Уст-т усл-я залегания гр и опред-т расчетн хар-ки. Опред разм фунд, глуб залож-я, разм и форму подошвы в плане, возм. их деф-ции, сравнив с предельно допустимыми и коррект их.

2й этап. Уточн-т принят разм и констр-цию фунд.

Ф рассчит как отдельн конструктивн эл-т сооруж-я совместно с наземн констр-цией.

Расчет вып-т с учетом всех комбинаций нагружения и опред-т наиб знач-е перемещ-й фунд, сопоставляя его с деф-циями основ-я при тех же сочетаниях нагр.

В процессе проектир-я корректир-т разм и констр-цию фунд.

При проектир последовательн. расчетами добив-ся того, чтобы деф-ция основ-й и перемещ-я фунд б. близки м/у собой, не > допустимых перемещ-й наземн конструкц.

Проектир ведут в след порядке: 1. оценка ИГУ строит площ, опр-т физ-мех св-ва слоев гр; уточняют УГВ, их агрессивность; 2. ознокомление с проектир зд-м, уточн. разм и мат-л констр-ций, техпроцесс, эксплуатац. усл-я, уст-т допустимую предельн деф-цию констр-ций; 3. определ-е нагр, действ-х на основание; 4. Предварит. выбор констр-й и осн. размеров; опр-т глуб заложения, разм и форму подошвы (для фунд мелк залож-я) / тип и констр-цию. отм. начала погружения, глуб и усл-я погружения (для фунд глубокого залож-я); 5. Проверочн расчет основ-я по деф-циям; опр-т осадку основ-й и сопоставл с допустимыми, при необх-ти изм-т разм / выбирают др тип фунд; 6. При необх-ти вып-т проверочн расчеты основ-й по несущ способн-ти / устойчивости; 7. уст-т окончат разм фунд.

2.Виды деформаций зданий и сооружений.

Перед проектир-м необх. изучить конструктивн. и расч. сх. сооруж-я, оценить его жесткость, опр-ть нагр, установить хар-р и предельн. знач-я возможн. деф-ций.

При равномерных осадках основ-я подошва сплошного массивн сооруж-я /фунд отд-х констр-ций в любой момент времени опуск-ся на одинаков величину; такие осадки не вызыв-т перераспред-я усилий в констр-х, но затрудняют норм. эксплуатацию.

При неравномерных осадках и неравномерном их затухании основания массивн фунд отдельных плит и ленточн фунд опускаются на разн. величину, вызывая перераспределение усилий и деф-ций в наземн част зд-й, ухудшают экспл-цию оборуд-я, изм-т усл-я устойчивости сооруж-я, вызывают перенапряжение в отд-х констр-х. Предельн величины неравномерн осадок уст-ся по эксплуатац и технол треб-ям, из усл-й прочности, деф-ций и устойчивости сооруж-я.

Полная деф-ция сооруж-я и его фунд склад-ся из отдельн деф-ций, происх от разл усл-й загружения и разн сочетаний нагр и рассм-ся раздельно.

Виды деф-ций (см. п 2.38 СНиП “Основания зд-й и сооруж-й”): 1. Абс. осадка основ-я s – осадка к.-л. точки подошвы сооруж-я, общая осадка жесткого сооруж-я / отдельн фунд. 2. Средн осадка s' – выч-ся по абс. осадкам не <3х точек сплошного фунд / 3х фунд. 3. Крен – наклон фунд/сооруж-я, хар-ся разностью абс осадок 2х крайних точек отд-х фунд, отнесенн к расст-ю м/у ними. i=(s₂-s₁)/L; 4. Перекос зд-я – возник-т в рез-те разности осадок Δs 2х или неск фунд, расположенн на 1 оси с расст-м L м/у ними;

5. Отн. прогиб / выгиб f/L – при изгибе подошвы гибкой плиты / ленточн фунд – отношение стрелы прогиба (выгиб) к длине изогнувш части зд-я. Опр-т по абс. осадке s min 3х отдельн фунд / по осадке в стольки же точках сплошн фунд; 6. Кривизна изгибаемого участка ρ – показатель, обратный радиусу искривления, наиб полно характеризующий н.д.с. в жестких протяженн сооруж-х; 7. Отн. угол закручивания Θ – характер-т пространственн работу констр-ций; 8. Кручение фунд в горизонт. плоскости – возникает в прямоуг фунд плите, когда осадки под противоположн углами, располож по 1й диагонали < осадок под углами в др диагонали; 9. Горизонт перемещ-е фунд U – учитыв-ся при действии на фунд горизонт нагр.

2.Жесткость зданий и сооружений.

В завис-ти от чувствит-ти к осадкам зд-я подразд на абсол жестк, относит жест, абсолютно гибк.

1. Абс жестк - облад больш вертик жесткостью (элеваторы, дымов трубы, мостовые опоры). Они не изгиб-ся, дают осадку как единый массив, поверх-ть основ-я остается плоской. Осадка их м.б.: равномерн – оценив-ся размерами абс. осадки; неравномерн – оценив-ся сред осадкой и креном сооруж-я в 1 или 2х направл-х.

2. Отн. жесткие (зд с рамными и неразрезными ж/б констр-ми, с несущ стенами и жестк ж/б перекрыт, кирп, крупноблочн и крупнопанельн зд.) деформируясь вместе с основаниями, оказыв влиян на велич осадок и частично их выравнивают. В констр-х происход перераспр напряж и изменен усилий, действ на основание. Зд. чувствит к неравномерн осадкам, при их расчете необход учитыв все возм виды деформ.

3. Абс. гибк (зд с цельнометаллич каркасом, гибк днища резервуаров, соор со статич определ схем несущ констр) – при передаче нагр на грунты следуют за осадкой основания, при этом дополнит напряж-я в них не возник.

Предельн деф-ции отн. жест и абс. гибких сооруж-й назнач-ся из усл-й обеспечения их норм экспл-ции и устойчивости констр-ции и отдельн эл-в.

3.Предельные состояния зданий и сооружений

- такое н.д.с., при кот констр-ции сооруж-й и их основ-й перестают удовл-ть установленн нормативными докум-ми требованиям,т.е. станов-ся непригодн к эксплуат.

Проектир-е основ-й вместе с фунд по предельн сост-м заключ-ся в выборе таких типов основ-й и в назначении таких размер фунд, кот. обеспечат норм эксплуат зд или сооруж-й. Это достигается только при совместном расчете основ-й и фунд как единой сист. Пред сост-я основ-й существенно отлич-ся от пред сост-я констр-ций. Чрезмерные осадки, сдвиги, выпирание грунта из-под сооруж-я не означ-т полн потерю несущ способн-ти основания. Перемещ-е и перераспределение V грунта, восстановление первичных связей м/у частицами приводит к новым усл-ям равновесия, поэтому грунты даже после весьма больших перемещ-й оказыв-т сопротивл-е внеш нагр, т.е. обладают несущ способн-ю, но развитие осадок и потеря устойчив –ти грунтов основан-я м. повлечь за собой недопустимые деф-ции, частичн или полн потерю устойчив-ти зд, поэтому пред сост-я основания устанавл-ся в рез-те анализа совместной работы основания и наземной конструкции.

Для проектир оснований вместе с фунд установлено 2 пред сост:

1 – по несущ способн-ти (оценив-ся прочность и устойчивость грунтов основания вместе с фунд); 2 – по деф-циям (оценив-ся все возможн деформ-ции оснований вместе с фунд для проектир-я зд).

Дополнит. надежность обеспеч-ся введением расчетных коэф-в.

3.Предельные состояния основанийй по деформациям.

(см. п. 2.2 ,2.34, 2.39 СНиП “Основ-я зд и сооруж”) Проектирование по деф-циям обязательно для всех зд. Ведется из усл-я развития предельн деф-ций (по прочн-ти и эксплуат усл-м) в констр-х зд и соор.

Требования проектир-я сводятся к ограничению осадок основания и следующих за ними деф-ций фунд и надфунд-ых констр. Осадки основ-й не д. вызывать пред состояния и недопустим. измен-е проектн уровней и положений отдельн констр-ций, эл-ов и всего зд в период строит-ва и эксплуатации.

Расчет по деф-циям закл-ся в выполн усл-я: s≤s_u , т.е. деф-ции основ-я и сооруж-я (абсол и относит осадки, крены, прогибы и тд), опред расчетом в соотв-ии с прил 2 СНиП «Осн зд. и соор.», не д. превышать пред допуст значений совмест деф-ции, устанавл СНиП. Левая часть нер-ва хар-ет деформируемость основания; учит-т ИГУ площадки, особен-ти напластования, св-ва грунтов основ-я, ожидаемые изм-я геолог усл-й. Прав часть учитыв особен-ти проектир-я зд, констр схему, пространств жесткость, усл-я работы и напряженное состояние наземн частей зд, их чувствительность к деф-циям, предъявл экспл и технол треб-я. Чем ближе прав и лев часть, тем экономичн запроект основ и фунд.

3.Предельные состояния оснований по несущей способности.

(п. 2.3, 2.54, 2.57, 2.58 СНиП “Основания зд-й и сооруж-й”) Обязат. для зд-й, на основ-е кот. перед-ся пост / периодич. действующ горизонт нагр (подпорные стены, набережные, эстакады); если основ-я ограничены откосами / ослаблены выработками, подземн сооруж-ми, коммуникациями.

Сводится к назнач-ю таких размеров подошвы фунд / сооруж-я, при кот. от самых невыгодных комбинаций нагр обеспеч-ся устойчивость основ-я. Произв-ся из усл-я: , где F - расчетная нагрузка на основание (опр-ся статическ. расчетом), - сила предельного сопр-я основ-я (опр-ся методами теории предельн равновесия гр); - коэфф-т усл-й раб; - коэфф-т надежности по назнач-ю.

Левая часть учит-т специфику проектир-х зд-й, особ-ти действующ. нагр, эпюры контактных давлений. Правая часть учит-т особ-ти естесств. оснований, нагруженное состояние гр, прочностн. св-ва отд-х слоев, их возможн. изм-я.

Устойчивость основ-й обеспеч-ся < предельной нагр на гр до безопасной, для чего ввод-ся коэфф-ты, уменьшающ несущ способн-ть по сравн с действит.

3.Предельные состояния фундаментов.

При расч рассматривают: 1. усл-я совместной работы фунд с наземными констр-ми и гр основ-й; учит-ся в проектир-ии осн-й по предельн состояниям; 2. усл-я совместной раб со зд-ми / сооруж-ми и рассчит совместно с наземн констр-ми. Фундаменты проектируются по двум группам предельных состояний: 1) по несущей способности, 2) по пригодности к нормальной  эксплуатации.

Расчет по 1й гр. пред состояний вып-ся для предотвращ-я: 1. все возможн виды разрушения самого фунд от наиб невыгодных сочетаний силовых факторов и неблагоприятн возд-й применительно к общим треб-ям для строит-х констр-ций и материалов, из которых они изготовлены; 2. все возможные потери устойчивости фунд вместе со зд-м и сооруж-м; провер-ся устойчивость: на глубинный сдвиг, на плоский сдвиг, против смешанного сдвига, когда под одной частью сооружения происходит плоский, а под другой (за счет развития местных пластических деформаций) глубинный сдвиг, на опрокидывание сооружений с высоко расположенным центром тяжести (мачты, дымовые, трубы, водонапорные башни и др), против всплывания при заложении фундамента ниже у.п.в (тонкостенные оболочки, подземные резервуары), когда во время производства работ сооруж-е полностью не загружено. Расчет по 2й гр. пред состояний вып-ся для предотвращения образ-я чрезмерного / продолжит раскрытия трещин и для ограничении чрезмерных перемещений (прогибов, углов перекоса, поворота) фунд с обязат. учетом влияний деф-ций и устойчивости грунтов основания.

Нагрузки и воздействия на основание.

(см. п. 1.1, 1.3 – 1.12 СНиП “Нагрузки и возд-я”, п. 2.5 “Основ-я”) При проектир-и основ-й и фунд нагр и возд-я, их классиф-я, вид, интенсивность, усл-я возд-я и возможн сочетания назнач-ся в соотв-ии с треб-ми СНиП. Расчетн знач-я опр-т умножением нормативн нагр на коэф надежн-ти по нагр γ_f.

Нагр и возд-я в завис-ти от продолжит-ти действия: 1. длительные – вес всех частей и эл-в, вес и давл-е гр; 2. длительн времен – вес стационарн оборуд-я, нагр на перекр-я от складир материалов, от кранов, от людей и снега, обусловленн деф-циями основ-я, не сопровожд-ся коренным измен-м гр; 3. кратковременн – вес людей, снега, ветра; 4. особые – возд-я, обусловлен деф-циями основ-я с коренным изменением структуры гр, сейсмич и взрывн возд-я.

Расчет основ-й зд и сооруж-й по пред сост-м I и II гр д. вып-ся с учетом наиб неблагопр сочетаний нагр, различают след сочетания: 1. осн. сочет-я нагр, состоящ из пост, длит, кратковр нагр; 2. особое сочет нагр - пост, длительн, кратковр и 1 из особых.

Если учит-ся сочетания, включ. постоянн и не <2х кратковременн нагр, то расч знач-я времен нагр необх умножить на коэф сочетаний: а) в осн сочет-х для длит. нагр ₁ = 0,95; для кратковременн ₂ = 0,9; б) в особых сочет-х для длит нагр ₁ = 0,95; для кратковременн ₂ = 0,8.

Расчет по деф-циям произв-т на осн. сочет-е нагр, по несущ способн-ти – на основное, о при наличии особ нагр – на осн и особое сочет-е. Нагр на перекр-е и снегов нагр при расч по деф-циям счит-ся длительн, а по несущ способн-ти – кратковременн. Нагр от подвижн оборуд-я всегда счит-ся кратковременн.

Т.к. осадки протекают во времени и склад-ся из остаточн и восстан-ся, то к гр неприменим принцип независимости действия сил, т.е. нельзя суммировать напряжение и осадки без учета измен-я св-в гр. Т.о. сочетания нагр необх назначать с учетом последоват-ти времени приложения и действия кажд нагр.

Нагр на стены и столбы, перекр-я и покрытия принимают приложенными по оси подошвы фунд. Нагр на основ-е от наземн части зд-я опред-я: 1. в бесподвальн зд-х и у наружн стен зд-я с подвалом – на ур. спланированной отм. земли; 2. при передече давления от кол ч/з ж/б башмаки/мет траверсы – на ур. верхнего обреза фунд; 3. для внутр стен и кол в заглубленн помещ-х, в сооруж-х где фунд явл-ся частью констр-ции / стойки, рамы и каркасы, подпорные стенки, для фунд, на кот. одновременно действ-т вертик, горизонт и изг мом – на ур подошвы фунд.

Коэффициенты надежности.

( п. 2.16 СНиП “Основ-я” ) В расчетах по пред сост-м опр-т либо предельн деф-ции, либо предельн устойчивость основ-й / сооруж-й, превышение кот недопустимо.

Безопасн деф-ции и устойчивость основ-й и сооруж-й гарантир-ся введением расчетн коэф-в надежности, позволяющ учесть особенности гр основ-я, конструкт сх сооруж-я, действующ нагр и их сочет-й, малую вероятность одновременного нагружения фунд всеми наиб временн нагр.

В завис-ти от проводимого расч и принятой расч сх вводят коэф-ты:

1. коэф-т надежности по мат-лу γ_m – учит возможность уменьшения сопр-ия мат-ла по сравнен с нормат знач-м; учит-т неблагопр усл-я работы мат-ла констр-ции, несоответствие расчетн сх и расчетн формул усл-ям раб. гр основ-я, особ-ти, кот нельзя учесть в расчетах. В расчетах по несущ способн-ти = 1,1.

2. коэф-т надежности по грунту γ_g – учитыв случайность выбора места отбора проб и образцов гр, неточность, опред-я расчетн хар-ки, возможность разброса получен рез-в. Расчетн знач-я всех хар-к опред-т делением их нормат знач на коэф γ_g. ( в расчетах основ-й по деф-циям =1, по несущ способн-ти для удельн сцепл =1,5, для угла внутр трения песч гр =1,1, для пылевато-глинист гр =1,15).

3. коэф-т надежности по назнач-ю сооруж-я γ_n - учит-т степень ответств-ти и капитальности зд, недостаточн. изученность действительн работы и предельное сост-е отдельн констр-ций и основ-й. На него или делят пред знач-е несущ способн-ти основ-я, расч сопротисл-е гр, предельн деф-ции, или умн. знач-я расч нагр, усилий или возд-й. Для сооруж-й 1го класса =1,2; 2го класса =1,15; 3го класса =1,1.

4. коэф-т усл-й работы γ_с – учит-т благоприятн и неблагоприятн усл-я раб всего основ-я в целом, а в ряде случ-в - отдельн пластов гр, влияющ на переход основания в предельн сост-е, но не отраженн в расчетах (для песков =1, для пылеват и пылев-глинист =0,9, для скальн: не выветрелых =1, выветр =0,9, сильновыв =0,8).

5. коэф-т надежности по нагр γ_f – учит-т возможные отклонения в неблагоприятн сторону нагр, принятых в расчетах, от их вероятн знач-й и назнач-ся в завис-ти от вида констр-ции и типа гр (природного залегания =1,1, насыпые =1,15). Этот коэф-т ввод-ся, если увеличение нагр от гр ухудшает раб. констр-ции и основ-я. Если увеличение нагр от гр улучшает раб. констр-ции и основ-я, то он =0,9. В расч по деф-циям для всех видов нагружения он =1. В расч по устойчивости назнач-ся дифференцированно в завис-ти от вида нагр.

5.Виды и конструкции фундаментов.

Фунд, возводим в откр котлованах, прим-ся в разл ИГУ в сборном и в монолитн варианте. Прим-е сборн. фунд < сроки земляных работ, но > расход мет по сравн с монолитн.

Мат-л выбир-т в завис-ти от мат-ла осн констр-ций. По материалу: деревян, камен, бет, ж/б.

По форме: отдельные (под кол, балки, арки, опоры рам), ленточн (под стены, колоны, располож по одной оси, опорные рамы оборуд-я), сплошные (плитные гладкие, ребристые, коробчатые) (- под высотн зд-я, трубы), массивные (под башни, мачты, мостов опоры, ко, станки, оборуд-е).

1. Ленточн сборн фунд: сост из бет блоков стен подвалов и ж/б фунд плит. В целях экономии плиты ленточн сборн фунд уклад-т с промежутками, т.е. устр-т прерывистый ленточн фунд; давление в гр под подошвой выравнивается => он работает как сплошной, и рассчит-т его как сплошной без вычета промежутков. Расстояния м/у плитами уст-ся в проекте всего фунд при раскладке плит в плане. Зазоры м/у плитами заполн-ся уплотненн гр-м. Фунд уклад-т на цементом р-ре с толщ швов 20 мм. Для обеспеч-я пространств жесткости сборн фунд предусматр-т связь м/у продольн и попереч стенами путем перевязки их фунд стенов блоками или закладки в горизонт швы сеток из арм диам 8-10 мм. Для < числа типоразм ФБС, для устр-ва вводов оставл-т проемы дл не < 0,6 м, кот при необх-ти запол-ся кирпич/бет. Лежащ выше блок д. перекрывать проемы.

2. Монолитн фунд: сост из плитн части сткупенч формы, передающ нагр на основ-е, и подколонника, стыкующегося с колонной. Сопряжения сборных колонн с фунд осущ-т с пом стакана; монолитных – соед-м арм колонн с выпусками из фунд; стальных – креплением башмака колонны к анкерн болтам, забетонированн в фунд. Размеры – кратны 300 мм. Под монолитн фунд – сплошная бет подготовка толщ 100 мм из бет марки не < М50.

3. Группов монолит фунд: одинарные и перекрестные ленты, плитные фунд. Проектир-т для каркасн зд, когда развитию плитной части фунд препятст оборуд-ние и констр-ции подземн части сооруж-я и когда констр-ции соседних одиночн плитн фунд близко располож. Плиты одновременно служат фунд для наружных и внутр стен, полом заглублен помещен. Для сопряжения плитн и ленточн фунд с колоннами на поверх-ти устраив-т подколонники, заглублен нстаканы и выпуски арм.

6.Глубина заложения фундамента.

(п. 2.25, 2.28-2.32 СНиП “Основания”) Приним-ся с учетом: 1. назнач-я и конструктивн особ-й проектируем сооруж-я, нагр и возд-й на фунд; 2. глубины залож-я фунд, примыкающ сооруж-й, глубины прокладки инж коммуникаций; 3. существующ и проектируем рельефа застраиваемой террит-и; 4. ИГУ площадки строит-ва; 5. гидрогеол усл-й площ. и возможн их измен-й в проц строит-ва и экспл-ции сооруж-я; 6. возможн размыва гр у опор сооруж-й, возводимых в руслах рек (мосты, переходы трубопроводов); 7. глубины сезонного промерзания гр.

Нормативн глубину сезонного промерзания грунта d_fn опред-т на основе теплотехническ расчетов в завис-ти от ср. температуры возд и по картам СНиП.

Расч глубина сезонного промерзания грунта d_f = k_h d_fn, где k_h - коэф-т, учит. влияние теплового режима сооруж-я: для наружн фунд отапливаемых сооруж-й - по СНиП, для наружн и внутренн фунд неотапливаемых сооруж-й =1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Глубина заложения фунд отапливаемых сооруж-й по усл-м недопущения морозного пучения гр основ-я назнач-ся: а) для наружн фунд (от ур планировки) - по СНиП; б) для внутренн фунд - независимо от расчетн глубины промерзания.

Глубину заложения наружн фунд допуск-ся назначать независимо от расч глуб промерзания, если: фунд опир-ся на пески мелкие, и спец исслед-ми на данной площадке установлено, что деф-ции гр основ-я при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационн пригодность сооруж-я; предусмотр спец теплотехнич меропр-я, исключающ промерзание гр.

Глубину заложения наружн и внутрен фунд отапливаем сооруж-й с холодн подвалами и техническими подпольями приним-ся по СНиП, считая от пола подвала/тех подполья.

Глубина заложения наружн и внутрен фунд неотапливаемых сооруж-й д. назнач-ся по СНиП, при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала/техподполья - от ур планировки, а при наличии - от пола подвала/техподполья.

В пpоекте основ-й и фунд д. пpедусм-ся меpопpиятия, не допускающие увлажнения гp основ-я, пpомоpаживания их в пеpиод стpоит-ва.

Сборн фунд – глуб залож-я дополнит опр-ся принятой констр-цией и размещением по выс ФБ и подушек; монолитн фунд – прочностью сеч-я фунд и конструктивн треб-ми.

Необх. : 1. предусмотреть заглубление фунд в несущий слой гр на 10-15см; 2. избегать наличия под подошвой фунд слоя гр малой толщины, если его строит св-ва хуже св-в подстилающего слоя; 3. закладывать фунд выше у.г.в. для исключ-я необх-ти прим-я водопонижения. При необх-ти закладывать ниже у.г.в. след. предусмотреть мет-ды произв-ва работ, сохраняющ структуру гр.

Если глуб залож-я по расчету окаж-ся чрезмерно большой, то необх. предусм. мероприятия по улучш св-в гр / переход на свайн фунд.

Для защ. гр основ-я от увлажнения площадка д.б. ограждена напорными канавами, устроены водостоки / дренажи.

9.Определение размеров подошвы центрально нагруженного фундамента.

Для расчета основ-й по 2 гр. пред сост-й необх зн размеры подошвы фунд и передаваем на гр давление.

Центр-нагруженн фунд – у кот равнодействующ внешн нагр проходит ч/з центр тяжести его подошвы. Обычно вертик нагр на фунд N₀ задается на ур его обреза, чаще совпадающ с отм. планировки. Суммарн давление на основ-ие на ур подошвы фунд опр-ся по форм: р=N₀/A+ d, где А – площадь подошвы фунд, -ср знач-е уд веса фунд и гр на его обрезах (для ж/б =20кН/м3), d – глубина залож-я фунд.

Если принять р=R₀ (давл-е под подошвой фунд = расч сопр-ю гр основ-я), то зависим-ть для опред-ия ориентировочн размеров подошвы фунд: А=N₀/ (R₀- d); . Затем уточн-т расч сопр-ие основ-я, подставляя в форм. принятые размеры подошвы фунд. Конструирование тела фунд производят в соотв-ии с нормами на проектир-е бет и ж/б констр-ций. Высоту фунд опр-т, учит след факторы: 1. усл-я произв-ва работ – верх грань фунд выводится на отн. отм. -0,150м; 2. конструктивн соображ-я – размещение колонн в фунд, миним толщ дна стакана; 3. прочность мат-ла фунд.

После уточнения всех разм опр-т ср. давл-е в подошве фунд и проверяют усл-е: , где N₀ – вертик. нагр на фунд; N_f – вес фунд; N_g – вес гр на обрезах фунд; b и l – разм подошвы фунд; R – расч сопр-ие гр основания.

Окончат разм фунд опр-т на основ-и его расчета по деф-циям.

9.Определение размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента

- у кот равнодействующ внеш нагр проходит с некоторыи эксцентриситетом отн центра тяж-ти его подошвы.

Разм внецентр.нагр фунд опр-т из усл-й: р≤R, рmax≤1,2R, ≤1,5R, где р - сред давл-е под подошвой фунд от нагрузок для расчета основ-я по деф-циям; рmax - max краевое давл-е под подошв фунд, - max давл-е в угловой точке при действии моментов в 2х направлениях.

Внецентр.нагр фунд м. испывать нагр от верт и гориз сил, изгиб моментов, действ-х в разл плоскостях. Max и min давление под краем фунд при действии момента сил отн главн осей ниерции площади подошвы: , N – нагр на осн-ие, А – площадь подошвы, Mx, My – момент сил отн центра подошвы фунд, x и y – расст-е от главн оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил до наиб удаленных точек подошвы фунд, Jx и Jy – момент инерции площади подошвы фунд отн. той же оси. Для фунд с прямоуг подошвой: , l и b – разм подошвы фунд, e_x и e_y – эксцентриситет равнодействующей внешн нагр: e_x(y)=M_x(y)/N.

Эксцентриситет вертик нагр на фунд ε: ε=e/l<ε_u – отн. эксцентриситет, = 1/10 для фунд под колонны произв зд с кр Q≥75т и откр эстакад с кр Q=15т и во всех случ-х, когда R<150кПа; =1/6 – для ост-х произв-х зд и откр эстакад; = ¼ для бескр зд / подвесн кранов оборуд-м. Эпюры контактных давлений: 1. ε<1/6 – Э – трапецивидная, p_min/p_max≥0,25; 2. ε=1/6 – Э - треугольн p_min/p_max=0; 3. ε>1/6 - Э – треугольн с нулевой ординатой пределах подошвы, p_min/p_max<0

Влияние внецентр нагр м. < путем вытягивания фунд в стороны действия момента / смещен центра тяж-ти подошвы фунд в сторону эксцентриситета (примен-е нессиметричн фунд).

Проверка прочности подстилающего слоя.

(п. 2.41, 2.48 СНиП “Основания”) Пpи наличии в пpеделах сжимаемой толщи основ-я на глуб z от подошвы фунд слоя гp с худшими прочностными хар-ми, чем у вышележащих слоев, pазмеpы фунд д назначаться такими, чтобы вып-сь усл-е:  _zp+ _zg  R_z, где  _zp и _zg - веpтикальн напpяж-я в гp на глуб z от подошвы фунд соотв дополнительное от нагp на фунд и от собств веса гp; R_z - pасч сопp-е гp пониженной пpочности на глуб z, вычисленное для условного фунд шиpиной b_z: b_z = , где A_z = N/ _zp;a = (l - b)/2, где N - веpтикальн нагp на основ-е от фунд; l и b - длина и шиpина фунд.

, где _c1 и _c2 - коэф-ты усл-й pаб; k - коэф-т, пpинимаем: =1, если пpочностные хаpактеpистики гpунта ( и c) опpеделены непосpедственными испытаниями, и =1,1, если они пpиняты по СНиП; М_, М_q, М_c – коэф-ты, пpинимаемые по СНиП; K_z – коэф-т, pавный: пpи b<10 м - k_z=1, пpи b 10 м-k_z = z₀/b+0,2 (здесь z₀=8 м); b- шиpина подошвы фунд; ₁₁ - сpедн pасч знач-е уд веса гp, залегающих ниже подошвы фунд (пpи наличии подземн вод опpед-ся с учетом взвешивающего действия воды); ’₁₁ - то же, залегающих выше подошвы; c₁₁ - pасч знач-е уд сцепления гp, залегающего непосpедственно под подошвой фунд; d₁ -глуб заложения фунд бесподвальных сооpуж-й от уp планиpовки; d_b - глубина подвала – pасст-е от уp планиpовки до пола подвала.

11.12.Определение осадки фундамента.

(прилож. 2 СНиП “Основания”) До нач. расчета необх убедиться в возможн-ти исп-ия теории линейно-деформируемых тел и проверить выполн-ие усл-я p<R, т.е. сред давление под подошвой фунд не д. превышать расч сопр-ия гр основ-я. Осадки опр-т от расч нагрузок с коэф надежности по нагр γ_f=1.

При опр-ии осадки методом послойного суммирования приним-ся след допущения: 1. осадка основ-я вызыв-ся дополнит. давлением p₀: p₀=p-_zg0, где p – полное давл-е под подошвой фунд, _zg0 – вертик норм напряж-е от собств веса гр на ур подошвы фунд. При планировке срезкой принимается _zg,0= 'd, при планировке подсыпкой _zg,0= 'd_n, где ‘ - уд вес гр, расположенн выше подошвы, d – глуб залож-я фунд от ур планировки, d_n – глуб залож-я фунд от ур природн рельефа. 2. распределение по глубине дополнит вертикальн норм напряж-й  _zp от внешн давления p₀, приним-ся по теории линейно-деформируем среды как в однородном основании:  _zp=αp₀, α – коэф, принимаем по СНиП, p₀ – дополнит вертикальн давление на основание. 3. при подсчете осадок основания дел-ся на элементарн слои, сжатие кот опр-ся от дополнит вертикальн норм напряж-я  _zp, действующ по оси фунд в середине рассматриваемого слоя. 4. сжимаемая толща основ-я огранич-ся глубиной z=Hc – глубина сжимаемой толщи, где вып-ся усл-е  _zp=0,2_zg.

Осадка основ-я методом послойного суммирования: , где β – коэф-т =0,8;  _zpi – ср знач-е дополнит вертик напряж-я в i-том слое гр; h_i – толщина элементарн слоя, h_i=0,2b; E_i – модуль деф-ции i-того слоя гр.

Определение крена фундамента.

(см. прилож. 2 СНиП “Основ-я зд-й и сооруж-й”) Крен фунд м. произойти в рез-е внецентренн прилож-я нагр, несогласного залегания пластов гр с разн сжимаемостью, под влиянием рядом располож фунд и разл пригрузок. Крены жестких фунд на однородн и слоистом основ-ии с согласным залеганием слоев от действия внецентренн нагр, приложенной в пределах ядра сеч-ия, опр-т с учетом формы их подошвы по форм: , где E и ν – модуль деф-ции и коэф. Пуассона гр основ-я (по СНиП); в случ неоднородного основ-я их знач-я приним-ся средними; k_e – коэф-т, опред по СНиП; N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы; e - эксцентриситет; a – сторона / диаметр фунд; k_m – коэф-т.

Расчет оснований по несущей способности.

(п.2.6 “Основ-я”) Несущ способн-ть гр основ-й оцен-ся совместно с фунд и наземными констр-ми. Расчет сводится к опред-ю предельной нагр, при кот.: 1. у сооруж-й, передающих основ-ю доминирующую сдвигающую нагр, происх сдвиг, связан с резко развивающимися прогрессирующими перемещ-ми с захватом части массива гр основ-я / непосредственно по подошве; 2. у сооруж-й, опирающ-ся на фунд мелкого залож-я и передающих основ-ю доминирующ вертикальн нагр, происх выпирание гр основ-я из-под фунд и связан с этим резкое прогрессирующ нарастание вертикальн перемещ-й; 3. у сооруж-й на фунд глубокого залож-я нарастание осадок происх одновременно с увеличением нагр.

Потеря устойчивости гр основания влечет за собой большие деф-ции и потерю устойч-ти всего / части зд-я. Устойчивость основ-й и фунд зависит от действ-х нагр, формы, разм, глуб залож-я, наклона и очертания подошвы фунд.

Проверка произв-ся на след. возможные потери устойчивости: 1. на глубинный сдвиг гр основ-я вместе с сооруж-м / фунд; 2. на плоский сдвиг сооруж-я по контакту подошва сооруж-я – поверх-ть гр; 3. на опрокидывание и возможное выдергивание фунд отн 1й из граней сооруж-я с высокорасположенным центром тяж-ти.

При потере несущ способности основ-я образ-ся поверх-ть скольжения, охватывающ всю подошву фунд / сооруж-я. В кажд. точке поверх-ти скольжения по теории Мора-Кулона м/у норм и касат напряж-ми в стабилизированном состоянии вып-ся усл-е, исх из кот. опр-ся сила предельн сопр-ия основ-я Fu, сложен скальн. гр: , где и - расч знач-е угла внутр трения и сцепления гр.

Расчет произв-ся из усл-я: , где F – расч. нагр. на основание, и - коэфф-т усл-й раб и надежности по назнач-ю.

Устойчивость грунтов основания при глубинном сдвиге.

Опр-ся в случ: 1. давление по подошве фунд p > расч. сопр-ия R и приближ-ся к предельн сопр-ию основания τ; 2. основание ограничено откосом / зд-е возводят вблизи свободного откоса; 3. на основ-ие передаются горизонт. нагр / их составляющие; 4. основание сложено медленно уплотняющимися, водонасыщ, пылевато-глистыми, биогенными гр, для кот. сопр-ие сдвигу д. опр-ся с учетом их возможного нестабилизированного состояния за счет избыточного давления в поровой воде.

Дополнит. проверку на устойчивость проводят, если: 1. в толще основания имеется слой крутопадающих пластичных пылевато-глинист гр; 2. основание сложено структурно-неустойчивыми гр и возм большие / неравномерные просадки.

Предельн давление и устойчивость гр основ-я опр-т методами мех-ки гр.

Вертик. составляющую силы предельн. сопр-ия гр основ-я Nu для фунд с плоской подошвой, ниже кот. до глубины > ширины фунд залегают однородные грунты, рекоменд-ся опр-ть с учетом только той части площади фунд, для кот. м. считать, что нагр приложена центрально, а давление по подошве распр-ся неравномерно, по форм: 1. для скального основ-я независимо от глуб заложения: Nu=Rc*b'*l', где Rc – расч знач-е предела прочн-ти на одноосное сж скального гр; b' и l' – приведенные шир и дл фунд: b'=b-2e_b; l'=l-2e_l, где e_b и e_l – эксцентриситеты приложения равнодействующей нагр в направлении продольн и поперечн осей фунд; 2. для нескальн основ-й в стабилизирован состоянии – по СНиП.

Устойчивость фундаментов и сооружений на сдвиг по подошве и на опрокидывание.

Эти расчеты произв-ся от действия на фунд горизонтальной нагр.

Плоский сдвиг происх при перемещ-ии фунд/сооруж-я по поверх-ти основания при отсутствии пластических деформаций гр под всей / под частью площади подошвы. Плоский сдвиг возникает в тех случаях, когда силы трения гр по контакту подошвы фундамента с гр < действующих горизонтальных сил.

(см. п.? СНиП “Основания зд-й и сооруж-й”) Расчет фундамента на сдвиг по подошве произв-ся из усл-я: где и - суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих, определенных с учетом активного и пассивного давлений гр на боковые грани фунд; и - коэфф-т усл-й раб и надежности по назнач-ю.

, , где Q_I – составляющая расч. нагрузок на фунд, параллельн. плоскости сдвига; Eа и Ep – составляющие равнодействующих активного и пассивного давлений гр на боковые грани фунд; N_I – сумма расч. нагрузок, параллельн. плоскости сдвига; U – сумма гилростатическ. противодавления подземн вод выше подошвы фунд; b и l – шир и дл фунд; c_I – расч. уд. сцепление гр; f – коэф трения бет/камен кладки о гр (зависит для бет с шероховатой поверх-ю – от угла внутр трения φ; для гладкой поверх-ти – от вида гр и показ-ля текучести).

Если на небольшой глубине от подошвы залегает слой слабого гр, то дополнит. проверяют возможн-ть скольжения сооруж-я по этому гр.

Проверка на сдвиг произв-ся для разл. этапов возвед-я и эксплуатации зд-я.

Проверка на опрокидывание произв-ся отн оси, проходящ ч/з наружн грань подошвы фунд. Явл-ся формальной, т.к. опрокидывание фунд / сооруж-я возм. только при возведении их на жестком (скальном основании). На сжимаемом основании возникает крен фунд и точка вращения перемещ-ся к центру вращения его подошвы.