Общие положения
При выполнении курсового проекта или выпускной квалификационной работы выбор наиболее эффективного оптимального варианта оснований и фундаментов производится по следующим этапам:
- проводится оценка инженерно-геологических условий строительной площадки;
- выбирается несколько типов оснований и фундаментов с учетом особенностей здания и сооружения, а также инженерно-геологических условий строительной площадки;
- выполняется предварительный расчет выбранных вариантов;
- выбирается оптимальный вариант путем сопоставления технико-экономических показателей всех выбранных вариантов;
- выполняется детальный расчет и конструирование оптимального варианта.
2 Оценка грунтовых условий
При выборе типа фундаментов зданий и сооружений необходимо прежде всего оценить грунтовые условия на основе материалов инженерно-геологических изысканий, в которых должны быть указаны: особенности геологического строения места постройки сооружения; сведения об инженерно-геологических процессах в районе строительства; значения физических и механических характеристик грунтов, полученные в результате исследований; гидрогеологические условия.
Прежде всего выясняют, имеются ли на площадке строительства такие инженерно-геологические процессы, как оползни, механическая и химическая суффозия и другие, а также условия которые могут подобные процессы вызвать в связи со строительством здания или сооружения.
Несущую способность грунтов проводят послойно, сверху вниз, устанавливая для кровли каждого слоя расчетные сопротивления сжатию. Для слоя, залегающего непосредственно у поверхности, расчетные сопротивления первоначально определяют на минимальной глубине заложения фундамента. Для однородных грунтов значительной мощности значения расчетных сопротивлений устанавливают на разных глубинах.
Практика проектирования и строительства зданий и сооружений показывает, что даже в пределах одной строительной площадки, напластования грунтов имеют свои особенности как по глубине, так и по проектированию. При этом, характер напластования слоев грунта по глубине является наиболее важным, так как именно он определяет выбор типа основания и фундамента для зданий и сооружений.
Кроме определения несущей способности грунтов оценивают их сжимаемость, которая приобретает главенствующее значение с увеличением глубины заложения фундаментов. Предварительная оценка делается путем анализа значений модулей деформации грунтов.
Геологические условия весьма разнообразны. Но в большинстве случаев слои грунта можно разделить в соответствии с Б.Д.Васильевым на два типа: «хорошие» и «слабые». При этом к «слабым» относят грунты, которые не могут быть использованы в качестве несущего слоя под фундаменты в открытых котлованах, т.е. они не могут обеспечить надежное существование проектируемого здания. К «хорошим» относят грунты, которые обеспечивают все требования необходимые для проектируемого сооружения. Используя деление слоев грунта на «хороший» и «слабый», можно всевозможные напластования грунтов свести к четырем характерным схемам (рис. 1):
Схема I - от поверхности на значительную глубину залегает один или несколько слоев, каждый из которых характеризуется как «хороший» грунт.
Схема II - от поверхности на значительную глубину залегает один или несколько слоев, каждый из которых характеризуется как «слабый» грунт.
Схема III - от поверхности слоем мощностью h залегает «слабый» слой, который подстилается слоем «хорошего» большой мощности.
Схема IV- от поверхности залегает слой «хорошего» грунта мощностью h1, расположенного над слоем «слабого» слоя мощности h2, который подстилается слоем «хорошего» большой мощности.
Схема I |
Схема II |
Схема III |
Схема IV |
1- «хороший», 2- «слабый» Рисунок 1 – Характерные схемы напластования грунтов
Следует отметить, что деление слоев грунта на «хорошие» и «слабые» относительно и в значительной мере зависят от особенностей здания или сооружения. величины и характера усилий, действующих на фундаменты. Так, один и тот же грунт может быть «хорошим» для зданий передающих небольшие по величине нагрузки или приспособленных к возможным неравномерным осадкам и «слабым» для зданий передающих значительные нагрузки или чувствительных к возможным неравномерным осадкам.