Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Пилягин А.В. Пути повышения качества проектирования и возведения фундаментов в Марийской АССР

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.35 Mб
Скачать

по глубине.

Количество образцов должно

 

быть

доста­

точным

(не

менее

6 значений

каждого показателя) для

определения

нормативных

и

расчетных

характеристик

грунта

методами .математической статистики.

 

В

состав

лабораторных

исследований

в

обязатель­

ном

порядке

должно

входить

определение

всех

харак­

теристик прунта,

необходимых

для

расчета

фундамен­

тов по

предельным

состояниям,

для

песков

гран со­

став, плотность, влажность, удельный и объемный веса, угол внутреннего трения; дли глин—• естественная влаж­ ность и влажность на праницах текучести и раскаты­ вания, удельный и объемный веса, угол внутреннего трения. Для образцов грунта, взятых ниже отметен свай пли подошвы фундамента, дополнительно опреде­ ляются нормативное сцепление и модуль деформацич.

Детальному исследованию подлежит слой грунта мощностью 0,25 «в», лежащий ниже подошвы фунда­ мента пли острия свай, так как ошибка в определении

угла внутреннего трения «ср» на 1

—1,5°

и

сцепления на

0,02—0,04 к г,'ом2

приводит

к неточности

в

определении

нормативного давления

на

грунты

основания на 10°/о

[52].

 

 

 

 

 

 

Как известно,

выбор

значений

R" I"

производит­

ся в зависимости от глубины залегания середины слоя грунта, крупности и плотности песков и консистенции глинистых грунтов. Поэтому особенно тщательно необ­ ходимо определять показатель консистенции глинистых грунтов, так как ошибка в определении характерных влажиостей на 1% может привести к ошибке в опреде­

лении несущей способности овай в 1,5

и более

раза

[48].

 

 

Изыскателям и проектировщикам

следует

особое

внимание уделять вопросам оценки изменения физикомеханических свойств грунтов при изменении их водно­ го режим'а. Как известно [16], уровень грунтовых вод по­ вышается на 0,5—4,5 м и более в год в связи с застрой­ кой территории. Основная причина его подъема — это инфильтрация повер.хно|стиы>х вод.

Планировочные работы на площадке нередко прово­ дятся без учета естественных путей стока атмосферных вод, стремясь обеспечить минимальный объем земляных работ. Ликвидация существующих путей стока воды может привести к обводнению территории. Особенно

70

тщателыньгй анализ гидрогеологической обстановки на площадке должен проводиться в случае, когда строи­ тельство объектов продолжается несколько лет, так как гидрогеологические данные, имевшие место в период изысканий и проектирования, могут существенно отли­

чаться

от

таковых

в

период

строительства.

Прогноз

влажности

прунтов в

период

строительства необходим

при назначении величины

нормативного

давления

на

грунты

основания,

глубины

 

заложения

фундаментов,

проектировании подземных

сооружений и

т. д.

Допол­

нительное

увлажнение

плинистььх грунтов

приводит

к

увеличению показатели их

консистенции,

от

которой

зависит

величина

нормативного сопротивления

грунта

по боковой поверхности оваи и под ее острием, а сле­

довательно, несущая

способность.

 

 

 

 

 

 

Увеличение влажности песчаных прунтов приводит к

снижению

величины

нормативного давления.

 

Так, на­

пример, согласно

ОНи1П II 6 .

1—'62

(табл.

14),

вели­

чина нормативного

давления

с

увеличением

степени

влажности

от .0,6

до

0,6 и

более

для

мелких

плотных

песков снижается

на

Ш%,

средней плотности

.на 25%, а

для пылеватыпесков соответственно на 60 и

50%. Вели­

чина нормативного давления, подсчитанная по

формуле

12 С|Ни1П II—Б.

1—612 с учетом

подъема

уровня

грун­

товых вод

выше

подошвы

фундамента,

должна

быть

снижена для пылаватых песков на 40, а мелких — 20%. Плотность песчаных прунтов должна определяться в условиях его естественного залегания. Однако отобрать образцы песчаного грунта ненарушенной структуры из скважин довольно сложно. Поэтому для этих целей лучше попользовать статическое зондирование, поз­ воляющее одновременно определять напластование прунтов, модуль деформации, а также консистенцию

глинистых тргунтав.

Приведенный выше анализ указывает на необходи­ мость повышения полноты и качества инженерно-гео­ логических изысканий, что позволит избежать ошибок в проектировании фундаментов и снизить стоимость строительства.

I

§ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ

Одним из

ошоан'Ы'Х путей удешевления строительст­

ва является

внедрение

современных

методов

расчета

фундаментов.

 

 

 

 

 

 

Проектирование

фундаментов

согласно

 

СНнП

I I Б .

1—62

ведется

по

предельным!

состояниям. Пр'Н

этом основным является

расчет фундаментов

по

дефор-

м а цип,

включ ающнй:

 

 

 

 

 

а) сбор нагрузок, действующих на обрез

фундамен-

та;

 

 

 

 

 

 

 

б) оценку инженерно-геологических условий площад­ ки с установлением нормативных и расчетных характе­ ристик грунтов;

в) выбор возможных вариантов фундаментов; г) определение размеров фундаментов и ожидаемых

осадок.

При проектировании фундаментов особое внимание должно быть уделено выбору возможных вариантов и типов фундаментов. Только технико-экономическое срав­ нение различных намеченных вариантов позволит вы­ брать экономически оправданный вид фундамента. K I K указывалось выше, большой ущерб качеству строитель­

ства наносит низкий технический уровень

проектиро­

вания.

 

 

 

 

 

 

 

С целью повышения качества проектирования фун­

даментов

ниже приводятся

методы

их расчета

по пре­

дел ьн ым

состояп и i ям.

 

 

 

 

 

1.

С б о р н а г р у з о к

при

расчете

ф у н д а м е н т о в .

Сбор нагрузок, действующих на обрезы фундаментов,

должен

производиться

в

соответствии

со

статиче­

ской схемой

работы сооружения. Однако нормы

СНнП

IIiB. 1—62

допускают

производить сбор

нагрузок в

предположении отсутствия неравномерности осадок от­ дельных фундаментов и без учета неразрезности кон­ струкций. Величины нагрузок на основание устанавли­ ваются согласно СНшП И—|Б. il0—.62 и И—А. 11—62. Для упрощения расчета по деформациям суммарную нормативную нагрузку на основание допускается опре­ делять делением расчетной нагрузки на средний коэф­ фициент перегрузки, равный 1,2.

72

riipoiBеденный анализ указывает, что определение из­ гибающего момента без умета неразрезиоети конструк­ ций в большинстве случаев недопустимо. Сравнение ве­ личии моментов в заделке фундаментов, подсчитанных: для рам с различным числом этажей и пролетов точ­ ным и приближенным методами при отношении жестко­ сти ригеля ч< жесткости стойки, равном 2, приведено в таблице 1.

 

 

 

 

 

Таблица

1

Момент в заделке фундаментов крайней опоры в долях от

 

 

 

q]2

т м

 

 

 

Число

Число

Приближенны!)

Точный

 

 

пролетов

этажей

 

метод

метод

 

 

1

1

 

0.5

0,0208

 

 

 

2

 

1

к

0,011

 

 

 

3

 

1,5

U

0,013

 

 

 

4

 

2 (о

0,013

 

 

 

1

 

0.5

0.014

 

 

2

2

 

1.0

10

0,010

 

 

 

3

 

1.5

lo

0,010

 

 

 

1

 

0,5

lo

0,015

 

 

3

2

 

1,0

lo

0,010

 

 

 

3

 

1.5

lo

0,010

 

 

Примечание:

q — равномерно

распределенная

.нагрузка

т/п.

м;

 

1 —'Отролет рамы, м;

 

 

 

 

1о—эксцентриситет

приложения

.нагрузки,

м.

 

Из таблицы видно, что величина момента, вычис­ ленная с учетам неразрезноети конструкций, уменьша­ ется с увеличением числа этажей, а при вычислении приближенным методом — возрастает и зависит от ве­ личины эксцентриситета приложения нагрузки. Эта разница существенно зависит от равномерности загружеиия отдельных пролетов сооружения, а также возра­ стает с увеличением отношения погонной жесткости ри­ геля к жесткости стойки. Следовательно, при определе­ нии величины момента в заделке фундамента, в особенности под крайние опоры, нельзя использовать упрощения, рекомендуемые ОНиП II—Б. 1—62. В таком

73

случае наиболее экономичные размеры фундаментов мо­ гут быть подобраны только на усилия, вычисленные с учетом статической схемы работы сооружения.

2. Определение нормативного давления на грунты оснований.

Существующие методы определения осадок фунда­ ментов в основном базируются на теории линейно-де­ формируемой среды, возможность применения которой

оговаривается условием, чтобы среднее давление

по по­

дошве фундамента от веса здания было меньше

вели­

чины давления, определяемого по формуле

(новая ре­

дакция ОНиП I I — Б.

1—6-2):

 

 

 

 

r

= ЛЬ™1 ( А ЬТ о ' +

Bh То +

DC" - То h0 ) .

(13)

 

К и

 

 

 

 

 

 

где: То'; То соответственно объемный вес грунта, зале­

 

гающего ниже и выше отметки

заложения

 

подошвы

фундамента, т/м3 ;

 

 

h—глубина

заложения подошвы

фундамента

 

от уровня планировки срезной или подсып­

 

кой, м;

 

 

 

 

 

 

h 0 =h — h„;

h„— глубина

заложения

подошвы

фунда­

 

мента со стороны подвала;

 

 

т 2

— коэффициент

условий

работы

сооружения;

ш,коэффициент

условий

 

работы грунта

осно­

 

вания. Остальные обозначения

приведены

 

в ОНшП П—Б. 1—62.

 

 

 

 

При расчете фундаментов по деформациям в случае

наличия слабого слоя грунта в

пределах

сжимаемой

толщи необходимо выяснить влияние этого слоя на де­ формацию основания зданий и сооружений. Определе­ ние осадки слабого слоя грунта методом суммирования возможно в том случае, если полное давление на кров­ лю слабого грунта меньше величины нормативного на слабый грунт, определяемого но формуле (17) СНпП U—Б. 1—62.

Определение Rr J I по ОНи'П II—03. 1—62 предпола­ гает, что ширина и длина условного фундамента и фун­ дамента сооружения отличаются на одинаковую вели­ чину. Ширина условного фундамента, найденная таким образом, оказывается завышенной. Следовательно, и

74

завышается величина нормативного давления на слабый слой грунта. Кроме того, при принятых размерах по­ дошвы условного фундамента не соблюдается условие равновесия системы: фундамент—основание (сумма про­ екций всех сил на вертикальную ось не равна нулю). С учетом указанных замечаний площадь условного фун­

дамента правильнее

определять

из

источников

[28, 39].

Довольно часто

фундаменты

сооружений

выполня­

ются в виде кольца.

Однако нормы

ОНшП II—'Б. 1—,62

не содержат указания по определению величины давле­ ния на грунты основания кольцевые фундаментов.

Выбор величины нормативного давления на грунты основания кольцевых фундаментов и расчет по дефор­ мациям приводится в рекомендуемой работе [27].

3. О п р е д е л е н и е р а з м е р о в п о д о ш в ы ф у н д а м е н т о в .

Ширина подошвы фундамента определяется совмест­ но с нормативным давлением на грунты основания.

Площадь подошвы центрально-нагруженного фунда­ мента определяется по формуле:

R — 7срЬф

где:

N —нагрузка,

действующая

на

уровне обреза

 

фундамента,

т;

 

 

 

 

 

 

R —нормативное

давление

на

грунт

основания,

 

T / I M 2 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Терсредний объемный вес

материала

фунда­

 

мента и грунта на его уступах, т/м3 ;

 

Ьф—глубина

заложения подошвы

фундамента,

 

определяемая в соответствии с требования­

 

ми

 

ffltfl

II—iB. 1—62,

м.

 

 

 

При

определении

площади

подошвы

фундаментов на­

ружных стен

зданий с

подвалами .вместо,

значения

Ьф необходимо

в

выражение

(14)

подставить

среднее

значение глубины заложения фундамента с наружной и внутренней сторон подвала. При известной площади подошвы фундамента его ширина устанавливается, за­ давшись отношением сторон. Найденный размер подош­ вы фундаментов уточняется с учетом модульности и

75

унификации конструкций. При принятых размерах по­ дошвы фундаментов должно соблюдаться условие

 

Р

:

 

(15)

где Р среднее

давление

по подошве

фундамента с

учетом

его веса

и грунта на уступак, т/м2 .

Размеры подошвы фундаментов с внецентренным при­ ложением нагрузки определяют также по формуле (14). Найденные размеры подошвы должны удовлетво­ рять условию:

 

 

Р м а „ < 1 , 2

R при h'b<0, 5

 

(16)

 

 

 

Р«,к<1, 5

R при

h/b>2,0,

 

 

 

 

г де

Рмзк максимальное

давление

под краем

 

подош­

 

 

 

вы фундамента; т/м2 ;

 

 

 

 

 

Краевые

напряжения

для

прямоугольных

фундаментов

в случае, если момент

действует

относительно

обеих

главных

осей, определяется

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

Р м а к = =

Л Л +

6 А +

б|у\

 

 

( 1

7 )

 

 

 

 

MIIM

F

\

-

1

-

Ь /

 

 

 

 

 

где

l x

и 1,. —эксцентриситеты

равнодействующей

от­

 

 

 

носительно

оси х и у.

 

 

 

 

 

Для

определения

краев ьлх

напряжений

по

подошве

фундамента

можно

воспользоваться

предлагаемой

но­

мограммой

(рис. 24). При

прое/ктиров'ании

внецентрэп-

но нагруженных фундаментов не допускается

разница

Рмак-

и Рмпн-

более

чем в четыре

раза, а также

 

отрыв

подошвы

фундамента. Для

выравнивания

напряжений

по подошве фундамента рекомендуется его центр тяже­ сти вместить в сторону действия момента, то есть к точ­ ке приложения равнодействующей.

4. О п р е д е л е н и е ю с а д о к ф у н д а м е н т о в .

Расчет основания по деформациям производится на основное сочетание нагрузок, включающее постоянные и временные длительно действующие нагрузки, а также одну из возможных кратковременных нагрузок, наибо­ лее существенно влияющих на деформацию основания.

76

Рис. 24. Момопрамша определения давления по подошве выеден треашочнапру.женйЫ'Х фундаментов.

Основные характеристики грунта, необходимые для расчета фундаментов по деформациям, следующие: удельный in объемный .веса, естественная влажность, угол внутреннего трения, сцепление и модуль деформа­ ции. Для глинистых прунтов должны быть дополни­ тельно определены: влажность на границе текучести и раскатывания, а также показатель консистенции. Ука­

занные характеристики

грунта должны

определяться

по результатам полевых

и ла.борато,рН'Ы

испытаний.

Для предварительных расчетов, а также при проекти­

ровании

зданий I I I — I V

классов

допускается

использо­

вание

прочностных и

деформатнганых

характеристик

грунтов, приводимых

в СН'иП

II.Б.

1—62.

Нормы

рекомендуют определять осадки фундаментов методом

суммирования. С .использованием данного метода

осад­

ка отдельно стоящего фундамента может быть

вычис­

лена

по формуле:

'

 

 

S = 0,8 £

' • l i ^ L

(18)

 

i = i

Pi

 

Все

обозначения приведены

в ОНпП II—iB. 1—62.

Для облегчения расчета

осадок фундаментов

пред­

лагается графоаналитический метод, точность которого достаточная для практического применения. Графиче­ ское построение сводится к отысканию нижней границы сжимаемой толщи (рис. 25). Для этого достаточно за­

даться двумя значениями

мощности

сжимаемой

толщи

и z-z и

 

вычислить

 

для

данных

 

.глубин

значение

Po/oPj..

Точка пересечения

прямой,

проводимой

через

найденные

значения

Р 6

/5Р2

с

кривой

 

изменения

коэф­

фициента

а, помеченной

соответствующим

значением

«п», даст

нижнюю

границу

 

сжимаемой

толщи, которую

•необходимо

уменьшить на

величину

•—. Зная

мощность

сжимаемой

толщи

 

и

Sa,

подсчитанной

по

СНиП

I I Б . I—62, легко

вычислить

осадку

фундамента по

формуле (18). Указанная методика может быть исполь­ зована и для определения осадок фундаментов на слои­ стых ооноваинйх. Для этого значения Еа необходимо брать в пределах разнородных слоев грунта или в рас­ четы вводить средний модуль деформации грунта. Опре­ деление осадок фундаментов можно вести по номограм­ ме (рис. 23).

78

71

1 ,

, )

, !

, !

, ,

,

Г

• •

••

»

/.г

го

2.8

з.б

чч

5.7

е.о s.s

SM

д.г

w

 

/г.о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

Рис. 25.

Графический

метод определения

нижней границы

сжимае­

 

 

 

 

 

мой Т0Л1ЩГ.

 

 

 

 

 

При проектировании фундаментов из сборных, эле­

ментов

иногда

трудно

подобрать

ширину

подушки в

строгом

соответствии с

расчетом.

Поэтому

ширина

бло­

ка подушки принимается больше расчетной, а для того, чтобы расчетная площадь .фундамента была равна фактической, блоки укладывают с разрывами, но не более 1 м. При расчете по деформациям осадку такого прерывистого фундамента определяют как оплошного ленточного, что ведет к ее занижению. Вследствие раз­ рывов между блоками их взаимное влияние будет ска­

зываться на

некоторой глубине ниже отметки заложе­

ния подошвы

фундамента. С известным допущением эту

глубину можно принять равной расстоянию между бло­ ками подушками. В таком случае осадка прерывистого фундамента Snp может быть подсчитана по формуле:

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ