
- •Механика грунтов, основания и фундаменты Конспект лекций Северодвинск
- •Isbn 5-7723-0078-4 Севмашвтуз, 2010 Содержание
- •1. Физические свойства грунтов 7
- •2. Механические свойства грунтов 23
- •3. Определение напряжений в массиве грунта 39
- •4. Теория предельного напряженного состояния грунтов 51
- •5. Расчет осадок фундаментов 56
- •6. Изменение осадок во времени 68
- •7. Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям 81
- •8. Фундаменты на естественных основаниях 96
- •9. Свайные фундаменты 114
- •Введение
- •Физические свойства грунтов
- •Состав грунтов и свойства их составных частей
- •Классификация по происхождению
- •Классификация по зерновому составу
- •Виды воды в грунте и их свойства
- •Влияние газа, содержащегося в порах грунта, на его свойства
- •Структура и текстура грунтов
- •Характеристики физического состояния грунтов
- •Определяемые характеристики грунта
- •Вычисляемые характеристики грунта
- •Состояния пылевато-глинистых грунтов
- •Состояния сыпучих грунтов по плотности сложения
- •Классификация грунтов по гост 25100-95
- •Механические свойства грунтов
- •Основные закономерности механики грунтов
- •Закон уплотнения
- •Компрессионная зависимость
- •Коэффициент относительной сжимаемости
- •Закон уплотнения и линейная деформируемость грунтов.
- •Структурная прочность грунтов.
- •Напряженное состояние грунта при компрессионных испытаниях.
- •Определение модуля деформации грунта
- •Водопроницаемость грунтов
- •Закон ламинарной фильтрации
- •О начальном градиенте в глинистых грунтах
- •Давление в водонасыщенных грунтах
- •Сопротивление грунтов сдвигу
- •Сопротивление сдвигу сыпучих грунтов
- •Сопротивление сдвигу связных грунтов
- •Сопротивление грунтов сдвигу при трехосном сжатии
- •Определение напряжений в массиве грунта
- •Применимость решений теории упругости к грунтам
- •Фазы напряженного состояния грунта
- •Основные допущения
- •Определение напряжений в массиве грунта от действия внешних нагрузок
- •Действие сосредоточенной силы на упругое полупространство (задача Буссинеска)
- •Действие нескольких сил
- •Действие равномерно распределенного давления
- •Действие равномерно распределенной полосовой нагрузки (плоская задача)
- •Напряжения от действия собственного веса грунта
- •Распределение напряжений по подошве жестких фундаментов (контактная задача)
- •Определение перемещений
- •Теория предельного напряженного состояния грунтов
- •Общие положения
- •Устойчивость грунтов в основании сооружений
- •Развитие предельного напряженного состояния в основании жестких штампов
- •Критические нагрузки на грунт основания при полосообразной нагрузке
- •Расчет осадок фундаментов
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •А) расчетная схема нагруженного слоя; б) компрессионная кривая
- •Метод послойного суммирования
- •Метод эквивалентного слоя
- •Вывод основной зависимости
- •Определение осадки при слоистом основании
- •Метод линейно деформируемого слоя
- •Определение осадки
- •Определение толщины линейно деформируемого слоя
- •Изменение осадок во времени
- •Теория фильтрационной консолидации
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •Степень консолидации осадки и эпюры уплотняющих давлений
- •Однородный грунт при двусторонней фильтрации
- •Реологические процессы в грунтах
- •Длительная прочность и релаксация напряжений
- •Деформации ползучести грунтов и методы их описания
- •Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок сооружений
- •Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям
- •Метод расчета конструкций по предельным состояниям
- •Сущность метода
- •Две группы предельных состояний
- •Классификация нагрузок
- •Нормативные и расчетные характеристики материалов
- •Степень ответственности зданий и сооружений
- •Коэффициент условий работы конструкции
- •Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций
- •Формы деформаций и смещений сооружений
- •Предельные состояния оснований и фундаментов
- •Причины возникновения неравномерных осадок
- •Выбор типа и глубины заложения фундаментов
- •Инженерно-геологические условия площадки строительства
- •Климатические факторы
- •Особенности сооружений
- •Фундаменты на естественных основаниях
- •Определение расчетного сопротивления грунта
- •Центрально нагруженный фундамент
- •Внецентренно нагруженный фундамент
- •Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта
- •Конструкции фундаментов
- •Типы фундаментов
- •Каменные и бетонные фундаменты
- •Железобетонные монолитные фундаменты
- •Сборные ленточные фундаменты
- •Защита помещений от подземных вод и сырости
- •Расчет фундаментов на продавливание
- •Свайные фундаменты
- •Типы свай и виды свайных фундаментов
- •Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде
- •Сваи, изготавливаемые в грунте
- •Определение несущей способности свай
- •Расчет на прочность свай по материалу
- •Расчет на прочность свай по грунту
- •Проектирование свайных фундаментов.
- •Работа свай в кусте.
- •Центрально нагруженные фундаменты
- •Внецентренно нагруженные фундаменты.
- •Свайные фундаменты, воспринимающие горизонтальную нагрузку
- •Определение осадки свайных фундаментов
- •Возникновение отрицательного трения
- •Литература
Климатические факторы
Под влиянием ежегодного промерзания и оттаивания, высыхания и увлажнения некоторые грунты могут менять свой объем. Грунты, увеличивающие объем при промерзании, называются пучиноопасными. К ним относятся все пылевато-глинистые грунты, а также пылеватые и мелкие пески. Непучиноопасными являются пески средней крупности, крупные и гравелистые, гравий, галька и скальные породы. При строительстве на пучиноопасных грунтах глубину заложения подошвы фундамента нужно принимать больше глубины промерзания.
Нормативная глубина промерзания определяется по формуле:
, (7.0)
где:
- величина, принимаемая равной для
суглинков и глин
;
для супесей, мелких и пылеватых песков
-
;
для песков гравелистых, крупных и
средней крупности -
;
для крупнообломочных грунтов -
;
- безразмерная величина, равная сумме
абсолютных значений среднемесячных
отрицательных температур в данном
районе, принимаемая по СНиП [7], а при
отсутствии в них данных по району
строительства – по результатам
наблюдений.
Расчетная глубина промерзания определяется по формуле:
, (7.0)
где
- коэффициент влияния теплового режима
здания на промерзания грунта у наружных
стен, принимаемый по таблице СНиП [5].
Однако для развития сил пучения бывает недостаточно влаги, которая содержится в грунте. Из нижележащих водонасыщенных слоев по капиллярам поступает к верхним слоям дополнительная влага, которая и вызывает силы пучения. Если водоносный горизонт расположен более чем на 2 м ниже глубины промерзания, то влаги может оказаться недостаточно для возникновения сил пучения, и некоторые виды пучиноопасных грунтов могут оказаться непучиноопасными. Поэтому глубина заложения подошвы фундамента в зависимости от глубины промерзания определяется по таблице СНиП [5], которая приведена в конспекте (табл. 7 .11).
Глубину заложения внутренних фундаментов отапливаемых зданий принимают без учета промерзания, но не менее 0, 5 м. При этом предусматривают меры, исключающие промерзание основания в период возведения здания до его отопления (утепляют грунт около фундаментов в пределах верхнего слоя или подвальные помещения, включая лестничные клетки).
Таблица 7.11. Глубина заложения фундаментов в зависимости от расчетной глубины промерзания
Грунты |
Глубина
заложения фундаментов в зависимости
от глубины расположения уровня
подземных вод
|
|
|
|
|
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности Пески
мелкие и пылеватые, супеси, имеющие
показатель текучести
То
же при
Суглинки,
глины, крупнообломочные грунты с
пылевато-глинистым заполнителем,
имеющие показатель текучести грунта
или заполнителя
То же при
|
Не зависит от расчетной глубины промерзания Не
менее
То же То же
То же
|
Не зависит от расчетной глубины промерзания То же
Не менее То же
Не
менее
|