23. Проектирование фундаментов мелкого заложения. Последовательность и основные этапы проектирования. Нагрузки на фундаменты и их сочетания.

Проектирование фундаментов мелкого заложения заключается в выборе материала и типа фундамента, определении его разме­ров и армирования (для железобетонных фундаментов). Решает- ся также вопрос о возможном способе производства работ по по­стройке фундамента данного типа.

Любой фундамент проектируют на основе оценки грунтов ос­нования.

Вопросы постройки фундамен­тов мелкого заложения излагаются в гл. 4 и 5. В остальном проектиро­вание фундамента складывается из этапов, решаемых в определенной последовательности:1—определение действующих нагрузок; 2 — вы­бор отметки обреза фундамента; 3 — выбор глубины заложения фун­дамента; 4 — определение размеров подошвы фундамента рас­четами по предельным состояниям основания; 5 — конструирова­ние и расчет тела фундамента. Основными размерами фундамента являются его высота и раз­меры подошвы. Высоту фундамента устанавливают на этапах 2 и 3. После определения размеров подошвы производят конструи­рование жесткого бетонного фундамента и расчет тела железобе­тонного фундамента. В результате этого устанавливают деталь­ные размеры фундамента по высоте (его профиль) и определяют армирование железобетонного фундамента.

Определение действующих нагрузок. Фундаменты сооружений рассчитывают на различные сочетания нагрузок, отличающихся по вероятности одновременного их действия. Нагрузки, действую­щие на фундаменты искусственных сооружений на автомобильных дорогах, определяют по правилам, указанным в нормах проекти­рования мостов и труб.Фундаменты промежуточных опор мостов рассчитывают на нагрузки, действующие как вдоль, так и поперек оси моста в наи­более невыгодных сочетаниях. При этом все нагрузки, кроме по­стоянных, вертикальных подвижных и горизонтальных поперечных от центробежной силы, считают действующими либо вдоль, либо поперек оси моста и давления на грунт от них не сумми­руют.Фундаменты мостовых устоев рассчитывают, как правило, на нагрузки, действующие вдоль оси моста.Так как расчет фундаментов и оснований ведут по первой и второй группам предельных состояний, то соответственно долж­ны быть определены раздельно сочетания нагрузок, учитываемые в расчетах по этим предельным состояниям.

При проектировании фундаментов вначале определяют нагруз­ки относительно осей сечення опоры на уровне обреза фундамен­та или поверхности грунта.

24. Фазы деформирования оснований при возрастающих нагрузках. Критические нагрузки на грунт.

С уществуют 3 фазы напряженно-деформированного состояния:

1. Фаза уплотнения. В строительном отношении такое состояние грунта будет полезным, так как грунт в этой фазе приобретает более плотную структуру и будет давать меньшие осадки. Работает закон Гука (деформ от давл).

2. Фаза сдвигов. Переходная в пластическое или прогрессирующее в течение, выпирание, просадку или подобные недопустимые деформации основания. (деф-ции-напряжения нелинейны)

3. Фаза выпора. Потеря устойчивости.

Зависимость между давлением и деформациями представлена на рисунке. Области (зоны) локального разрушения грунта развиваются в ширину и в глубину основания, при этом под подошвой фундамента формируется уплотненное ядро в виде клина. В определенный момент времени краевые области разрушения грунта основания смыкаются на глубине и в результате расклинивающего действия уплотненного ядра устанавливается такое состояние, при котором малейшее увеличение нагрузки приводит к потере несущей способности.

Начальным критическим давлением на основание называется то значение давления, при котором в грунте основания возникают области предельного напряженного состояния. При давлениях меньших начальных критических значений во всех точках основания напряженные состояния допредельные, что совершенно безопасно для оснований сооружений. В этом случае до достижения начального критического давления грунт находится в фазе уплотнения и подход к ее определению демонстрируется для полосовой нагрузки на грунт.

25. Назначение размеров фундаментов. Критические нагрузки на грунт. Определение расчетного сопротивления грунтов основания.

Вопросы постройки фундамен­тов складывается из этапов, решаемых в определенной последовательности:1—определение действующих нагрузок; 2 — вы­бор отметки обреза фундамента; 3 — выбор глубины заложения фун­дамента; 4 — определение размеров подошвы фундамента рас­четами по предельным состояниям основания; 5 — конструирова­ние и расчет тела фундамента. Основными размерами фундамента являются его высота и раз­меры подошвы. Высоту фундамента устанавливают на этапах 2 и 3. После определения размеров подошвы производят конструи­рование жесткого бетонного фундамента и расчет тела железобе­тонного фундамента. В результате этого устанавливают деталь­ные размеры фундамента по высоте (его профиль) и определяют армирование железобетонного фундамента.

С уществуют 3 фазы напряженно-деформированного состояния:

1. Фаза уплотнения. В строительном отношении такое состояние грунта будет полезным, так как грунт в этой фазе приобретает более плотную структуру и будет давать меньшие осадки. Работает закон Гука (деформ от давл).

2. Фаза сдвигов. Переходная в пластическое или прогрессирующее в течение, выпирание, просадку или подобные недопустимые деформации основания. (деф-ции-напряжения нелинейны)

3. Фаза выпора. Потеря устойчивости.

Определение расчетных сопротивлений нескальных грунтов сжатию по эмпирической формуле и таблицам норм с использо­ванием физических характеристик грунта. Ввиду недостаточной разработанности теоретических методов оценки несущей способ­ности оснований с непосредственным использованием прочност­ных характеристик грунтов в практике проектирования фундамен­тов применяют методы определения несущей способности основа­ний по эмпирическим формулам и таблицам норм в зависимости от вида и физических характеристик грунтов. Так для фундамен­тов транспортных сооружений, согласно действующим нормам проектирования мостов и труб, расчетные сопротивления основа­ний из нескальных грунтов сжатию 7? определяют по условной формуле

где — условное сопротивление грунта, кПа в зависимости от вида грунта и его физических ха­рактеристик; и — коэффициенты, принимаемые зависимости от вида грунта, а для глин и суглинков и от их консистенции; b — ширина подошвы фундамента, м (если b>6 м, то принимают 6=6 м); — средний удельный вес грунта, кН/м³, в пределах глубины h без учета взвешивающего действия воды; =9,81 — удельный вес воды, кН/м³; — глубина воды, м, от наинизшего уровня до расчетного уровня дна водотока, учитывае­мая в основаниях фундаментов промежуточных опор мостов толь­ко для глин и суглинков.