3. На примере определите тип фундамента. Обоснуйте. При необходимости укажите метод улучшения основания. Исходные данные:

Абсолютная отметка рельефа; Абсолютная отметка планировки; Абсолютная отметка 0,000; Абсолютная отметка подземной части; Наименование грунта ; d_w=…–УГВ; h_i=…-мощность i-го слоя грунта;

Учитывают три основных фактора:

1) инженерно-геологические условия площадки строительства;

2) климатические воздействия на верхние слои грунта;

3) особенности возводимых и соседних сооружений.

Инженерно-геологические условия:

Слабые – если использование их в качестве основания при устройстве фундаментов в открытых котлованах не может обеспечить надежного существования проектируемого сооружения.

Надежные – обеспечивают требуемое существование проектируемого сооружения.

при наличии более плотных грунтов под «надежным» грунтом	при напластовании грунтов по схеме II	при напластовании грунтов по схеме III

Методы искусственного улучшения оснований делятся на: механические, физические и химические.

Механические – глубинное уплотнение грунтовыми и песчаными сваями, трамбование и виброуплотнение грунтов, замена грунтов основания более прочными грунтами, применение шпунтовых ограждений.

Физические – уплотнение грунтов при помощи понижения УГВ и вертикальный дренаж грунтов основания.

Химические – цементация, электрохимическое и термическое закрепления грунтов, однорастворный и двухрастворный химические методы закрепления грунтов.

Прочностные свойства грунтов зависят от пористости грунтов и величины сцепления между частицами. Увеличить прочность и уменьшить сжимаемость грунтов можно за счет уменьшения пористости грунта, либо путем увеличения сцепления между частицами. Уменьшение пористости достигается уплотнением грунта трамбовками, сваями и т.д. Увеличение сцепления – создается термической обработкой, цементацией различными химическими реагентами. Уплотнение водонасыщенных грунтов может произойти только в процессе отжима воды из грунта. Для уплотнения водонасыщенных грунтов применяется дренаж или водопонижение.

4. Каким образом глубина заложения фундамента зависит от глубины промерзания грунта. На примере определите глубину заложения фундаментов в зависимости от глубины промерзания грунта. Исходные данные:

Схема здания; Абсолютная отметка рельефа; Абсолютная отметка планировки; Абсолютная отметка 0,000; Абсолютная отметка подземной части; Наименование грунта ; d_w=… - уровень грунтовых вод; d_fn=… нормативная глубина промерзания грунта; температура внутреннего воздуха;

Глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается в зависимости от их вида, состояния, начальной влажности и уровня подземных вод в период промерзания. Промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образованием в них прослоек льда. Это приводит к возникновению сил пучения по подошве фундамента, которые могут вызвать подъем сооружения. Последующее оттаивание приводит к резкому снижению их несущей способности и просадкам сооружения.

Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

– для наружных фундаментов (от уровня планировки) табл.2 СНиП

– для внутренних фундаментов – независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов определяется

d_f =k_hd_fn,

k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, по табл.1 СНиП 2.02.01-83.

При отсутствии подвала или технического подполья, минимальная глубина заложения столбчатого фундамента под железобетонную колонну d_k определяется из условия dk=hf +0,2 м, где hf – глубина заделки колонны в фундамент.

В соответствии с п. 2.29-2.31 СНиП проверяется условия недопущения морозного пучения грунтов основания. По таблице 2 СНиП 2.02.01-83 определяется глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения грунтовых вод.

Скальный грунт практически не сжимается, не проседает и не промерзает. Можно считать идеальным для устройства основания. Фундамент устраивают на поверхности грунта. Площадку перед этим следует выровнять.

Гравийные грунты не сжимаются и не размываются. Глубина промерзания таких грунтов мала: в пределах 50 см. Глубина заложения в них принимается не меньше глубины промерзания — 50 см.

О дним из недостатков глинистых грунтов следует считать их вспучивание при замерзании. Обладают свойством сжиматься и давить на подошву фундамента с силой 10 т на 1 м2. Если влажность такого грунта высока, то глубину заложения фундамента принимают равной расчетной глубине промерзания этого грунта. Делается это потому, что пучинистые грунты оседают неравномерно, что вызывает неодинаковую осадку фундаментов. Неравномерность осадки, в свою очередь, ведет к образованию трещин как в самих фундаментах, так и в конструкции стен. Поэтому, закладывая фундамент на глубину, равную глубине промерзания или больше, можно исключить неравномерность осадки фундаментов.

Песчаный грунт мало промерзает, не сжимается под нагрузкой и обладает высокой пористостью, быстро пропуская и не задерживая в порах воду. Глубина заложения фундаментов в таком грунте может колебаться от 40 до 70 см.

Супеси и суглинки обладают способностью пропускать воду и промерзать на достаточно большую глубину (1,5-2 м). Устраивать фундамент в таких грунтах следует, закладывая его на глубине не меньшей, чем расчетная глубина промерзания.

Непригодный грунт (торфяники, илы, мелкий или пылеватый песок с примесью глины или ила), который во влажном состоянии образует плывуны, обычно, заменяют подушкой из крупнозернистого песка, укладываемого в траншею слоем 15-20 см, который трамбуют и поливают водой: Не следует игнорировать и такой немаловажный фактор, как глубина (уровень) залегания грунтовых вод (УГВ). При высоком УГВ может наблюдаться замачивание фундамента, в этом случае его подошву заглубляют ниже УГВ.

Если грунты достаточно сухие, то при низком УГВ и расстоянии до него, превышающем глубину промерзания грунта более чем на 2 м, фундамент должен закладываться на величину не менее чем на 50 см. Если УГВ зимой составляет меньше глубины промерзания грунта плюс 2 м, то глубина заложения фундамента должна равняться глубине промерзания с допуском замены его части, находящейся ниже 0,5 м, песком или гравием. Если расстояние от УГВ до поверхности планировки меньше глубины промерзания грунта, то глубина-заложения такого фундамента должна быть равной глубине промерзания или чуть больше. Вымывание грунта из-под подошвы фундамента, которое, может произойти из-за его длительного увлажнения дождевыми, талыми и техническими может привести к неравномерной осадке фундамента и появлению трещин в стенах. Чтобы этого не произошло, следует заблаговременно сделать вертикальную планировку участка и придать площадке уклон от здания. Предусмотреть отмостку.

5 Принципы определения глубины заложения фундаментов. На примере определите глубину заложения наружного (внутреннего) фундамента.

Исходные данные: Абсолютная отметка рельефа; Абсолютная отметка планировки; Абсолютная отметка 0,000; Абсолютная отметка подземной части; Расчетные и деформативные характеристики грунта d_w=… - уровень грунтовых вод; h_i=… - мощность i-го слоя грунта; температура внутреннего воздуха;

Выбор глубины заложения фундаментов. Глубина заложения фундаментов определяется З-мя факторами:

I. Инженерно-геологическими условиями.

При выборе типа и глубины заложения фундамента по любой из рассмотренных схем придерживаются следующих общих правил:

– минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории или пола подвала;

– глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 10... 15 см;

– по возможности закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ;

– в слоистых основаниях все фундаменты предпочтительно возводить на одном грунте или на грунтах с близкой прочностью и сжимаемостью. Если это условие невыполнимо (основания с выклинивающими или несогласно залегающими пластами), то размеры фундаментов выбираются главным образом из условия выравнивания.их осадок.

II. Климатическими особенностями района строительства.

Глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается в зависимости от их вида, состояния, начальной влажности и уровня подземных вод в период промерзания.

Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

– для наружных фундаментов (от уровня планировки) табл.2 СНиП

– для внутренних фундаментов – независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов определяется

d_f =k_hd_fn,

k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, по табл.1 СНиП 2.02.01-83.

При отсутствии подвала или технического подполья, минимальная глубина заложения столбчатого фундамента под железобетонную колонну d_k определяется из условия dk=hf +0,2 м, где hf – глубина заделки колонны в фундамент.

В соответствии с п. 2.29-2.31 СНиП проверяется условия недопущения морозного пучения грунтов основания. По таблице 2 СНиП 2.02.01-83 определяется глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения грунтовых вод.

III. Конструктивные особенности сооружения. Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются: наличие а размеры подвальных помещений, приямков или фундаментов под оборудование; глубина заложения фундаментов примыкающих сооружений; наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций и конструкций самого фундамента.

В зданиях с подвалом и полуподвалом, а также около приямков или каналов, примыкающих к фундаментам, глубина заложения фундамента принимается на 0,2...0,5 м ниже отметки пола в этих помещениях, что предусматривает запас на высоту фундаментного блока или конструкции приямка.

Фундаменты сооружения или его отсека стремятся закладывать на одном уровне. При необходимости заложения смежных отсеков на разных отметках требуется выполнение следующего условия. Разность отметок заложения расположенных рядом отдельных фундаментов (или отдельного и ленточного) при расстоянии в свету а между наиболее близкими точками не должна превышать величину

6. Определите расчетное сопротивление грунта при исходных данных:

Абсолютная отметка планировки ;Абсолютная отметка 0.000 ; Абсолютная отметка подземной части ; Расчетные и деформативные характеристики грунта; d=… - глубина заложения фундамента ; b=… - ширина подошвы фундамента;

Расчетное сопротивление грунта вычисляется по формуле 7 СНиП 2.02.01-83*:

где

γс1 и γс2 – коэффициенты условия работы, учитывающие вид грунта и жесткость здания, принимаемые по табл. 3,

k – коэффициент

Mγ, Mq, Mc – коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения по табл. 4 [6],

kz – коэффициент, учитывающий ширину подошвы фундамента,;

b – ширина подошвы фундамента, м;

γ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды),

γ’ – то же, залегающих выше подошвы фундамента

d1 – глубина заложения фундамента бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

, (d₁ = h₂ + h₁γ_п / γ_II' – для картинки)

где hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала,;

hef – толщина пола подвала,;

γ ef - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала,

db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала (для сооружений с подвалом шириной В < 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине В > 20 м - db = 0),.

R –такое давление, при котором глубина зон пластических деформаций (t) под подошвой фундамента равна 1/4b.