9. Естественные и искусственные основания. Требования к ним предъявляемые.

Основание - пласт грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий вес здания и действующие на него нагрузки.

Главным требованием является возможность небольшой их деформации, которая может возникнуть вследствие нагрузок, передаваемых от здания, или в результате других причин. Основание достаточной прочности(характеризуется малой и равномерной сжимаемостью грунта), мощности(толщина пласта) и неподвижности(неразмываемость грунтовыми и поверхностными водами) называется естественным. Когда грунты на глубине заложения фундамента по своим механическим свойствам не удовлетворяют нормативным требованиям прочности и др., устраиваются искусственные основания.

Естественные основания грунтов

подразделяются на глинистые, песчаные, крупнообломочные и скальные.

Для каждого из этих видов установлено расчетное сопротивление (допускаемое давление). К глинистым грунтам относятся связные породы с минеральными частицами чешуйчатого строения размером менее 0,005 мм, обладающие пластичностью, то есть способностью изменять форму под давлением и сохранять эту новую форму после снятия нагрузки.

В зависимости от пластичности грунта, обусловленной наличием частиц различной крупности, его называют супесью (при весовом содержании частиц мельче 0,005 мм от 3 до 10%), суглинком (от 10 до 30% таких частиц) и глиной (если частиц мельче 0,005 мм свыше 30%). В природе встречается смесь пылеватых частиц (размером 0,005—0,15 мм). Глины, суглинки и супеси относятся к категории просадочных грунтов. Строительные свойства глинистых грунтов зависят от их влажности. С увеличением влажности несущая способность их уменьшается, особенно если они подвергаются попереднему замораживанию и опаиванию. Периодическая смена положительных и отрицательных температур вызывает пучение грунта и, как следствие, выпирание фундамента, потерю им прочности и устойчивости.

Песчаные грунты— это сыпучие в сухом состоянии породы с минеральными частицами размером от 0,15 до 2 мм. В зависимости от содержания частиц различной величины песчаные грунты подразделяются на гравелистые (частиц крупнее 2 мм по весу более 25%), крупные (частиц крупнее 0,5 мм по весу более 50%), средней крупности (частиц крупнее 0,25 мм по весу более 50%), мелкие (частиц крупнее 0,1 мм по весу свыше 75%) и пылеватые (частиц крупнее 0,1 мм по весу менее 75%). Крупность песка, а также его плотность и влажность сказываются па строительных свойствах песчаных грунтов и на несущей способности основания. Так, чем больше размер зерен и плотнее грунт, тем меньше он оседает под влиянием нагрузки и тем выше, следовательно, его несущая способность.

Крупнообломочные грунты — не сцементированные породы, содержащие более 50% (по весу) минеральных частиц крупнее 2 мм. К ним относятся щебенистый грунт (частиц крупнее 10 мм по весу более 50%) и дресвяный (частиц крупнее 2 мм по весу более 50%). Крупнообломочные грунты мало сжимаемы под нагрузкой, слабо размываются водой, почти не изменяют физических свойств при увлажнении и поэтому являются хорошим основанием для фундамента.

Скальные грунты — это минеральные породы, залегающие в виде сплошного массива или отдельных слоев. Такие грунты имеют большую несущую способность, практически не сжимаемы и при условии предохранения от выветривания и выщелачивания кислотами сточных вод являются надежным основанием под все виды зданий и сооружений.

Искусственные основания

Искусственные основания создают улучшением свойств грунтов, находящихся непосредственно под фундаментом. В практике строительства часто слабый грунт заменяют грунтом с большей несущей способностью — устраивают песчаные или другие подушки, уплотняют или закрепляют существующий.

Механическое уплотнение

Такой вид уплотнения грунта может быть поверхностным или глубинным (устройство грунтовых свай), Поверхностное уплотнение достигается укаткой, трамбованием, вибрацией и другими механическими способами. Укатка грунта катками уплотняет его на глубину 15—20 см, атрамбование — до 1,5—2 м. Для трамбования применяют трамбовочные плиты. Плиты подвешивают на тросах к стрелам кранов, оборудованных фрикционными лебедками, поднимают на высоту 3—4 м и сбрасывают на укрепляемую поверхность

Гидровибро-уплотнение

Уплотнение грунтов может осуществляться с помощью вибраторов и воды. При этом способе в грунт, подлежащий уплотнению, сначала забивают трубу с отверстиями, по которой в основание нагнетается вода. После насыщения грунта водой рядом с трубой погружают вибробулаву. Увлажнение облегчает заглубление вибратора, а также способствует лучшему уплотнению грунта.

Песчаные сваи являются эффективным средством искусственного улучшения механических свойств грунтов. С их помощью расчетное сопротивление основания может быть повышено на 200—300% Несущую способность основания с песчаными или грунтовыми сваями можно увеличить с помощью направленных взрывов, проводимых перед заполнением скважины грунтом. В грунт может нагнетаться цементное молоко (цементация), расплавленный битум или холодная битумная мастика (битумизация), последовательно жидкое стекло и хлористый кальций (силикатизация). Нагнетаются эти материалы через трубы с инъекторами, забиваемые в грунт пневматическими или ручными молотами, механическими копрами, а также при помощи вибропогружателей.

10. Понятие фундаментов, классификация, требования. Глубина заложения, факторы, то кот. она зависит.

Фунда́мент — несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и передает его на основание.

Классификация фундаментов

По назначению

Несущий;

Комбинированный, то есть способный, в дополнение к несущим функциям, выполнять еще и функции сейсмической защиты;

Неглубокого заложения на естественных основаниях или искусственных;

Глубокого заложения;

Специальные, например, экспериментальные антисейсмические "качающиеся" фундаменты; "плавающие" фундаменты, давление которых равно давлению вынутого грунта и другие.

По материалу

1.Каменный:

бутовый;

бутобетонный;

кирпичный.

2.Железобетонный:

сборный;

монолитный.

3.Деревянный.

4.Ячеистобетонный

По типу конструкции

Столбчатый фундамент

Ленточный (сборный или монолитный):

заглубленный (ниже глубины промерзания);

малозаглубленный (выше глубины промерзания);

3. Свайный (сборный или монолитный):

на забивных сваях;

на трубобетонных сваях;

на буронабивных сваях;

на набивных сваях;

на сваях-оболочках;

4.Свайно-ростверковый фундамент

5.Плитный

6.Континуальные, то есть очень объёмные, большие, чаще всего близкие к форме круга или квадрата, которые нельзя рассматривать как отдельностоящий столбчатый, плитный, ленточный или свайный фундамент. Обычно это: опоры мостов, силосов, бункеров и т.д.

Фундаменты зданий должны отвечать следующим основным требованиям:

-обладать достаточной прочностью,

-устойчивостью и морозостойкостью,

-хорошо противостоять влиянию грунтовых вод,

-соответствовать по долговечности сроку службы здания и, конечно, быть экономичными.

Глубина заложеня.

Она зависит от рода грунта, уровня грунтовых вод, глубины промерзания. Например, для сухих грунтов глубина заложения должна быть не менее 0,5 м, а для мокрых мелкопесчаных и глинистых - не менее глубины промерзания. Как правило, закладывать фундаменты рекомендуется ниже глубины промерзания. Значительно сложнее возведение фундаментов в пучинистых грунтах, особенно при их глубоком промерзании. Во всех случаях для возведения таких фундаментов необходимо применять водо- и морозостойкие материалы, в том числе высокопрочные бетоны. В песках гравелистых, крупных и средней крупности, а также в крупнообломочных грунтах, глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания. Но все-таки она должна быть не менее 0,5 м от планировочной отметки. Под внутренние стены фундамент достаточно заглублять на 0,5 м от уровня земли. Следовательно, глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам можно принять за естественное основание для данного здания.