7. Основания и фундаменты в особых условиях

7.1. Фундаменты в районах многолетней мерзлоты

Территориальное распространение многолетнемерзлых грунтов в России. Характерные примеры деформаций и разрушений зданий и сооружений в северной климатической зоне. Физико-механические свойства грунтов при промерзании и оттаивании. Классификация мерзлых грунтов по действующим нормам. Принципы строительства фундаментов с сохранением мерзлоты или допущением оттаивания, области их применения. Особенности конструкций фундаментов в районах многолетнемерзлых грунтов. Определение несущей способности фундаментов. Проверка на действие морозного пучения грунтов.

Искусственные основания. Условия для устройства искусственных оснований. Замена слабых грунтов и устройство подушек под подошвой фундаментов. Поверхностное и глубинное уплотнение грунтов. Укрепление грунтов инъекциями химических реагентов и вяжущих веществ. Методы осушения водонасыщенных оснований.

7.2. Фундаменты на лессовидных просадочных грунтах

Оценка просадочности грунтов, классификация типов оснований по просадочности. Основные положения проектирования оснований и фундаментов в просадочных грунтах. Ликвидация просадочных свойств грунтов поверхностным трамбованием, уплотнением грунтовыми сваями, закреплением, силикатизацией и термической обработкой. Прорезание фундаментом просадочной толщи. Особенности работы свай в просадочных грунтах (учет действия отрицательных сил трения при просадке).

7.3. Фундаменты в сейсмических районах

Расчет на сейсмичность. Особенности конструкции фундаментов. Учет действующих на фундамент сейсмических сил. Проверка устойчивости оснований при сейсмических воздействиях.

Основная литература: [1], стр. 254-298; [2], стр. 339-371; [3], стр. 326-345

Дополнительная литература: [4] стр. 17-19, 24-25, 28-29; [8]; [10] стр. 200-286, 382-390; [14] стр. 230-245, 277-293; [15] стр. 1-39; [23]*.

• Страницы по сборнику [23] указываются преподавателем на практических занятиях при выдаче задания.

Контрольные вопросы:

• Методы искусственного улучшения оснований: замена слабых грунтов устройством песчаных и гравелистых подушек. Расчет и конструирование песчаной подушки.

• Механические методы улучшения грунтов оснований. Уплотнение грунтов поверхностным трамбованием, глубинным вибрированием, песчаными сваями.

• Уплотнение слабых глинистых грунтов вертикальным дренированием с предварительной пригрузкой.

• Понятие о химических и термических методах закрепления слабых грунтов. Процессы, происходящие в грунтах при закреплении.

• Особенности устройства фундаментов в лессовых просадочных грунтах.

• Особенности устройства фундаментов в вечномерзлых грунтах.

8. Основные положения производства работ по сооружению фундаментов

Устройство открытых котлованов на суше. Крутизна откосов, крепление откосов. Борьба с притоком подземных и поверхностных вод: открытый водоотлив, водопонижение, замораживание, применение иглофильтров и электроосмоса. Создание противофильтрационных завес. Применение шпунта, конструкция и расчет шпунтовых ограждений, технология их возведения. Защита подземных помещений промышленных и гражданских сооружений от подземных вод и капиллярной влаги. Способы устройства гидроизоляции подземных помещений. Борьба с агрессивными водами.

Устройство котлованов в вечномерзлых грунтах. Работы в зимнее время. Предупреждение затопления котлованов и образования наледей.

Устройство котлованов на местностях, покрытых водой. Островки, земляные перемычки, шпунтовые ограждения и технология подводного бетонирования для защиты от притока воды через дно котлована. Вымораживание котлованов.

Устройство фундаментов мелкого заложения. Подготовка котлована. Опалубка и бетонирование.

Устройство свайных фундаментов. Погружение свай и оболочек. Копры и навесное оборудование к кранам. Устройство свайных молотов и вибропогружателей. Подбор свайного молота. Определение контрольного отказа сваи. Подбор вибропогружателя. Применение подмыва. Извлечение грунта из оболочек. Уширение пяты свай и столбов. Заделка оболочек в скальное основание. Бетонирование полостей оболочек методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) и методом «восходящего» раствора. Методы погружения свай в многолетнемерзлые грунты.

Устройство набивных свай. Буровые и буронабивные сваи. Буровое оборудование и их рабочие органы. Технологическая последовательность производства работ. Контроль качества работ.

Устройство свай-столбов. Бурение скважины в обычных и многолетне-мерзлых грунтах, применение цементных растворов, опускание свай-столбов в скважины и заделка их в ростверк.

Устройство фундаментов из опускных колодцев. Опускание монолитных колодцев и колодцев из тонкостенных железобетонных оболочек. Методы опускания колодцев на суходолах и на местностях, покрытых водой; конструктивные и технологические способы облегчения погружения колодцев. Разработка и удаление грунта. Устройство днища и бетонирование внутренности колодца.

Сооружение ростверков. Применение направляющих каркасов при сооружении ростверков на суходолах. Способы сооружения высоких и низких ростверков с использованием каркасов, щитовым или шпунтовым ограждением.

Основная литература: [1] стр. 156-167, 205-230, 243-253.

Дополнительная литература: [1] стр. 96-146, 185-231, 301-312, 328-338 .

Контрольные вопросы:

• Требования к производству работ по устройству оснований и фундаментов в морозоопасных грунтах в зимний период.

• Устройство открытых котлованов на суше. Крутизна откосов, крепление откосов. Борьба с притоком подземных и поверхностных вод: открытый водоотлив, водопонижение, замораживание, применение иглофильтров и электроосмоса, применение противофильтрационных завес.

• Порядок погружения свай в сплошном свайном поле.

• Порядок погружения свай под ленточный ростверк.