Розділ 3. Розрахунок збірних фундаментів неглибокого закладання (малозаглиблених та мілкого закладання за класифікацією норм [2])

Такий розрахунок виконується після попереднього визначення необхідної глибини закладання фундаментів та призначення їх типу і матеріалу.

Глибину фундаментів призначають, враховуючи значення мінімальної глибини закладання, позначку рельєфу майданчика (планування поверхні навколо забудови) та конструктивного рішення підземної частини будівлі.

Найчастіше, як основний варіант фундаментів неглибокого закладання, розраховують стрічкові та стовпчасті фундаменти. На цьому і зосереджено увагу в даному розділі посібника. Приймемо, що це фундаменти малоповерхової будівлі.

3.1. Визначення мінімальної глибини закладання фундаменту

Мінімальна глибина закладання фундаменту d_min, перш за все, враховується при проектуванні фундаментів неглибокого закладання. Для пальових фундаментів d_min, як правило, приймається до уваги. Визначають мінімальну глибину закладання з врахуванням ряду факторів:

1. За умовами геологічної будови будівельного майданчика. За цих умов вимагається пройти (прорізати) слабкі ґрунти, що залягають з поверхні, та передати навантаження від будівлі чи споруди на несучий шар ґрунту задовільної якості, тобто:

h_сл.і + (0.2…0.4) м.

Для майданчика, що розглядався вище, маємо:

Заглиблення в несучийшар, що забезпечує нормальне спирання фундаменту (враху-вання зміни підошви слаб-кого ґрунту за глибиною, та того, що якість несучого шару ґрунту з поверхні може бути дещо гіршою, ніж для всього шару). Отже, приймаючи  = 0.2 м, як достатню величину, м.

2. За гідрогеологічних умов. При цьому уникають ускладнень, що можуть відбуватись під впливом ґрунтових вод. Тут маються на увазі два випадки:

а) коли йдеться про використання дерев’яних паль, що повинні працювати за умови змінної вологості. В цьому випадку потрібно, щоб палі знаходилися повністю у воді (тоді вони працюватимуть надійно і необмежено довго). Це пояснюється схемою, що наведена на рис. 7.

Для прикладу, що розглядається,дерев’яні палі не використо-вуються, але, якби про це йшла мова, то:

d_min = 9.5 + 0.5 = 10.0 м.

Для – дерева, в умовах майданчика це не реально, а тому використання дере-в’яних паль за таких умов недоцільне. До цього ж потрібно враховувати, що взагалі дерев’яні палі можуть використовуватися там, де деревина є місцевим матеріалом, а майданчики розташовані поза межами міст і до того ж, дерев’яні палі можна використовувати тільки для тимчасових будівель і споруд, тому інформацію про d_min приймаємо до уваги і не вносимо до загальної оцінки.

б) для всіх випадків враховують можливість проведення робіт по влаштуванню фундаментів в сухих котлованах чи траншеях (щоб не застосовувати водопониження). Тут йдеться про можливе максимальне заглиблення фундаментів d_max. Ця умова пояснюється схемою, що наведена нижче. При цьому величина висоти капілярного підняття вологи приймається гарантованою для даного різновиду ґрунту: d_max = d_W – h_k , де h_k – висота капілярного підняття вологи (рис. 8).

h_k – приймають:

для пісків h_k = 0.5…1.0 м (перше значення для крупних та гравелистих пісків, а останнє для пилуватих пісків); для пилуватих та глинистих ґрунтів (супіски і суглинки) h_k = 1.0…1.5 м (перше для супісків пилуватих та піщанистих, друге – для легких і пористих суглинків, у яких може бути вода). Для глин значення h_k не приводиться, так як цей ґрунт є водотривким шаром.

Для майданчика, що розглядається, маємо: d_max = 9.5 – 0.8 = 8.7 м, тобто ґрунтові води практично не впливають на проведення земляних робіт та влаштування фундаментів. Усі роботи будуть виконуватися за сухих умов у відкритому котловані;

3. З умови можливості морозного здимання ґрунту при промерзанні. Тут необхідно спочатку визначити нормативну глибину промерзання ґрунту. Найпростіше це можна зробити за картою глибин промерзання (дозволяється її використовувати і при реальному проектуванні), що і виконують у курсовому проекті. При цьому необхідно пам’ятати, що дані на карті у вигляді ізоліній приведені для піщаних ґрунтів та супісків. Ізолінії проведені через 10 см за глибиною промерзання. Для суглинків та глин нормативна глибина промерзання повинна зменшуватися на 15%. Така карта для території України наведена в додатку 1 посібника.

Нормативна глибина промерзання для майданчика визначається за положенням міста будівництва на карті. При цьому між горизонталями інтерполяція не проводиться, а приймається більша величина промерзання (див. схему на рис. 9). У прикладі, що розглядається, зверху залягають рослинний та заторфований ґрунт, тому нормативну величину промерзання приймаємо зменшеною, оскільки ці ґрунти за теплотехнічними властивостями займають поло-ження між пісками та глинами:d_fn = 0.9 м.

Але в оцінках впливу глибини промерзання на можливість морозного здимання необхідно приймати величину розрахункової глибини промерзання, що враховує вплив теплового потоку в межах контуру будинку на ґрунтову основу за формулою (Г.1 додатку Г норм [2]): d_f = K_h  d_fn, деK_h– коефіцієнт, що вказує на вплив теплового режиму, для оцінки якого враховують температуру в приміщеннях будинку (споруди) та конструкцію підлоги першого поверху чи підвального приміщення. Температуру в приміщеннях житлових будинків приймають у межах 15…20⁰С, промислових – 10…15⁰С, споруд – від 0 до 10⁰С, а для неопалюваних будинків – нижче 0⁰С. ВеличинаK_hвизначається приt0⁰С за табл. Г.1 норм [2] (табл. 18), а для неопалюваних будинків і споруд, незалежно від конструкції підлоги приймаєтьсяK_h= 1.1.

При розрахунковій температурі t = 15 ⁰С (як в прикладі) та при влаштуванні підлоги по утепленому цокольному перекриттю в безпідвальній частині будинку (для неї в першу чергу і необхідно проводити ці визначення) за табл. 18 маємо: K_h = 0.8. Тоді розрахункова глибина промерзання складає: d_f = 0.8  0.9 = 0.72 м.

Таблиця 18 (табл. Г.1 [2])