Вопросы по курсу «Основания и фундаменты» по специальности СП, САД, СВВ, ЭН Содержание 1. Основные положения расчета по двум группам предельных состояний ................................................................................................................................... 3 2. Типы фундаментов зданий и сооружений .............................................. 6 3. Проверка напряжений под подошвой фундамента мелкого заложения и сравнение этого напряжения с расчетным сопротивлением грунта ............... 8 4. Проверка прочности грунтов в основании фундаментов мелкого заложения ............................................................................................................... 11 5. Проверка устойчивости фундаментов мелкого заложения на сдвиг, опрокидывание и на глубокий сдвиг................................................................... 13 6. Расчет осадки грунтов в основаниях фундаментов мелкого заложения по методу послойного суммирования ................................................................. 15 7. Расчет крена фундаментов мелкого заложения ................................... 17 8. Типы свай и свайных фундаментов ...................................................... 25 9. Аналитический метод определения несущей способности свай ....... 28 10. Полевой метод определения несущей способности сваи при испытании пробной нагрузкой ............................................................................ 30 11. Полевые определения несущей способности свай динамическим испытанием ............................................................................................................ 32 12. Понятие о ложном и истинном отказе свай ....................................... 34 13. Полевые определения несущей способности свай статическим зондированием ....................................................................................................... 36 14. Расчет свайного фундамента по несущей способности .................... 37 15. Расчет осадки свайного фундамента ................................................... 40 16. Расчет свайного фундамента как условно массивного ..................... 43 17. Типы молотов и подбор молота для погружения свай ..................... 46 18. Методы устройства буронабивных свай ............................................ 48 19. Типы шпунтовых ограждений котлованов......................................... 50 20. Расчет свободно стоящего шпунта...................................................... 53 21. Глубинное водопонижение .................................................................. 56 22. Методы устройства котлованов ниже уровня грунтовых вод ......... 58 23. Искусственные основания: глубинное и поверхностное уплотнение грунтов.................................................................................................................... 61 24. Искусственные основания: силикатизация, цементация, обжиг, грунтовые подушки ............................................................................................... 63 25. Как назначить глубину заложения подошвы фундамента, и от чего она зависит? ........................................................................................................... 66 2 1. Основные положения расчета по двум группам предельных состояний Метод расчета конструкций по предельным состояниям является дальнейшим развитием метода расчета по разрушающим усилиям. При расчете по этому методу четко устанавливаются предельные состояния конструкций и вводится система расчетных коэффициентов, гарантирующих конструкцию от наступления этих состояний при самых неблагоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов. Стадии разрушения, но безопасность работы конструкции под нагрузкой оценивается не одним синтезирующим коэффициентом запаса, а системой расчетных коэффициентов. Конструкции, запроектированные и рассчитанные по методу предельного состояния, получаются несколько экономичнее. Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить: – вязкое, хрупкое или усталостное разрушение; – потеря устойчивости формы (общая или местная); – потеря устойчивости положения (например, подпорные стенки, резервуары); – качественное изменение конструкции, превращение ее в геометрически изменяемую систему; – чрезвычайно большие деформации, связанные с текучестью материала, резонансом, недопустимые остаточные деформации и др. – одновременное действие силовых факторов и окружающей среды. Переход за предельное состояние первой группы – это всегда большие потери, часто сопровождающиеся утратой ценного оборудования и даже гибелью людей. Поэтому переход за предельные состояния этой группы недопустим ни в коем случае за весь срок эксплуатации конструкций. Тем более, что неизвестно, когда произойдет этот переход за предельное 3 состояние: во время возведения сооружения или после многих лет его эксплуатации. Основное уравнение предельных состояний 1-й группы: , где: N – самое опасное, вероятное при заданных условиях за весь срок эксплуатации усилие в конструкции, ее элементе, соединении, при самом невыгодном сочетании нагрузок и воздействий. Определяется по самым опасным, вероятным за весь срок эксплуатации нагрузкам; Ф – самая малая, вероятная при заданных условиях (качество материалов, размеры сечений и условия эксплуатации) несущая способность той же конструкции, ее элемента, соединения. Если левая часть не превышает правую, то несущая способность конструкции обеспечена. Расчет по второй группе предельных состояний должен гарантировать сохранение эксплуатационных качеств конструкции с учетом изменчивости прочностных и деформативных свойств материалов. Основное уравнение предельных состояний 2-й группы имеет вид: , где Δ- перемещение конструкции (функция нагрузок); Δи - предельное перемещение, допустимое по условиям эксплуатации (функция конструкции и ее назначения). Расчет по предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить: – образование чрезмерного или продолжительного раскрытия трещин (если по условиям эксплуатации образование или продолжительное раскрытие трещин допустимо); – чрезмерные перемещения (прогибы, углы поворота, углы перекоса и амплитуды колебаний). 4 После перехода за предельные состояния этой группы возможна эксплуатация конструкций с ограничениями (по грузоподъемности, скорости перемещения грузов и т. п.). Подразумевается, что, если устранена причина, вызвавшая переход за предельное состояние 2-й группы, и при этом конструкция не перешла за предельное состояние 1-й группы, конструкцию снова можно эксплуатировать без ограничений. Предельные состояния 2-й группы менее опасны, чем 1-й, переход за предельные состояния 2-й группы не приводит к крупным потерям и часто допускает эксплуатацию конструкций с ограничениями, даже во время нахождения за этим предельным состоянием. Поэтому расчет по предельным состояниям 2-й группы ведется по нагрузкам при нормальных условиях эксплуатации. Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов или частей производится для всех этапов: изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации; при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям и каждому из перечисленных этапов. 5 2. Типы фундаментов зданий и сооружений Фундамент является одним из ключевых элементов строительной конструкции, обеспечивающим передачу нагрузки от здания или сооружения на основание. В зависимости от типа конструкций и условий эксплуатации, фундаменты могут быть классифицированы на несколько основных типов. Каждый из этих типов имеет свои особенности, преимущества и ограничения, что требует тщательного выбора в процессе проектирования. Первым типом фундамента является ленточный фундамент, который представляет собой непрерывную ленту, располагающуюся под несущими стенами здания. Ленточные фундаменты широко применяются для зданий с кирпичными или блочными стенами и обеспечивают равномерное распределение нагрузки на грунт. Они могут быть как мелкозаглубленными, так и глубокозаглубленными, в зависимости от характеристик грунта и уровня промерзания. Следующим типом является ленточно-свайный фундамент, который сочетает в себе элементы ленточного и свайного фундамента. Этот тип используется в условиях, когда несущая способность верхних слоев грунта недостаточна для поддержки здания. Ленточно-свайные фундаменты позволяют передать нагрузку на более глубокие и прочные слои грунта, обеспечивая устойчивость и надежность конструкции. Плитный фундамент представляет собой монолитную плиту, которая распределяет нагрузку от здания по всей своей площади. Этот тип фундамента особенно эффективен на слабых грунтах, где необходимо минимизировать осадки и обеспечить равномерное распределение нагрузок. Плитные фундаменты могут быть как армированными, так и неармированными, в зависимости от проектных требований. Монолитные и сборные фундаменты также занимают важное место в классификации. Монолитные фундаменты изготавливаются непосредственно на строительной площадке, что позволяет достичь высокой прочности и 6 надежности конструкции. Сборные же фундаменты изготавливаются на заводе и монтируются на строительном объекте, что сокращает сроки строительства и упрощает процесс монтажа. Свайный фундамент включает в себя различные подтипы, такие как набивной, забивной, буронабивной, завинчивающийся и составной. Набивные сваи изготавливаются путем забивания арматурного каркаса в подготовленное отверстие, которое затем заполняется бетоном. Забивные сваи устанавливаются с помощью специального оборудования, которое забивает их в грунт. Буронабивные сваи создаются путем бурения отверстия, которое затем заполняется бетоном с установленным арматурным каркасом. Завинчивающиеся сваи представляют собой металлические конструкции, которые завинчиваются в грунт, что позволяет минимизировать воздействие на окружающую среду. Составные сваи состоят из нескольких элементов, которые соединяются между собой на месте установки. Столбчатый фундамент представляет собой отдельные опоры, которые передают нагрузку от здания на основание. Этот тип фундамента часто используется для легких конструкций или в условиях ограниченного пространства. Блочный фундамент состоит из блоков, которые устанавливаются на подготовленную поверхность. Он также применяется для легких зданий и может быть использован в сочетании с другими типами фундаментов. Таким образом, выбор типа фундамента зависит от множества факторов, включая характеристики грунта, тип строящегося здания, климатические условия и экономические аспекты. Правильный выбор фундамента является основой для обеспечения долговечности и устойчивости конструкции, а также для минимизации рисков, связанных с осадками и деформациями. 7 3. Проверка напряжений под подошвой фундамента мелкого заложения и сравнение этого напряжения с расчетным сопротивлением грунта Проверка заключается в сравнении средних, максимальных и минимальных напряжений с расчётным сопротивлением грунта под подошвой фундамента. N H Рис.1. Эпюра распределения напряжений в основании Определяем напряжение под подошвой фундамента: ср NI R A н , где н - коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1.4. 1857 ,8 125,2 63,4 1,4 . Краевые напряжения, возникающие в грунте по краям фундамента от нагрузок, не должны превышать несущей способности грунта: max N I M x, y R * c A W н , Где c - коэффициент условий работы, принимается равным 1.2; момент сопротивления подошвы фундамента, W b * l / 6 . 2 8 Px max Px min Py max Py min 18578 12414 * 6 518,8кПа 63,4 5.2 2 *12.2 18578 12414 * 6 67,2кПа 63,4 5.2 2 * 12.2 18578 12414 * 6 310 ,7кПа 63,4 5.2 *12.2 2 18578 12414 * 6 275,4кПа 63,4 5.2 *12.2 2 max 518,8 1252 *1.2 : 518,8 1073,1кПа 1.4 Сравнение напряжений, возникающих под подошвой фундамента, с расчетным сопротивлением грунта является важнейшим этапом в процессе проектирования и оценки устойчивости строительных конструкций. Этот процесс требует тщательного анализа и понимания механики грунтов, а также особенностей взаимодействия фундамента с основанием. Основной задачей данного этапа является определение средних, максимальных и минимальных напряжений, которые возникают в грунте под действием нагрузки от сооружения, и их последующее сопоставление с расчетным сопротивлением грунтовых слоев. Для начала необходимо рассмотреть методику определения напряжений под подошвой фундамента. Напряжения могут быть получены различными способами, включая аналитические методы, численные расчеты и экспериментальные исследования. Наиболее распространенным подходом является использование теории упругости и пластичности, а также методов конечных элементов, которые позволяют детально проанализировать распределение напряжений в грунте. При этом важно учитывать не только вертикальные нагрузки от конструкции, но и горизонтальные воздействия, такие как ветровые или сейсмические нагрузки, которые могут оказывать значительное влияние на распределение напряжений. 9 Определив напряжения под подошвой фундамента, следует провести их классификацию на средние, максимальные и минимальные значения. Средние напряжения представляют собой общее давление, которое передается на грунт от всей площади подошвы фундамента. Максимальные напряжения возникают в точках, где нагрузка от фундамента сосредоточена наиболее сильно, например, в угловых зонах или под колоннами. Минимальные напряжения могут наблюдаться в периферийных участках фундамента или в местах, где грунт имеет меньшую прочность или деформируемость. Следующий шаг заключается в сравнении полученных значений напряжений с расчетным сопротивлением грунта. Расчетное сопротивление грунта определяется на основе геологических изысканий и лабораторных испытаний, которые позволяют установить предельные значения, при которых грунт способен выдерживать нагрузки без значительных деформаций или разрушений. Важно отметить, что расчетное сопротивление может варьироваться в зависимости от типа грунта, его состояния и уровня грунтовых вод. При сравнении напряжений с расчетным сопротивлением следует учитывать не только статические нагрузки, но и динамические факторы, которые могут влиять на поведение грунта. Например, при наличии колебаний или вибраций (в результате работы машин или воздействия природных факторов) прочность грунта может изменяться, что требует дополнительного анализа. В случае если максимальные или средние напряжения превышают расчетное сопротивление грунта, это может привести к возникновению неравномерных осадков, трещинам в конструкции и даже к ее разрушению. 10 4. Проверка прочности грунтов в основании фундаментов мелкого заложения Проверка прочности грунтов, на которых планируется возведение фундаментов мелкого заложения, представляет собой многоэтапный процесс, включающий в себя ряд ключевых этапов, каждый из которых играет важную роль в обеспечении надежности и долговечности строительных конструкций. На первом этапе необходимо провести тщательную оценку инженерногеологических условий площадки. Это включает в себя анализ данных, полученных в результате геологических изысканий, которые позволяют определить уровень грунтовых вод, их сезонные колебания, а также возможные изменения, которые могут произойти в результате возведения сооружения. Уровень грунтовых вод является критически важным фактором, так как он влияет на несущую способность грунта и может вызывать явления, такие как подтопление или переувлажнение, что, в свою очередь, может привести к ухудшению прочностных характеристик основания. Следующим этапом является определение расчетного сопротивления грунта. Для этого производится вычисление величин расчетных сопротивлений для каждого инженерно-геологического элемента, что позволяет получить более полное представление о прочностных характеристиках различных слоев грунта. На этом этапе также строится эпюра изменения расчетного сопротивления по глубине, что позволяет визуализировать распределение прочности грунтового основания и выявить наиболее слабые участки, которые могут потребовать дополнительного внимания при проектировании фундамента. Ключевым моментом в процессе проверки прочности является оценка состояния слабого слоя, располагающегося под несущим слоем. Если под основным несущим слоем находится более слабый пласт, то перед проведением расчетов осадок необходимо выполнить проверку прочности данного слоя. Слабый слой оценивается по величине модуля деформации, 11 который, как правило, значительно меньше, чем у несущего слоя. Это обстоятельство может привести к неравномерным осадкам и даже к разрушению конструкции при недостаточной прочности слабого слоя. Поэтому важно учитывать характеристики этого слоя при проектировании фундамента. На завершающем этапе осуществляется расчет необходимой площади подошвы фундамента. Этот расчет проводится с целью определения того, что среднее давление под фундаментом от всех действующих нагрузок не будет превышать расчетное сопротивление грунта данного слоя. Прикидочный расчет необходимой площади подошвы фундамента позволяет избежать перегрузки грунта и минимизировать риск возникновения неравномерных осадков, что критически важно для обеспечения устойчивости и долговечности всего сооружения. Таким образом, процесс проверки прочности грунтов в основании фундаментов мелкого заложения представляет собой комплекс мероприятий, направленных на оценку и анализ инженерно-геологических условий площадки, определение расчетного сопротивления различных слоев грунта, проверку состояния слабых слоев и расчет площади подошвы фундамента. Каждый из этих этапов является неотъемлемой частью общего процесса проектирования и строительства, который обеспечивает надежность и безопасность возводимых конструкций. 12 5. Проверка устойчивости фундаментов мелкого заложения на сдвиг, опрокидывание и на глубокий сдвиг Проверка устойчивости фундаментов мелкого заложения на сдвиг, опрокидывание и глубокий сдвиг включает следующие этапы: 1. Проверка на сдвиг. Устойчивость против сдвига проверяется вдоль и поперёк моста. Проверка осуществляется по формуле: Qr / (gc/gn) / Qz, где Qr — сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига; gc — коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9; gn — коэффициент надёжности по назначению; Qz — удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига. 2. Проверка на опрокидывание. Выполняется вдоль и поперёк моста по формуле: Mu / (gf/gn) / Mz, где Мu — момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота, проходящей через крайнее ребро подошвы фундамента; gf — коэффициент условий работы в стадии эксплуатации; для нескальных оснований можно принимать gf = 0,8; gn — коэффициент надёжности по назначению; в стадии эксплуатации gn = 1,1; Mz — момент удерживающих сил относительно той же оси. 3. Проверка на глубокий сдвиг. Производится по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Через угол подошвы фундамента проводят наиболее вероятную дугу кривой скольжения, затем полученную призму грунта разбивают на ряд отсеков, имеющих в полученном вертикальном сечении вид простых фигур: треугольников, трапеций. После этого находят вес каждого отсека и сносят векторы веса на кривую скольжения. Разложив каждый из этих векторов на составляющие: нормальную и касательную, определяют силы трения. Аналогично поступают и с вектором веса сооружения. Затем определяют силы сцепления как произведение длины дуги L в глинистом грунте на величину сцепления С. Получив значение сил, действующих на систему «грунт-сооружение», 13 составляют выражение условия устойчивости по формуле К = 1,5, где М — момент сил, удерживающих систему против сдвига; М — момент сил, сдвигающих систему «грунт-сооружение». Устойчивость сооружения против глубокого сдвига считается обеспеченной, если при наиболее невыгодной поверхности скольжения соблюдается условие К > 1,5 14 6. Расчет осадки грунтов в основаниях фундаментов мелкого заложения по методу послойного суммирования Осадку основания определяют методом послойного суммирования с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства. Расчет осадки основания выполняем в третьем расчетном сечении (одиночный фундамент под колонну). Грунтовое основание на глубину (3…5)b делят на элементарные слои толщиной hi = (0,2…0,4)b. На границах слоев вычисляют вертикальные нормальные напряжения, создаваемые собственным весом грунта и проектируемым фундаментом. Напряжения от собственного веса грунта вычисляют по формуле , где σzg0 – напряжение на отметке подошвы фундамента FL При расчете напряжений, создаваемых фундаментом, исключают так называемое природное давление, существовавшее на отметке подошвы фундамента до начала строительства -σzg0. Считают, что сжатие грунта в основании происходит только от дополнительных напряжений: , α – коэффициент, учитывающий распределение напряжений по глубине, зависит от l/b и ξ=2z/b определяем по СНиП 2.02.01-83. р0 – дополнительное давление под подошвой фундамента. Допустимая толщина слоя . 15 Для вычисления осадки определяем положение нижней границы сжимаемой толщи. Указанная граница находится на глубине, где выполняется условие . Расстояние от подошвы фундамента до нижней границы называют мощностью сжимаемой толщи и обозначают . В пределах сжимаемой толщи для каждого элементарного слоя вычисляем средние значения дополнительных напряжений: , Осадку основания находят как сумму осадок элементарных слоев: , n- число слоев, на которое разбита сжимаемая толща 16 7. Расчет крена фундаментов мелкого заложения 2.1. Определение глубины заложения подошвы фундаментов Определение глубины заложения фундамента в случае просадочных грунтов устанавливается, так же как и для непросадочных, исходя из конструктивных решений, так как для внутренних фундаментов глубина заложения не зависит от глубины сезонного промерзания грунтов. При назначении глубины заложения подошвы фундамента под колонну следует учесть, что сопряжение колонны с плитной частью фундамента осуществляется с помощью подколонника (см. табл. 2.1, 2.2, рис. 2.1). При этом расстояние от верхней части пола здания до обреза фундамента следует принять не менее 30 см. 2.2. Предварительное определение размеров подошвы фундаментов При выбранной глубине заложения подошвы фундамента её площадь А предварительно определяется исходя из расчетов по II группе предельных состояний по формуле A N II , ( R0 ' d ) (2.1) где NII – нагрузка на фундамент, в кН, (см. п.1.2); R0 – расчетное сопротивление грунта, на который непосредственно опирается фундамент (принять равным для супесей 180 кПа, для суглинков 200 кПа); γ' – удельновзвешенное значение грунта обратной засыпки фундамента, принимаемое равным 20 кН/м3; d – глубина заложения подошвы фундамента, принимаемая от планировочной отметки, м; – коэффициент, учитывающий влияние момента внешних сил, принимаемый равным = 1,1...1,2. 17 2.3. Предварительное конструирование фундаментов и уточнение нагрузок, действующих на уровне подошвы фундамента По предварительному определению площади подошвы фундамента конструируют его тело. В курсовом проекте рассматривается сборный фундамент. (рис. 2.1). Типовые сборные элементы фундамента можно подобрать по предварительной величине площади подошвы, принимая её ближайшее большее значение (см. подразд. 2.2), согласно таблицам 2.1-2.2. acf Êî ëî í í à ( ðàçì åðû ñå÷åí èÿ äàí û â çàäàí èè) bcf 1 à 1,5...2,0à 1 à' l1 l 1 h2 h3 b2 2 h1 l2 h 1 2 b1 b b2 b1 b bст 1-1 à ст l2 l1 l Рис. 2.1 Сборный фундамент (фундамент под колонну): 1– подколонник; 2 – плитная часть фундамента. Таблица 2.1 Размеры подколонников Сечение Размеры подколонника Размеры стакана, мм колонны (a'*a), мм в плане (bcf* acf), мм глубина в плане (bст* aст) 400х400 900х900 800 550х550 800 650х650 900 550х750 900 650х750 500х500 400х600 1200х1200 500х600 18 400х800 1200х1500 500х800 900 550х950 900 650х950 Таблица 2.2 Фундаменты под колонны Марка Размеры фундаментов, мм l l1 l2 b b1 b2 ФА1 1500 - - 1500 - - ФА2 1800 - - 1500 - - ФА3 2100* - - 1500* - - ФА4 2400 1800 - 1500 1500 - ФА5 2400 1800 - 1800 1800 - ФА6 2700 1800 - 1800 1800 ФА7 3000 2100 - 1800 1800 - ФА8 3000 2100 - 2100 1500 - ФА9 3000 2100 - 2400 1500 - ФА10 3300 2400 1500 2400 1800 1800 ФА11 3600 2700 1800 2400 1800 1800 ФА12 3600 2700 1800 2700 2100 1500 ФА13 4200 3000 2100 2700 2100 1500 ФА14 4200 3000 2100 3000 2100 1500 ФА15 4800 3600 2400* 3000 2100 1500* ФА16 5400* 3600 2700 3600* 2400 1800 Примечание. Высота ступеней отмеченных звездочкой h = 450 мм, в остальных случаях высота ступеней равна h = 300 мм После подбора типовых элементов фундамента и его конструирования определяют вес самого фундамента и вес грунта на его уступах. Далее рекомендуется привести нагрузки к центру тяжести подошвы фундамента Вертикальная нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента, определяется выражением N II N II GF Gg , где NII – нагрузка на фундамент, в кН, (см. п.1.2). 19 (2.2) Значения веса фундамента GF и веса грунта G g , расположенного на уступах фундамента рассчитываются по формулам GF conVF , Gg 'Vg . (2.3) Объемы фундамента VF и грунта Vg на его уступах устанавливаются в соответствии с выполненным чертежом конструкции фундамента. Удельный вес бетона в железобетонных блоках принимается равным γ жбcon 25,0 кН/м 2.4. Проверка давления под подошвой фундамента Размеры подошвы фундамента должны удовлетворять условию p N II M II 1,2 R A W (2.4) где p – давление на грунт, действующее по подошве фундамента, кПа; ΣNII – вертикальная нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента, кН (см. формулу 2.2); MII – момент внешних сил, действующий на фундамент, кНм, (см. п.1.2); А – площадь подошвы фундамента, м2; W – момент сопротивления подошвы фундамента (определяется по формуле W lb 2 , где l – длина подошвы фундамента, м; b – ширина подошвы 6 фундамента, м) R – расчетное сопротивление просадочного грунта в водонасыщенном состоянии определяемое по формуле 2.5, кПа. 2.5. Определение расчетного сопротивления грунта Расчетное сопротивление грунта основания с использованием значений прочностных характеристик (φ0IIsat и cIIsat) в водонасыщенном состоянии определяется по формуле R c1 c 2 [ M k z b II M q d1 'II M c cII ] / kн , (2.5) где γс1 и γс2 – коэффициенты условий работы основания и условий работы 20 здания, принимаемые равными 1,0; kн – коэффициент надежности, принимаемый при выполнении курсового проекта равным 1; М., Мq., Мс – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта φ0IIsat в водонасыщенном состоянии, залегающего под подошвой фундамента, и принимаемые по таблице 2.3; kz – коэффициент принять равным 1; γII – значение удельного веса грунта в водонасыщенном состоянии, залегающего ниже подошвы фундамента (табл. 1.1), кН/м3; 'II – удельный веса грунта, залегающий выше подошвы фундамента, в курсовом проекте можно принять 'II = 20 кН/м3; d1 – глубина заложения подошвы фундамента, принимаемая от пола до подошвы фундамента, м; сIIsat –значение удельного сцепления грунта в водонасыщенном состоянии, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа. Таблица 2.3 Коэффициенты Мγ., Мq., Мс Угол внутреннего трения, IIsat, град. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Коэффициенты М Mq Мc 0 0,01 0,03 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,21 0,23 0,26 1,00 1,06 1,12 1,18 1,25 1,32 1,39 1,47 1,55 1,64 1,73 1,83 1,94 2,05 3,14 3,23 3,32 3,41 3,51 3,61 3,71 3,82 3,93 4,05 4,17 4,29 4,42 4,55 Угол внутреннего трения, IIsat, град. 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 21 Коэффициенты М Mq Мc 0,69 0,72 0,78 0,84 0,91 0,98 1,06 1,15 1,24 1,34 1,44 1,55 1,68 1,81 3,65 3,87 4,11 4,37 4,64 4,93 5,25 5,59 5,95 6,34 6,76 7,22 7,71 8,24 6,24 6,45 6,67 6,90 7,14 7,40 7,67 7,95 8,24 8,55 8,88 9,22 9,58 9,97 14 15 16 17 18 19 20 21 22 0,29 0,32 0,36 0,39 0,43 0,47 0,51 0,56 0,61 2,17 2,30 2,43 2,57 2,73 2,89 3,06 3,24 3,44 4,69 4,84 4,99 5,15 5,31 5,48 5,66 5,84 6,04 37 38 39 40 41 42 43 44 45 1,95 2,11 2,28 2,46 2,66 2,88 3,12 3,38 3,66 8,81 9,44 10,11 10,85 11,64 12,51 13,46 14,50 15,64 10,37 10,80 11,25 11,73 12,24 12,79 13,37 13,98 14,64 2.6. Расчет оснований фундаментов по деформациям на просадочных грунтах Расчет оснований по деформациям сводится к определению суммарной величины вертикальных деформаций фундаментов, складывающихся из осадки S от внешней нагрузки, определяемой как для обычных непросадочных грунтов и из осадки фундамента Ssl, вызванной просадкой грунта, где его замачивание осуществляется на всю глубину просадочной толщи S S S sl Su' . (2.6) Осадку основания фундамента S определяют методом послойного суммирования по среднему дополнительному давлению на грунт от вертикальных нагрузок. Порядок расчёта приводится в [3]. Просадка грунтов основания при увеличении их влажности вследствие замачивания определяется по формуле: n S sl k sl sl hi , i 1 i (2.7) где sl – относительная просадочность слоя грунта, определяемая по графику i (рис. 1.4) для i - ого слоя грунта в зависимости от напряжения, равного сумме бытового напряжения от грунта и напряжения от фундамента здания в середине рассматриваемого слоя (см. формулу 2.9); hi – толщина i- ого слоя грунта, м; k sl – коэффициент условия работы основания, принимаемый для прямоугольных фундаментов шириной b до 5 м включительно 22 ksl 0,5 1,5 p psl , p0 (2.8) p – среднее давление под подошвой фундамента, кПа; psl – начальное просадочное давление, определяемое по графику, представленному на рис. 1.4 и равное 50 кПа; p0 – давление, равное 100 кПа. При определении просадки просадочная толща разбивается на отдельные слои толщиной не более 2-х метров. DL d1 b p hi zg,0 FL zp,0= p0 zgi zpi ñëî é 1( ï ðî ñàäî ÷í û é ãðóí ò ) ñëî é 2( í åï ðî ñàäî ÷í û é ãðóí ò ) Рис. 2.2 Схема по определению просадки Для середины каждого расчетного слоя находится давление σi , которое определяется как сумма дополнительного давления от нагрузки от фундамента и собственного веса грунта i zg i zp , i i (2.9) где σi – среднее давление в i-том слое грунта под подошвой фундамента, кПа; zg – среднее давление в i-том слое грунта под подошвой фундамента от i бытового давления , кПа; zp – среднее давление в i-том слое грунта под подошвой фундамента от i дополнительного давления, кПа. 23 αi – коэффициент рассеивания напряжений [1,3]. Предельно допустимая величина деформации основания Su' на просадочных грунтах определяется по формуле Su' Su msl , (2.10) где Su – предельно допустимая величина деформации основания для проектируемого фундамента принимаемая 8 см; msl – коэффициент условий работы, принимаемый равным: msl = 1 если Ssl < 2Su msl = 1,2 если Ssl > 2Su В случае если суммарная осадка будет больше предельной, равной 8 см, то следует или увеличивать размеры подошвы фундамента и добиваться этого условия, или предусмотреть методы по устройству искусственных оснований - уплотнение, либо закрепление или замена просадочного грунта непросадочным, или другие мероприятия описанные в литературе. В курсовом проекте описать один из оптимальных методов из литературных источников. 24 8. Типы свай и свайных фундаментов Сваи представляют собой важный элемент свайных фундаментов, используемых в строительстве для передачи нагрузки от надземных конструкций на более глубокие и прочные слои грунта. Существует несколько типов свай, каждый из которых имеет свои особенности и области применения, что позволяет выбирать оптимальное решение в зависимости от условий конкретного строительного проекта. Первый тип свай — забивные сваи. Они погружаются в грунт с использованием ударных механизмов, таких как дизельные, гидравлические или паровоздушные эффективностью и молоты. Этот возможностью метод характеризуется достижения значительных высокой глубин погружения, что делает забивные сваи предпочтительными для тяжелых конструкций, требующих надежной опоры. Ударное воздействие на сваю обеспечивает её плотное вхождение в грунт, что способствует увеличению несущей способности. Второй тип — вдавливаемые сваи. Эти сваи погружаются в грунт с помощью гидравлических устройств, которые создают статическое давление. Данный метод особенно эффективен в мягких и среднеплотных грунтах, где использование ударных методов может привести к разрушению структуры грунта или снижению его прочностных характеристик. Вдавливаемые сваи обеспечивают более контролируемый процесс погружения, что минимизирует вибрации и возможные повреждения окружающих конструкций. Третий тип — вибропогружные сваи. Этот вид свай погружается в почву с помощью вибропогружателя, который создает вибрации, способствующие облегчению процесса вдавливания. На сваи одновременно воздействует статическая нагрузка, что позволяет эффективно преодолевать сопротивление грунта. Вибропогружные сваи находят применение в условиях, когда необходимо минимизировать воздействие на окружающую среду и снизить уровень шума. 25 Четвертый тип — винтовые сваи. Эти сваи вкручиваются в почву с помощью специального оборудования, что делает их особенно эффективными для легких конструкций и временных сооружений. Винтовые сваи обладают высокой устойчивостью к коррозии и могут быть использованы на участках с нестабильными грунтовыми условиями, так как их установка не требует значительных земляных работ и может выполняться в ограниченных пространствах. Пятый тип — набивные сваи, которые создаются непосредственно на строительном объекте. К ним относятся грунтоцементные и буроинъекционные сваи. Этот метод позволяет формировать сваи в соответствии с конкретными условиями площадки и требованиями проекта, что обеспечивает высокую степень адаптации к местным геологическим условиям. Свайные фундаменты также классифицируются по различным типам, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения. Одним из распространенных типов является свайно-винтовой фундамент. Он подходит для участков с сильным перепадом высот и подвижного грунта, а также может использоваться для строительства даже на водных поверхностях. Такой фундамент обеспечивает надежную поддержку для различных конструкций и способен адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Другим типом является забивной фундамент, который отличается высокой несущей способностью и устойчивостью к коррозии. Он используется в основном для тяжёлых построек, таких как многоэтажные здания или промышленные сооружения, где требуется надежная опора для значительных нагрузок. Забивные сваи обеспечивают долговечность и стабильность фундамента, что критически важно для обеспечения безопасности и эксплуатационной надежности зданий. Таким образом, выбор типа сваи и свайного фундамента зависит от множества факторов, включая характеристики грунта, проектируемую 26 нагрузку, условия эксплуатации и экономические соображения. Каждое решение должно основываться на тщательном анализе и оценке всех этих аспектов с целью достижения оптимального результата в строительстве. 27 9. Аналитический метод определения несущей способности свай Несущая способность грунта основания свай трения, зависящая от сопротивления грунта под их нижним концом давлению и развивающегося по их боковой поверхности сопротивления грунта сдвигу, определяется по I группе предельных состояний различными методами. Широко известны следующие четыре метода: 1) практический с использованием таблиц СНиПа; 2) динамический; 3) статического зондирования; 4) испытания свай статической нагрузкой. Из них только последний метод позволяет получать непосредственно опытным путем значение несущей способности сваи. Остальные методы, являясь косвенными, дают относительно приближенные значения несущей способности, которые рекомендуется сравнивать с результатами контрольных испытаний свай статической нагрузкой. Практический метод. Несущая способность свай трения определяется как сумма двух слагаемых – сопротивления грунта под их нижним концом давлению и сопротивления грунта сдвигу по их боковой поверхности: , где γс – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1; γсR и γсƒ – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, зависящие от способа ее погружения ; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл.; А – площадь опирания сваи на грунт; u – периметр поперечного сечения сваи; ƒi – расчетное сопротивление сдвигу боковой поверхности сваи по i-му слою грунта, определяемое по табл.; hi – толщина iro слоя грунта в пределах длины сваи. Глубины погружения сваи и залегания отдельных слоев z для определения значений R и ƒi принимают от природного 28 рельефа при срезке, подсыпке или намыве слоя толщиной не более 3 м или от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки. При промежуточных значениях z для определения R и ƒi по табл. применяют интерполяцию. Толщину слоев при членении толщи грунтов для определения ƒi принимают не более 2 м. 29 10. Полевой метод определения несущей способности сваи при испытании пробной нагрузкой Полевой метод определения несущей способности сваи, осуществляемый посредством испытания пробной нагрузкой, представляет собой важный и широко используемый инструмент в геотехнических исследованиях, позволяющий получить надежные данные о прочностных характеристиках свайных фундаментов. Данный метод включает несколько ключевых этапов, каждый из которых играет важную роль в обеспечении точности и достоверности получаемых результатов. Первым этапом является утверждение программы испытаний. В этом документе детально описываются все параметры предстоящих испытаний, включая величину прикладываемой нагрузки и её ступеней. Правильное определение этих параметров является критически важным, так как они напрямую влияют на результаты испытаний и позволяют обеспечить адекватное моделирование условий, в которых будет функционировать свая в процессе эксплуатации. Программа должна учитывать как характеристики самой сваи, так и геологические условия, в которых она будет установлена. На втором этапе осуществляется нагружение сваи. Этот процесс выполняется с использованием специализированного оборудования, такого как грузовая платформа и тарированные грузы или система балок и анкерных свай. Последние воспринимают выдергивающее усилие, что позволяет равномерно распределить нагрузку на сваю. Грузовая платформа или балки служат упором для гидравлического домкрата, который последовательно передает нагрузку на сваю, что позволяет контролировать процесс нагружения и фиксировать изменения в ее состоянии. Данная процедура требует высокой точности и аккуратности, так как любое отклонение от заданных параметров может привести к искажению результатов. 30 Третий этап заключается в проведении замеров, которые являются одним из наиболее критичных моментов в процессе испытаний. На каждой ступени нагружения фиксируются значения осадки сваи, а также величина нагрузки, соответствующая данной ступени, и время действия нагрузки. Для измерения осадки используются индикаторы, установленные на реперной системе, что позволяет отслеживать деформации сваи до достижения условной стабилизации перемещений, то есть до момента затухания осадок. Давление в системе замеряется с помощью манометра, что обеспечивает точность данных о нагрузке, применяемой к сваям. Эти замеры позволяют не только оценить текущее состояние сваи, но и провести анализ её поведения под воздействием различных нагрузок. По завершении всех испытаний несущая способность сваи определяется на основе полученных данных с учетом коэффициентов условий работы и безопасности. Также учитывается нормативное значение предельного сопротивления по грунту на вдавливание сваи. Это позволяет получить обоснованные выводы о пригодности данной сваи для использования в конкретных условиях эксплуатации. Таким образом, полевой метод определения несущей способности сваи при испытании пробной нагрузкой представляет собой комплексный и многоэтапный процесс, требующий тщательной подготовки и выполнения всех операций с высокой степенью ответственности. Результаты таких испытаний служат основой для принятия обоснованных решений в области проектирования и строительства фундаментов, что в свою очередь способствует повышению надежности и долговечности строительных объектов. 31 11. Полевые определения несущей способности свай динамическим испытанием Динамические испытания свай представляют собой эффективный метод определения несущей способности свай в грунте, который основан на анализе параметров колебаний, возникающих в результате удара молота определённой массы по сваям. Этот метод позволяет получить важные данные о механических свойствах свай и грунтовых условий, что является критически важным для успешного проектирования и строительства различных конструкций. Алгоритм проведения динамических испытаний включает несколько последовательных этапов. В первую очередь осуществляется забивка контрольных свай, которая производится в отдельном месте, не связанном с установкой окончательной опоры. Это позволяет избежать влияния факторов, связанных с проектируемой конструкцией, на результаты испытаний. В процессе забивки фиксируется количество ударов, необходимых для погружения сваи на каждый метр. При этом особое внимание уделяется последнему метровому участку погружения, где фиксируется количество ударов на каждые 10 сантиметров. Такой подход позволяет более детально оценить динамическое поведение сваи в критической зоне её установки. Важным аспектом динамических испытаний является определение времени «отдыха» для контрольных свай. Этот параметр устанавливается заранее и зависит от специфики грунтовых условий, что позволяет обеспечить более точные и репрезентативные результаты. После завершения забивки контрольных свай проводится этап добивки, который показывает количество ударов, необходимых для достижения предельного значения погружения. На этом этапе также фиксируются изменения параметров, происходящие после периода «отдыха», а также величина отказов, что даёт возможность оценить состояние сваи и её взаимодействие с грунтом. 32 Одним из основных достоинств динамических испытаний является их низкая стоимость и быстрота проведения всех необходимых тестов. Это делает их особенно привлекательными для проектов, где ограничены временные и финансовые ресурсы. Однако следует отметить, что точность полученных данных при динамических испытаниях может быть ниже по сравнению с результатами статических нагрузок. Это связано с тем, что динамические испытания зависят от множества факторов, включая характеристики используемого оборудования и условия окружающей среды. Для забивки свай применяют специализированное оборудование, которое будет использоваться в ходе дальнейшего строительства. Это позволяет не только получить данные о несущей способности свай, но и оценить эффективность и надежность оборудования в условиях реального строительства. Таким образом, динамические испытания свай являются важным инструментом в арсенале современных методов геотехнических исследований, обеспечивая необходимую информацию для принятия обоснованных решений в области проектирования фундаментов. 33 и строительства 12. Понятие о ложном и истинном отказе свай Ложный отказ сваи представляет собой явление, возникающее в процессе забивки свай, когда сваи демонстрируют признаки деформации или повреждения, но на самом деле способны выполнять свои функции после завершения процесса забивки. Этот тип отказа может быть вызван различными факторами, включая неравномерное распределение нагрузки, динамические воздействия от молота, а также особенности грунтовых условий. Ложный отказ может привести к ошибочным выводам о состоянии свай и необходимости их замены или ремонта, что в свою очередь может вызвать дополнительные затраты и задержки в строительных работах. Таким образом, правильная интерпретация результатов забивки и понимание причин возникновения ложного отказа являются важными аспектами для проектировщиков и строителей. Истинный отказ сваи, напротив, проявляется после определенного периода отдыха, который обычно составляет от трех до шести недель после снятия статической нагрузки. Этот вид отказа является более критичным, так как он указывает на наличие структурных проблем, которые могут быть связаны с усталостными процессами в материале сваи или с изменениями в свойствах грунта под воздействием нагрузки. Истинный отказ может проявляться в виде трещин, деформаций или даже разрушений свай, что делает его важным показателем долговечности и надежности фундаментов. Важно отметить, что истинный отказ может быть трудно предсказуемым, поскольку он часто возникает спустя значительное время после завершения первоначальных строительных работ. Таким образом, различие между ложным и истинным отказом сваи имеет большое значение для оценки состояния фундаментов и принятия решений о дальнейших действиях. Ложные отказы могут быть временными и не требовать вмешательства, в то время как истинные отказы требуют тщательной диагностики и возможного ремонта или замены свай. 34 Эффективное управление этими процессами требует глубокого понимания механики взаимодействия свай с грунтом, а также применения современных методов мониторинга и диагностики состояния фундаментов. В конечном итоге, понимание этих двух типов отказов способствует повышению надежности и долговечности свайных фундаментов, что является критически важным для обеспечения безопасности и устойчивости строений. 35 13. Полевые определения несущей способности свай статическим зондированием Статическое зондирование – один из методов полевого определения несущей способности свай. Это процесс вдавливания зонда в грунт с постоянной скоростью и одновременным измерением показателей сопротивления грунта. Преимущества метода: – возможность исследования большого объёма массива пород; – меньшее повреждение естественного сложения грунтов при испытании; – определение свойств грунтов в условиях естественного напряжённого состояния. Основные измеряемые параметры согласно ГОСТ 19912-2001: – удельное сопротивление грунта под наконечником зонда; – общее сопротивление грунта на боковой поверхности (для зонда типа I); – удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда (для зонда типа II). Несущую способность сваи, работающей на сжимающую нагрузку, по результатам статического зондирования определяют по специальной формуле: Fd = Fu / n × g, где Fu – частное значение предельного сопротивления сваи в точке статического зондирования, кН; n – количество точек статического зондирования; g – коэффициент надёжности (безопасности) по грунту. Определение несущей способности свай – ответственный процесс, который требует экспертного подхода, а также наличия специального оборудования 36 14. Расчет свайного фундамента по несущей способности Расчетную температуру вечномерзлых грунтов Тzпод подошвой столбчатых фундаментов определяют по формуле Tz (T0' Tbf ) z (T0 T0' )k1 Tbf , (1) гдеТ0– температура вечномерзлого грунта на глубине нулевых годовых амплитуд (10-15м от дневной поверхности), определяемая при инженерных изысканиях, в курсовом проекте принять Т0= -4°С ; T’0 – среднегодовая температура на верхней поверхности мерзлого грунта в проветриваемом подполье, принять для условий г. Якутска T’0 = -2 °С; Тbf– температура начала замерзания грунта; k1– коэффициент теплового влияния фундамента, принять в курсовом проекте k1= 0,29; αz– коэффициент сезонного изменения температуры грунта основания, принимаемый в зависимости от значения параметра Для столбчатого фундамента предварительная площадь его подошвы определяется из условия A FI p R n ' d n , (1.1) где FI– расчетная нагрузка на обрезе фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах); γр – коэффициент условий работы оттаивающего грунта, равный 1,2; γn – коэффициент надежности по ответственности сооружения, равный 1,15; n – коэффициент перегрузки, равный 1,2; γ’– среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимаемое равным 20 кН/м3; d–глубина заложения подошвы фундаментов, м; R – расчетное давление под подошвой фундамента 37 Расчеты оснований и фундаментов для твердомерзлых грунтов, какими являются грунты в г. Якутске, выполняют по первой группе предельных состояний, учитывая, что деформации таких грунтов несущественны. Таблица 1.1 – Расчетные нагрузки, приведенные к обрезу фундамента мелкого заложения (таблица нагрузок дается только для студентов заочного отделения) при шаге колонн под стенами здания 3,0 м в плане Номера фундаментов (смотри на плане жилого дома) 0 (6) 1 2 (7) 3 4 (8) 5 (9) Расчетные нагрузкиFI, кН 2600 2700 2000 1900 1400 1800 Несущую способность вечномерзлых оснований для фундаментов всех типов определяют с учетом ее зависимости от значений возможных максимальных отрицательных температур в основании (см. формулу 1), определяющих прочность мерзлых грунтов, исходя из условия F Fu n , (2) где F– расчетная нагрузка, прикладываемая фундаментом к основанию с учетом веса фундамента и грунта на его уступах, кН (для заочного отделения принимаемая по таблице 1.1 в скобках данные удалить); Fu– несущая способность основания (сила предельного сопротивления основания), кН; γn– коэффициент надежности, равный 1,4. Несущая способность F u центрально нагруженного столбчатого фундамента для однородного грунта определяется по формуле Fu t c ( RA Raf Aaf ) , (3) где γt– коэффициент, учитывающий изменение температуры грунтов основания в период строительства и эксплуатации здания, принимаемый равным 0,8; γc– коэффициент условий работы основания, принимаемый для столбчатых фундаментов на естественном основании равным 1,0; R– расчетное сопротивление мерзлого грунта под подошвой столбчатого фундамента, кПа, при температуре Тz, °С; A–площадь подошвы столбчатого фундамента, предварительно 38 установленная по формуле (1.1), м2; Aaf– площадь поверхности смерзания i-ого слоя грунта с боковой поверхностью столбчатого фундамента – площадь поверхности смерзания грунта с нижней ступенью фундамента, м2; Raf– расчетное сопротивление мерзлого грунта по боковой поверхности смерзания фундамента, кПа, определяемое по таблице 3.2 в зависимости от температуры грунтаТz в уровне середины нижней ступени (d – hст / 2); вычисляется по формуле 1 с заменой параметра αz на αm. Таблица 3.2 – Расчетные сопротивления мерзлых грунтов сдвигу Raf,i по поверхности смерзания Тип грунта Песчаные Глинистые Расчетные сопротивления Raf,i, кПа, при температуре грунта °С -0,3 -0,5 -1 -1,5 -2,0 -2,5 50 80 130 150 180 200 40 60 100 130 150 180 39 15. Расчет осадки свайного фундамента При расчете осадок свайный фундамент принимают условно как массивный с подошвой, расположенной на уровне концов свай (рис. 3.6). Перед определением осадки проверяется прочность основания фундамента в уровне острия сваи. Положение граней ad и cb условного массивного фундамента определяется средневзвешенным значением угла внутреннего трения. Величина угла IIср принимается равной II,i hi h , i 1 n IIср uде φII,I, hi – расчетный угол внутреннего трения i -го слоя грунта и толщина этого слоя; h – глубина погружения сваи в грунт. Проверка давления в основании свайного фундамента производится по формуле N II' M II p 1,2 R F W , где N'II – вертикальная нагрузка в плоскости подошвы условного фундамента с учетом веса свай (без веса грунта массива, заключенного между сваями); F, W – площадь и момент сопротивления условного фундамента в уровне нижних концов свай; MII – момент внешних сил относительно центра тяжести подошвы условно массивного фундамента; R – расчетное сопротивление основания свайного фундамента в уровне острия свай, определяемое по таблице 1 40 N II M II l a b ср 4 d ðmin N' II M II ñ ðmax ltg ср 4 Рис.3.6. Схема определения границ условного массива свайного фундамента Расчет осадки фундаментов производится как для условно-массивного фундамента. После всех расчетов производится окончательное конструирование свайного фундамента. Таблица 1 Расчётное сопротивление под нижним концом сваи 41 Глубина погружения нижнего конца сваи, м Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай, R, кПа глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном 0 3 7500 4 8300 5 88050 7 9700 10 10500 15 11700 20 12600 0,1 6600 4000 6800 5100 7000 6200 7300 6900 7700 7300 8200 7500 8500 0,2 3000 3800 4000 4300 5000 5600 6200 0,3 0,4 0,5 0,6 3100 2000 3200 2500 3400 2800 3700 3300 4000 3500 4400 4000 4800 4500 2000 1200 2100 1600 2200 2000 2400 2200 2600 2400 1100 600 1250 700 1300 800 1400 850 1500 900 2900 1650 1000 3200 1800 1100 Примечания: 1. В числителе дроби даны значения R для песчаных грунтов, в знаменателе – для глинистых. 2. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL глинистых грунтов значения R и fi в табл. 3.2 и 3.3 определяют интерполяцией. 3. Для супесей при числе пластичности Ip 4 и коэффициенте пористости е < 0,8 расчетные сопротивления R и fi следует определять как для пылеватых песков средней плотности. 42 16. Расчет свайного фундамента как условно массивного При расчете осадок свайный фундамент принимают условно как массивный с подошвой, расположенной на уровне концов свай (рис. 3.6). Перед определением осадки проверяется прочность основания фундамента в уровне острия сваи. Положение граней ad и cb условного массивного фундамента определяется средневзвешенным значением угла внутреннего трения. Величина угла IIср принимается равной II,i hi h , i 1 n IIср uде φII,I, hi – расчетный угол внутреннего трения i -го слоя грунта и толщина этого слоя; h – глубина погружения сваи в грунт. Проверка давления в основании свайного фундамента производится по формуле N II' M II p 1,2 R F W , где N'II – вертикальная нагрузка в плоскости подошвы условного фундамента с учетом веса свай (без веса грунта массива, заключенного между сваями); F, W – площадь и момент сопротивления условного фундамента в уровне нижних концов свай; MII – момент внешних сил относительно центра тяжести подошвы условно массивного фундамента; R – расчетное сопротивление основания свайного фундамента в уровне острия свай, определяемое по таблице 1 43 N II M II l a b ср 4 d ðmin N' II M II ñ ðmax ltg ср 4 Рис.3.6. Схема определения границ условного массива свайного фундамента Расчет осадки фундаментов производится как для условно-массивного фундамента. После всех расчетов производится окончательное конструирование свайного фундамента. Таблица 1 Расчётное сопротивление под нижним концом сваи 44 Глубина погружения нижнего конца сваи, м Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай, R, кПа глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном 0 3 7500 4 8300 5 88050 7 9700 10 10500 15 11700 20 12600 0,1 6600 4000 6800 5100 7000 6200 7300 6900 7700 7300 8200 7500 8500 0,2 3000 3800 4000 4300 5000 5600 6200 0,3 0,4 0,5 0,6 3100 2000 3200 2500 3400 2800 3700 3300 4000 3500 4400 4000 4800 4500 2000 1200 2100 1600 2200 2000 2400 2200 2600 2400 1100 600 1250 700 1300 800 1400 850 1500 900 2900 1650 1000 3200 1800 1100 Примечания: 1. В числителе дроби даны значения R для песчаных грунтов, в знаменателе – для глинистых. 2. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL глинистых грунтов значения R и fi в табл. 3.2 и 3.3 определяют интерполяцией. 3. Для супесей при числе пластичности Ip 4 и коэффициенте пористости е < 0,8 расчетные сопротивления R и fi следует определять как для пылеватых песков средней плотности. 45 17. Типы молотов и подбор молота для погружения свай Типы молотов, применяемых для погружения свай, играют ключевую роль в обеспечении эффективности и надежности процесса забивки. В данной области выделяются несколько основных категорий молотов, каждая из которых обладает уникальными характеристиками и предназначением. Механические молоты, также известные как подвесные, представляют собой наиболее простой и распространенный вид свайных погружателей. Они используются для забивки свай и шпунта длиной от 3 до 5 метров, хотя в условиях слабых грунтов возможно увеличение этой длины до 10 метров. Эти молоты функционируют на основе механического воздействия, что делает их доступными и простыми в использовании. Следующей категорией являются паровоздушные молоты, которые приводятся в действие силой пара или сжатого воздуха. В данном случае энергия пара или воздуха воздействует непосредственно на ударную часть молота, что позволяет эффективно выполнять забивку свай в различных грунтовых условиях. Данный тип молотов особенно полезен в ситуациях, когда требуется высокая скорость забивки и минимальные затраты на эксплуатацию. Дизельные молоты представляют собой более сложное устройство, в котором используется энергия, получаемая при воспламенении топлива. Эти молоты делятся на два основных типа в зависимости от конструкции направляющих для ударной части: штанговые и трубчатые. Штанговые дизельные молоты характеризуются высокой мощностью и эффективностью, что позволяет им справляться с более плотными грунтами. Трубчатые молоты, в свою очередь, могут быть более универсальными и удобными для работы в ограниченных пространствах. Гидравлические молоты представляют собой наиболее современный тип оборудования, в которых движение ударной части осуществляется при помощи рабочей жидкости, подаваемой насосами базовой машины. Данная 46 система обеспечивает высокую точность и контроль над процессом забивки, а также позволяет регулировать силу удара в зависимости от характеристик грунта и сваи. При выборе конкретного типа молота необходимо учитывать особенности грунта и характеристики свайных элементов. Например, масса ударной части дизельного молота должна подбираться с учетом массы погружаемой сваи и типа применяемого молота. В частности, для штангового дизельного молота масса ударной части должна составлять не менее 100–125% от массы сваи, тогда как для трубчатого молота этот показатель составляет 40– 70% от массы сваи, предназначенной для погружения в грунт средней плотности. Таким образом, правильный выбор молота является важным этапом в процессе проектирования и выполнения работ по устройству свайных фундаментов, что напрямую влияет на их долговечность и устойчивость. 47 18. Методы устройства буронабивных свай Существует несколько методов устройства свай, которые применяются в зависимости от характеристик грунта и условий проведения работ. Одним из таких методов является сухой способ, который рекомендуется использовать для свай, не требующих предварительного укрепления стенок скважин. Этот метод эффективен в условиях, когда грунты не подвержены оползням при бурении и не обваливаются после заливания бетона. В случаях, когда необходимо защитить скважины от обваливания, применяется метод укрепления стенок с использованием повышенного водяного давления или раствора глины. Данный подход особенно актуален при работе с водонасыщенными неустойчивыми грунтами, такими как глинистые породы мягкопластичной и текучепластичной консистенции. Для строительства на водонасыщенных разнородных глинистых грунтах текучей консистенции с прослойками песков и супесей используется метод с трубчатыми оболочками, известный как трубобетонный. Этот метод обеспечивает необходимую стабильность стенок скважин и предотвращает их обрушение. Еще одним распространенным методом является бурение непрерывным полым шнеком с одновременной закачкой раствора (CFA или НПШ). В этом случае при бурении происходит наращивание полого шнека, который извлекается после достижения необходимой глубины. Заполнение скважины бетонной смесью выполняется одновременно с извлечением шнека, после чего в бетонную смесь погружается пространственный арматурный каркас, что обеспечивает необходимую прочность конструкции. Кроме того, использование обсадной трубы также представляет собой эффективный метод защиты внутреннего пространства скважины. Обсадная труба предотвращает обрушение стенок скважины, защищает их от повреждений арматурным каркасом и от размыва. Она погружается и вынимается из скважины по отдельным секциям, что обеспечивает удобство и 48 безопасность проведения работ. Выбор конкретного метода зависит от геологических условий и требований проекта, что позволяет оптимизировать процесс устройства свай и повысить надежность конструкций. 49 19. Типы шпунтовых ограждений котлованов Шпунтовые ограждения представляют собой тонкие подпорные стенки, устойчивость которых обеспечивается глубокой заделкой в грунт. Благодаря качественно выполненным замковым соединениям у шпунтовых профилей, а также эффекту заиливания замков шпунтовые ограждения при устройстве становятся практически водонепроницаемыми. В сложных гидрогеологических условиях или при устройстве ограждений в водоемах замки шпунтовых профилей обрабатываются специальными герметиками, обеспечивающими водонепроницаемость ограждений. В сравнительно неглубоких котлованах (до 4 м) устойчивость шпунтового ряда обеспечивается за счет защемления ниже дна котлована. В глубоких котлованах шпунтовую стенку необходимо раскрепить с помощью анкеров, распорок или другими способами. Шпунтовые ограждения устраиваются из деревянных, металлических, железобетонных и пластиковых элементов как плоской, так и сложной формы из различных профилей, которые погружаются в грунт забивкой, вибропогружением, статическим вдавливанием и т.д. Деревянный шпунт применяется для крепления малых котлованов или траншей глубиной и шириной в плане до 2…3 м. Забитые деревянные шпунтовые ограждения достаточно сложно извлечь обратно из грунта без значительных повреждений, т.е. повторное использование деревянных шпунтин практически исключено. Металлический шпунт из стальных шпунтовых профилей можно многократно забивать и извлекать из грунта. Он удобен для транспортировки и более рентабелен, чем деревянный шпунт. Важным достоинством стального шпунта является не только способность воспринимать боковое давление грунта, но и являться водонепроницаемой конструкцией, препятствующей фильтрации воды через сечение ограждения. 50 Отечественная промышленность выпускает стальной шпунт четырех различных профилей: плоский, корытный (типа «Ларсен») и полукруглый. Из них могут составляться самые различные профили ограждающих конструкций котлована. Тип шпунта выбирают в основном в зависимости от глубины ограждаемого котлована: чем глубже он, тем больше должен быть момент сопротивления сечения шпунта. Плоские шпунтовые элементы, как правило, используют для котлованов глубиной до 4 м. Для больших глубин в инженерной практике наибольшее распространение получили стальные профили U-, Z-, H-образного поперечного сечения. В некоторых случаях используются шпунтовые сваи сложной формы, шпунт, в виде половинки и целой трубы. Стальные профили снабжены замковыми захватами по краям, что позволяет фиксировать один элемент относительно другого в вертикальном положении. Основными марками шпунта, представленными на рынке, являются «Ларсен», «Арселор» (производитель Люксембург) и др. В отечественной практике при глубине котлованов до 4 м применение шпунта корытного профиля, заглубленного ниже дна котлована, может обеспечить устойчивость стены без ее дополнительного раскрепления (консольная стенка). Ограничением для использования шпунтового ограждения является сложность или невозможность его погружения в гравелистые, скальные, полускальные грунты или плотные и прочные глинистые грунты с включениями гравия, гальки, валунов. Использование шпунта полукруглого профиля с замками позволяет создавать большой набор конструкций с необходимым моментом сопротивления. Дуговой профиль позволяет получить наибольший момент сопротивления погонного метра шпунтового ряда на единицу массы по сравнению с корыто-образным и зетовым профилями. 51 Благодаря применению пазово-гребневых замков можно создавать конструкции, закругленные по требуемому радиусу, а также замкнутые контуры. За счет применения сварных работ шпунтовые сваи можно изготавливать практически любого сечения, в том числе и переменного по длине. Это позволяет также уменьшать металлоемкость конструкции до 50% с сохранением требуемого момента сопротивления. Конструкции из железобетонных шпунтин применяют чаще в сооружениях по укреплению берегов водоемов и при строительстве мостов. В плане железо-бетонные шпунтовые сваи имеют прямоугольную форму с трапециевидными пазом и гребнем. Длина таких свай обычно не превышает 15 м. При большей длине во время их транспортирования и монтажа могут образоваться трещины. 52 20. Расчет свободно стоящего шпунта Котлован глубиной Hк расположен на местности, не покрытой водой. Высота грунтовой воды над уровнем дна котлована hw . Выше дна котлована залегают несвязные грунты, ниже дна – связные, являющиеся водоупором. На поверхности действует распределенная нагрузка q. Схема котлована и грунтовая колонка показаны на рис. 1. а) б) Рис. 1 Схема котлована (а) и грунтовая колонка (б) Требуется: определить сечение шпунта и глубину его забивки ниже дна котлована. Методические указания Для расчета шпунтового ограждения необходимо определить давление грунта с наружной и внутренней сторон ограждения. Давление грунта, обусловленное его внутренним трением: Активное давление ; Пассивное давление . Вертикальное на давление данном уровне рв определяется суммированием давлений от собственного веса вышележащих слоев грунта и давления воды 53 . Коэффициенты активного и пассивного давлений грунта вычисляются по формулам ; . Для связных грунтов активное давление снижается на величину , а пассивное сопротивление грунта повышается на величину . В однородном связном грунте при Рас>Раφ ограждение в пределах ho не испытывает давление грунта. Величина h0=( Рас – Раφ)/(γI λа). Наибольшее значение давления воды вычисляется как , где – удельный вес воды, 9,81 кН/м3; hw – разность уровней воды вне и внутри ограждения. При наличии в основании связного водонепроницаемого грунта расчет шпунта выполняют по двум расчетным схемам: I схема – ниже кровли связного грунта с наружной стороны ограждения учитывается активное давление грунта и не учитывается давление воды. Давление воды на кровле водоупора принимают равным ( – высота воды над водоупором); II схема – ниже кровли водоупора с наружной стороны ограждения учитывается давление воды в пределах глубины образования зазора hп = (0,5…0,6) h, активное давление грунта водоупора не учитывается. После определения давлений строят их эпюры. 54 Минимальную глубину h забивки шпунта (считая от дна котлована) по условию обеспечения устойчивости стенки против опрокидывания определяют исходя из равенства , где Ма – момент всех активных (опрокидывающих) сил; Мп – момент пассивных (удерживающих) сил; m0 – коэффициент условий работы, m0 = 0,8. Из двух значений h, установленных по обеим схемам, принимают наибольшее. Полную глубину погружения шпунта принимают на 20 % больше минимальной h'=1,2h. Расчет шпунта на прочность производят на максимальный изгибающий момент в стенке Mmax в сечении с Qz=0. Профиль стального шпунта, обеспечивающий прочность ограждения, подбирают по моменту сопротивления 1м стенки в плане. , где Ry – расчетное сопротивление стали, Ry=205 мПа 55 21. Глубинное водопонижение Одна из вспомогательных технологий, которая может потребоваться при устройстве строительного котлована и подготовке к монтажу фундамента – глубинное водопонижение. Глубинное водопонижение – это комплекс мер для осушения котлована, защиты участка работ от размыва грунтовыми водами. В зависимости от состава грунта и уровня залегания вод для их отведения используется либо поверхностный водоотлив, либо глубинный. Вторая технология подразумевает откачку вод таким образом, чтобы их уровень опустился ниже дна котлована минимум на полметра. Этот вариант чаще всего используется на глинистых и пылеватых/мелкозернистых грунтах. После работ грунт не размывается восходящими потоками (как это часто случается при использовании открытого водоотлива). Существует несколько способов откачки. Самый распространенный – глубинное водопонижение скважинами. Скважины для этой цели бурят по периметру котлована. Откачка может выполняться несколькими способами: – с применением иглофильтров; – с применением технологии вакуумирования (эжекторные иглофильтры); – погружными (глубинными насосами). Технологии глубинного водопонижения Иглофильтром называется полая стальная труба сечением 3,8-5 сантиметра, на нижнем конце которой расположен фильтр из двух труб. Внешняя, перфорированная, обмотана проволокой с шагом между витками около 10 см, а сверху натянута плотная синтетическая или латунная сетка. Во внутреннем патрубке несколько отверстий в стенках, он закрывается шаровым клапаном. Кроме иглофильтра в систему входят всасывающий коллектор, насосы, соединительные шланги. 56 Погружение иглофильтра сопровождается размывом струей воды под напором, которая подается через внутренний патрубок при открытом шаровом кране. Перед тем, как откачивать воду, вакуумным насосом в фильтре создают зону разряжения при закрытом шаровом клапане. Дальше, когда всасывающая сеть полностью заполнена водой, воду откачивают центробежными насосами. Глубина снижения уровня вод с применением этой технологии – 4-5 метров. Водопонижение с применением эжекторных иглофильтров используется, если у грунта низкая водопроницаемость и плохая водоотдача. Этот тип фильтра откачивает воду посредством эжекторного водоподъемника. Метод работает на понижение уровня на 25 метров. Еще глубже водопонижение осуществляется с помощью глубинных погружных насосов. Глубина скважины под насос может достигать 250 метров. Выбор технологии стабилизации грунта В списке компаний-подрядчиков на глубинное понижение можно встретить предложения услуг с применением различных технологий. Но следует отметить, что глубинное водопонижение подходит не для всех грунтов и условий работы. Например, на супесях и суглинках оно менее эффективно. Существуют и другие методы подготовки участка к строительству: – цементация откосов котлована; – уплотнение/замораживание грунта; – укрепление откосов металлошпунтом; – пневматическое водоотведение; – электроосмотическое водоотведение. Этот метод подходит для глинистых и заиленных грунтов при небольшой величине котлована (в пределах 40 метров). 57 22. Методы устройства котлованов ниже уровня грунтовых вод При проведении строительных работ, связанных с устройством котлованов, особенно в условиях, когда уровень грунтовых вод располагается выше проектной отметки дна котлована, возникает необходимость в применении специальных методов для обеспечения безопасного и эффективного выполнения работ. В данной статье рассматриваются основные методы, используемые для устройства котлованов ниже уровня грунтовых вод, включая открытый водоотлив, искусственное понижение уровня грунтовых вод и создание противофильтрационных завес и экранов. 1. Открытый водоотлив Открытый водоотлив представляет собой один из наиболее простых и распространенных методов управления грунтовыми водами в процессе устройства котлованов. В данном случае грунтовая вода, проникающая через откосы и дно котлована, собирается в водосборные канавы, которые расположены по периметру котлована. Из этих канав вода направляется в приямки или зумпфы, откуда она откачивается с помощью насосов. Данный метод наиболее эффективен при небольших притоках грунтовых вод и позволяет поддерживать уровень воды в котловане на безопасном уровне. Однако его применение ограничено в случаях, когда приток воды значителен или когда проектируемая глубина котлована велика. В таких ситуациях открытый водоотлив может оказаться неэффективным, так как объем откачиваемой воды может превышать возможности насосного оборудования. 2. Искусственное понижение (водопонижение) 58 уровня грунтовых вод Искусственное понижение уровня грунтовых вод, или водопонижение, представляет собой более сложный метод, который применяется в случаях, когда приток грунтовых вод значителен, а толщина водонасыщенного слоя, подлежащего разработке, велика. В этом случае перед началом работ уровень грунтовых вод искусственно понижается с использованием специализированных глубинных насосов. Эти насосы устанавливаются в шахтные колодцы или скважины, расположенные вблизи рабочего котлована. Процесс водопонижения позволяет создать условия для безопасного выполнения строительных работ, предотвращая затопление котлована и обеспечивая стабильность откосов. Однако данный метод требует тщательного проектирования и учета гидрогеологических условий, поскольку его применение может повлиять на уровень грунтовых вод в окружающих территориях. 3. Создание искусственных противофильтрационных завес и экранов Создание искусственных противофильтрационных завес и экранов является одним из наиболее эффективных методов защиты котлованов от поступления грунтовых вод. Этот метод включает использование различных технологий, таких как замораживание грунта, инъецирование растворовотвердителей и создание тиксотропных противофильтрационных экранов. Замораживание грунта позволяет создать ледяную завесу, которая препятствует движению воды и обеспечивает необходимую прочность откосов. Инъецирование растворов-отвердителей в грунт способствует созданию жесткой структуры, которая также препятствует фильтрации воды. Тиксотропные противофильтрационные экраны представляют собой специальные составы, которые изменяют свои свойства под воздействием механических нагрузок и могут эффективно блокировать движение грунтовых вод. 59 Кроме того, устройство шпунтовых ограждений также является распространенным методом защиты котлованов от поступления воды. Шпунты устанавливаются вдоль периметра котлована и образуют непрерывную преграду, которая предотвращает проникновение воды из окружающего грунта. 60 23. Искусственные основания: глубинное и поверхностное уплотнение грунтов Искусственные основания создаются в тех случаях, когда природный грунт имеет слабую несущую способность и не может быть использован в качестве надежного естественного основания для строительства. Такие условия часто встречаются в районах с глинистыми, торфяными или сыпучими грунтами, которые не обеспечивают необходимой прочности для поддержания строительных конструкций. В таких ситуациях важно применять методы, позволяющие улучшить свойства слабого грунта и обеспечить устойчивость и долговечность сооружений. Существует несколько эффективных способов искусственного улучшения свойств слабых грунтов, каждый из которых имеет свои особенности и преимущества. Поверхностное распространенных уплотнение методов, является который одним выполняется с из наиболее использованием различных машин и механизмов. Это процесс уплотнения верхнего слоя грунта на глубину 15–20 см. Для этого применяются катки, которые обеспечивают равномерное распределение нагрузки и уплотнение поверхности. Также могут использоваться пневматические трамбовки и трамбовочные плиты, которые позволяют достигать глубины уплотнения до 1,5–2 метров. Эти устройства создают высокое давление на поверхность грунта, что приводит к его уплотнению и увеличению несущей способности. Поверхностное уплотнение эффективно в случаях, когда необходимо подготовить основание под дорожные покрытия, фундаменты и другие конструкции, где требуется высокая прочность верхнего слоя. Этот метод позволяет значительно снизить осадки и повысить устойчивость к деформациям, что особенно важно при строительстве на слабых грунтах. Глубинное уплотнение – это более сложный и технологически продвинутый метод, который применяется для улучшения свойств грунта на 61 значительных глубинах. Он выполняется с использованием специальных технологий, таких как установка грунтовых или песчаных свай. Этот процесс включает пробивание скважин в слабом грунте и заполнение их песком или другим грунтовым материалом, который затем уплотняется. Глубинное уплотнение позволяет значительно увеличить несущую способность основания за счет создания жестких элементов внутри слабого грунта. Свайные элементы действуют как опоры, распределяя нагрузки от конструкции на большую площадь и уменьшая риск осадок и деформаций. Этот метод особенно эффективен в условиях, когда верхние слои грунта имеют низкую прочность, а нижележащие слои более стабильны. Искусственные основания играют важную роль в строительстве на слабых грунтах. Применение методов поверхностного и глубинного уплотнения позволяет значительно улучшить физико-механические свойства грунтов, обеспечивая надежность и долговечность сооружений. Выбор конкретного метода зависит от характеристик грунта, условий эксплуатации и требований к проекту. Важно учитывать все аспекты при планировании работ по улучшению основания, чтобы гарантировать безопасность эффективность строительства в сложных геологических условиях. 62 и 24. Искусственные основания: силикатизация, цементация, обжиг, грунтовые подушки Искусственные основания представляют собой конструкции, созданные для обеспечения устойчивости и прочности строительных объектов, и используются в различных областях, включая гражданское строительство и инженерные изыскания. Важными методами создания искусственных оснований являются силикатизация, цементация, обжиг и использование грунтовых подушек. Силикатизация – это процесс, при котором в грунт вводятся силикатные соединения, что приводит к изменению его физико-химических свойств. В результате этого процесса происходит образование прочных силикатных минералов, которые улучшают прочность и водоотталкивающие свойства грунта. Введение растворов натриевых или калийных силикатов взаимодействует с частицами грунта, образуя новые минералы, что увеличивает прочность и уменьшает водопроницаемость. Преимущества этого метода включают увеличение прочности грунта, снижение водопроницаемости и повышение устойчивости к агрессивным химическим веществам. Цементация – это процесс добавления цементного раствора в грунт, который после затвердевания образует прочную структуру. Этот метод широко используется для улучшения несущей способности оснований и уменьшения деформации грунтов. Введение цемента осуществляется путем бурения скважин и закачивания цементного раствора, что приводит к образованию прочных связей между частицами грунта. Преимущества цементации заключаются в значительном увеличении прочности и устойчивости оснований, возможности применения на различных типах грунтов и эффективности в условиях высоких нагрузок. 63 Обжиг представляет собой процесс термической обработки материалов, который используется для улучшения их свойств. В контексте искусственных оснований обжиг может применяться для обработки глин и других минералов с целью повышения их прочности и стабильности. Грунты подвергаются высокотемпературной обработке, что приводит к изменению их минералогического состава и образованию новых фаз с повышенной прочностью. Преимущества обжига включают увеличение прочности материалов, улучшение стойкости к химическим воздействиям и возможность использования местных материалов, что снижает затраты. Грунтовые подушки представляют собой слои из уплотненного грунта, которые укладываются под основание сооружений для распределения нагрузки и повышения устойчивости. Они могут быть использованы как самостоятельный элемент основания или в сочетании с другими методами. Грунтовая подушка укладывается на подготовленную поверхность и уплотняется до достижения необходимой плотности, что позволяет распределять нагрузки от сооружений на большую площадь и снижать риск деформации и разрушения. Преимущества данного метода включают эффективное распределение нагрузок, устойчивость к осадкам и создаваемые с деформациям, а также простоту в выполнении и экономичность. В заключение, искусственные основания, использованием методов силикатизации, цементации, обжига и грунтовых подушек, играют ключевую роль в обеспечении устойчивости строительных объектов. Каждый из этих методов имеет свои особенности, преимущества и области применения, что позволяет эффективно решать задачи, связанные с улучшением свойств грунтов и созданием надежных оснований для различных конструкций. Выбор конкретного метода зависит от характеристик исходного материала, условий эксплуатации и требований к прочности и долговечности основания. 64 65 25. Как назначить глубину заложения подошвы фундамента, и от чего она зависит? Глубина заложения фундаментов определяется по формуле d dth,n d f ,n , (1) Нормативные глубины сезонного промерзания df,n и сезонного оттаивания dtn для районов распространения вечномерзлых грунтов определяют по данным натурных наблюдений или теплотехническими расчетами /18/. Расчетные глубины сезонного промерзания df и сезонного оттаивания dth,n грунтов определяют умножением их нормативных значений на коэффициенты теплового влияния сооружения kh и k'h, принимаемые по табл. 3 прил. Г /1/. Минимальную глубину заложения фундаментов dmin необходимо принимать в зависимости от расчетной глубины сезонного оттаивания dth по табл.1. Минимальная глубина заложения фундамента № п/п Таблица 1. Минимальная глубина заложения фундаментов Фундаменты 1 Фундаменты всех типов, кроме свайных d th +1 2 Свайные фундаменты зданий и сооружений d th +2 3 Сваи опор мостов d th +4 4 Фундаменты зданий и сооружений, возводимых Не нормируется на подсыпках Определение глубины заложения фундамента в случае просадочных грунтов устанавливается, так же как и для непросадочных, исходя из конструктивных решений, так как для внутренних фундаментов глубина заложения не зависит от глубины сезонного промерзания грунтов. При назначении глубины заложения подошвы фундамента под колонну следует учесть, что сопряжение колонны с плитной частью фундамента осуществляется с помощью подколонника. При этом расстояние от верхней части пола здания до обреза фундамента следует принять не менее 30 см. 66 67
