114 .Предварительный подбор размеров подошвы центрально и внецентренно нагруженных фундаментов. Расчет фундамента по предельным деформациям оснований. Расчет оснований по несущей способности. Расчет прерывистых фундаментов.

Размеры подошвы фундаментов в основном зависят от механических свойств грунтов оснований и характера нагрузок, передающихся фундаменту, от особенностей несущий конструкций, передающих нагрузку фундаменту.

Основная сложность при проектировании фундаментов заключается в том что размеры фундамента назначаются исходя из расчетного сопротивления грунта основания, в то время как оно является переменной величиной и зависит от подошвы фундамента. Это приводит к необходимости выполнять расчет с помощью последовательных приближений.

Размеры фундамента необходимо подобрать так, чтобы выполнялось условие SS_U (2-е предельное состояние) т.е. расчетные осадки не должны превышать допустимые. Это условие реализуется при соблюдении следующих условий:

а) для центрально-сжатых фундаментов

P_срR

б)для внецентренно сжатых фундаментов

P_срR; P_max1,2R; P_min>0.

Если нагрузка от веса наземных конструкций F_v по обрезу фундамента известна, то давление под подошвой фундамента будет

F_v+G_гр+G_ф

P= A

где А – площадь подошвы фундамента, м

G_гр, G_ф – вес обратной засыпки и вес фундамента

В практических расчетах, осредняя вес грунта и вес фундамента, давление определяют по формуле

N

Р= A +_ср*d

где _ср – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах

Максимальное и минимальное давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента

N M

Р^max _min= A  W

где W- момент сопротивления подошвы фундамента, м³

115. Защита фундаментов и подвальных помещений от грунтовых вод.

Защита фундаментов от агрессивных подземных вод

Рис. 10.5 - Изоляция фундамента от агрессивных подземных вод

Подземные воды являются слабыми растворами химиче­ских веществ. Некоторые из этих веществ при определенной концентрации образуют агрес­сивную по отношению к бето­ну среду. Под воздействием агрессивных подземных вод бетон фундаментов разрушает­ся, арматура оголяется и кор­родирует. Интенсивность про­цесса зависит от степени и вида агрессивности подземных вод, водопроницаемости грунтов, скорости перемещения воды относительно фундамента, плотно­сти бетона, наличия в нем трещин, особенно в зоне растяжения, и от толщины конструкции.

Избежать воздействия некоторых видов агрессивности подземных вод на бетон можно применением более стойких к данному виду агрессивности цемен­тов. Хорошо сопротивляются агрессивности подземных вод очень плотные бетоны в трещиностойких кон­струкциях.

Если нет гарантии получения очень плотного бетона, прихо­дится изолировать фундаменты от агрессивных подземных вод (рис. 10.5). Особое внимание уделяют гидроизоляции фунда­мента снизу, где арматура защищена лишь небольшим слоем бетона. Для этого при устройстве монолитных фундаментов де­лают подготовку из щебня, втрамбованного в грунт и поли­того битумом, или из асфальта. Подготовку покрывают за 2 раза битумной мастикой или мастикой из полимерных смол 2. В ис­ключительных случаях по подготовке, выровненной стяжкой, укладывают рулонную гидроизоляцию на соответствующей ма­стике.

Разрушение бетона с боков фундамента менее опасно, по­этому в таких местах часто ограничиваются покрытием поверх­ностей фундамента за 2 раза черным вяжущим или мастикой из полимерых смол 3. Дополнительно вокруг фундамента делают замок из перемятой глины 4.

При агрессивной среде тщательно изолируют стены здания для предотвращещя подсоса капиллярной воды из грунта через фундамент.

Гидроизоляция подвальных помещений

При высоком стоянии уровня грунтовых вод или воз­можном его подъеме возникает опасность проникания влаги в подвальные помещения и даже угроза затопления подвалов и приямков. Конструкцию гидроизоляции выбирают в зависимости от характера грунтов основания, типа фундаментов, допустимой влажности воздуха в подвале и превышения уровня грунтовых вод над отметкой пола подвала (рис. 10.6).

Если уровень грунтовых вод (WL) располагается ниже от­метки пола подвала (рис. 10.6, а) и не поднимается выше нее и по капиллярам влага может проникать в подвал, то пол и шту­катурку стен выполняют из плитки или в виде цементного слоя с железнением, а с наружной стороны фундаменты покрывают гидроизоляционной мастикой.

Если уровень грунтовых вод находится или может подни­маться выше отметки пола подвала, необходимо делать сплош­ную гидроизоляцию под полом и по стенам на высоту 0,5 м выше отметки его ожидаемого положения. Для удержания гидроизоляции в про­ектном положении ее прижимают специальной конструкцией, способной воспринять указанное давление (рис. 10.6, в, г). Если при этом уровень грунтовых вод может подниматься выше от­метки пола подвала не более чем на 0,5 м (рис. 10.6, б), то гидроизоляцию пола можно удержать пригрузочным слоем бе­тона.

Рис. 10.6. Гидроизоляция подвальных помещений

1— обмазка; 2 — гидроизоляция между фундаментом и стеной; 3 — цементный слой или плитка; 4 — подготовка; 5 — пригрузочный слой бетона; 6 — рулонная гидроизоляция; 7 — железобетонный кессон; 8 — фундаментная плита; 9 — защитная стенка

Если уровень грунтовых вод поднимается выше отметки пола подвала более чем на 0,5 м, то для удержа­ния гидроизоляции в проектном положении делают специаль­ную конструкцию, работающую на изгиб. В зависимости от ха­рактера этой конструкции различают гидроизоляцию внутрен­нюю и наружную.

Внутреннюю гидроизоляцию (рис. 10.6, в) устраи­вают изнутри подвального помещения, прижимая ее железобе­тонной плитой со стенками (кессоном) после возведения фунда­ментов и самого здания. Стенки кессона упирают в выступающие части фундаментов или в перекрытие. Тем самым исклю­чают поднятие (всплытие) кессона. Одновременно создается возможность передачи части давления от сооружения на грунт через вертикальные стенки и днище кессона (плиту). Если по­сле устройства гидроизоляции и кессона будет происходить осадка фундаментов, то вместе с ними переместится и кессон. Однако это возможно лишь при уплотнении грунтов под кессо­ном, сопровождающемся значительным увеличением реактивно­го давления. Чтобы избежать такого явления, надо гидроизо­ляцию и кессон делать после стабилизации осадки сооружения или устраивать под днищем кессона (плитой) легко сжимаемые прокладки (например, из торфа). Однако в этом случае целесо­образнее выполнять наружную гидроизоляцию.

Наружную гидроизоляцию (рис. 10.6, г) устраи­вают до возведения фундамента, прижимая ее сплошной фунда­ментной плитой. Выполнение таких работ значительно проще устройства внутренней гидроизоляции, упрощаются и работы по устройству фундаментов. В этом случае на бетонную подготов­ку, выровненную стяжкой из цементного раствора, укладывают сплошной слой гидроизоляции, который покрывают слоем стяж­ки из цементного раствора для защиты от повреждений во время устройства железобетонной фундаментной плиты. Изоля­ционный ковер выпускают за пределы контура фундаментной плиты, защищая выпуски обычно присыпкой песка. После бето­нирования фундаментной плиты и устройства стен подвалов выпуски изоляционного ковра отгибают вверх, наклеивая на на­ружные стены фундамента. Наружная гидроизоляция более надежна, так как имеет меньшее число изгибов (переломов) по сравнению с внутренней. Для устройства наружной гидроизоляции применяют рулонные материалы, сваренную полиэтиленовую и другие пленки, а также материалы наносимые набрызгом. Материалы на битумной основе недолговечны.