Проверка прочности слабого подстилающего слоя при расчете фундаментов мелкого заложения

Проверка прочности слабого подстилающего слоя

Когда под несущим слоем на какой-либо глубине zзалегает менее прочный грунт, тогда необходимо проверить напряжение, передаваемые на напряжение, передаваемые на кровлю слабого грунта по условию:

Где — вертикальные напряжения в грунте на глубинеzот подошвы фундамента, соответственно дополнительные от нагрузки на фундамент и напряжения от собственного веса грунта.

— расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z.

ABCD– условный фундамент

Если квадратный в плане

Если прямоугольный в плане

Расчет просадок грунтов основания

— влажность грунта при полном водонасыщении

Расчет просадок основания

— послойная относительная просадочность, которую можно определить экспериментально, либо по

— коэффициент пересчета

— толщина i-того слоя грунта, принимаемая не более 2м,

— коэффициент условия работы основания, зависящий от выпирания грунта из под фундамента в стороны, происходящие единовременно с просадкой при замачивании.

При

— среднее давление по подошве фундамента

— начальное просадочное давление грунтаi-того слоя

— давление, равное 100кПа или 0,1 МПа

определяется по интерноляции между значениями , полученными при Р=3м и Р=12м.

— число слоев просадочной толщи

При — грунт просадочный

Граница деформируемой (просадочной) зоны определяется уровнем грунта, где

сумма равна начальному просадочного давления

— уровнем подземных вод

— слоем непросадочного грунта

Расчет просадки ведется в табличной форме

, МПа

Если промышленное здание

Если ленточный фундамент

Для уменьшения величины деформации основания проектируемого фундамента предусматривают уплотнение грунта тяжелыми тромбовками на всю глубину просадочной величины

После уплотнения модуль деформации н: «суглинка Е=25МПа, супесь Е=28МПа

Тогда считаем осадку

— уплотнение грунта Наибольшее эффективное уплотнение достигая в том случае, когда естественная влажность грунта близка к оптимальной. Например: Лекция 7 – 31.10.12 Определяем диаметр тромбовки — мощность уплотняемого слоя — коэффициент уплотнения, принимаемый равным (по экспериментальным исследованиям) для супеси и суглинков = 1,8; для глин = 1,5. Необходимо определить ширину и длину уплотненной зоны — ширина и длина уплотняемой зоны — ширина и длина проектируемого здания В уплотненном слое величина плотности сухого грунта должна быть не менее 1,65. А на нижней границе уплотненной зоны не менее 1,6. Величина добора грунта:

Свайные фундаменты

АИГУ → d_p→L_св→F_d→n→ конструирование→ П → ТЭП АИГУ – анализ инженерно-геологических условий d_p— определение глубины заложения ростверка L_св– определение длины сваи F_d– определение несущей способности сваи n– определение количества свай в ростверке П – проверки 1 — по несущей способности, 2 – по деформации ТЭП – технико-экономические показатели АИГУ приняты такими же как и для . нужно определяться с несущим слоем грунта для сваи. Несущий слой под острием сваи. Глубина заложения ростверка d_роствопределяется аналогично выбору глубины заложения фундамента мелкого заложения, то естьmaxиз трехd. Если глубина заложения ростверка выбирается конструктивно: Минимальная высота ростверка под колонну h_р=l_к+0,05+0,4м l_к – большая сторона сечения колонны Высота ростверка может назначаться по конструктивным соображениям h_p=h₀+0,25м, но не менее 0,3м. h₀– величина задела сваи в ростверк. К сваям-стойкам относят сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи кроме того на малосжимаемые грунты. К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации .

6.1.5 Проверка слабого подстилающего слоя.

Проверка давления фундамента на слабый подстилающий слой грунта проводится при наличии в пределах сжимаемой толщи основания на глубине zот подошвы фундамента слоя грунта меньшей прочности, чем прочность грунта вышележащих слоев. При этом должно выполняться условие:

σ_zpи σ_zg– вертикальные напряжения в грунте на глубинеzот подошвы фундамента (соответственно дополнительное от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта);

R_z– расчетное сопротивление грунта на глубинеz.

Величина R_zопределяется по формуле:

— среднее давление под подошвой фундамента.

— коэффициент, принимаемый по табл.1 приложения 2 [1],

— вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Площадь условного фундамента:

Расчетное сопротивление грунта слабого слоя:

Производим проверку условия:

_{Рисунок 13 –Проверка слабого подстилающего слоя}

6.1.6 Определение осадки фундамента.

Ведется по методу послойного элементарного суммирования, т.к. ширина фундамента меньше 10 м и в пределах сжимаемой толщи нет грунта с Е 10000 тс/м 2 .

Осадка основания фундамента определяется по формуле :

=0,8 — безразмерный коэффициент,

Е_i— модуль деформацииi-го слоя грунта,

_z_р_i_ср— среднее значение дополнительных вертикальных нормальных напряжений в рассматриваемомi-ом слое грунта,

h_i= 0,2b= 0,42,4 = 0,48 м – толщинаi-го слоя грунта.

α – коэффициент рассеивания напряжений (табл. 55 /2/); α = f(l/b; 2z/b).

Cуммирование производим до глубины, на которой выполняется условие :

0,2Zg  zp

(выше подошвы фундамента)

(ниже подошвы фундамента)

3.6 Проверка прочности слабого подстилающего слоя основания

Т.к. в пределах сжимаемой толщи основания нет грунта, расчетное сопротивление которого меньше, чем R₀ = 200 кПа несущего слоя грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента, принятые размеры подошвы фундамента не проверяют по прочности слабого подстилающего грунта.

4. Расчет свайного фундамента

Делись добром 😉

1. Исходные данные
2. Анализ инженерно-геологических условий и определение расчетных характеристик грунтов
3. Проектирование фундаментов на естественном основании
3.2 Определение размеров подошвы фундамента
3.3 Определение расчетного сопротивления грунта основания
3.4 Проверка давления под подошвой фундамента
3.5 Расчет осадки фундамента
3.6 Проверка прочности слабого подстилающего слоя основания
4.1 Выбор типа, длины и сечения сваи
4.2 Предварительное определение глубины заложения и толщины плиты ростверка
4.3 Определение расчетного сопротивления сваи
4.4 Проверка давления в основании свайного фундамента как условно — массивного
4.5 Расчет свайного фундамента по деформациям
5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента и выбор основного варианта

Статьи

К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.

ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.

— ФМЗ по условиям изготовления разделяют на:

монолитные, возводимые непосредственно в котлованах.
сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления.

— По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:

отдельно стоящие фундаменты:

под колонну (опору);
под стены (при малых нагрузках)
- ленточные фундаменты:
выполняются под протяженные конструкции (стены);
выполняются под ряды и сетки колонн в виде одинарных или перекрестных лент.
- сплошные (плитные) фундаменты

Выполняются в виде сплошной железобетонной плиты, как правило, под тяжелые сооружения. Такие фундаменты разрезаются в плане только осадочными швами, что способствует уменьшению неравномерности осадки сооружения.

массивные фундаменты

Выполняются в виде жесткого компактного железобетонного массива под небольшие в плане тяжелые сооружения (башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т.п.).

Рис 10.2. Основные типы фундаментов мелкого заложения: а – отдельный фундамент под колонну; б – отдельные фундаменты под стену; в – ленточный фундамент под стену; г – то же, под колонны; д – то же, под сетку колонн; е – сплошной (плитный) фундамент.

— ФМЗ изготовляют из следующих матреиалов:

железобетон
бетон
бутобетон
каменные материалы (кирпич, бут, пиленные блоки из природных камней)
в отдельных случаях (временные здания) допускается применение дерева или металла.

Железобетон и бетон – основные конструкционные материалы для фундаментов.

Бутовый камень, кирпич и каменные блоки используются для устройства фундаментов, работающих на сжатие и для возведения стен подвалов.

Бутобетон и бетон целесообразно применять при устройстве фундаментов, возводимых в отрываемых полостях или траншеях при их бетонировании в распор со стенками.

Железобетон и бетон можно применять при устройстве всех видов монолитных и сборных фундаментов в различных ИГУ, т.к. они обладают достаточной морозостойкостью, прочностью на сжатие (а для железобетона и на растяжение → действие моментов).

Конструкции фундаментов мелкого заложения

1.2. а. Отдельные фундаменты

Могут выполняться в монолитном или сборном варианте.

Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.

Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости α (≈30-40º), т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.

Рис 10.3. Конструкция жесткого фундамента:а – с наклонными боковыми гранями; б – уширяющийся к подошве уступами.

Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн – соединением арматуры колонн с выпуском из фундамента, а стальных колонн – креплением башмака колонны к анкерным болтом, забетонированным.

Рис 10.4. Сборный фундамент под колонну: а – из нескольких элементов; б – из одного элемента; 1 – фундаментные плиты; 2 – подколонник; 3 – рандбалка; 4 – бетонные столбики; 5 – монтажные петли.

Размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника монолитных фундаментов принимаются кратным 300 мм, а высота ступеней — кратной 150 мм.
При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов, а при необходимости и через дополнительные опоры, укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые упираются подземные конструкции (рис 4.а).
В тех случаях, когда это возможно, сборный фундамент устраивают из одного элемента (рис 10.4.б) или переходят на монолитный вариант фундамента.
с целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости создаются новые типы фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами.

Рис 10.5. Буробетонные (а), щелевые (б) и анкерные (в) фундаменты: 1 – колонна; 2 – арматурный каркас; 3 — фундамент; 4 – подколонник; 5 – плитная часть; 6 – бетонные пластины; 7 – анкеры (буронабивные сваи) d=15-20см, l=3-4м.

1.2. б. Ленточные фундаменты

Под стены: также устраивают либо из сборных блоков, либо монолитными.

Рис 10.6. Ленточные фундаменты:а – монолитный; б – сборный сплошной; в – сборный прерывистый; 1 – армированная лента; 2 – фундаментная стена; 3 — стена здания; 4 – фундаментная подушка; 5 – стеновой блок.

Чтобы уменьшить объем железобетона в теле фундамента, иногда применяют ребристые железобетонные блоки или плиты с угловыми вырезами (рис 7).

Рис 10.7. Конструкции фундаментных плит: а – сплошная; б – ребристая; в – с угловыми вырезами.

Фундаментные стеновые блоки (ФБС) изготовляют из тяжелого бетона, керамзитобетона или плотного силикатного бетона. Ширина блоков принимают равной (или меньше) толщине надземных стен, но не менее 30 см.

Надземные стены не должны выступать над фундаментными более чем на 15 см.

Высота типовых стеновых блоков составляет 280 или 580 мм (20 на цементный шов).

— Для повышения жесткости сооружения (выравнивания осадок, антисейсмические мероприятия и т.п.) сборные фундаменты усиливают армированными швами или железобетонными поясами, устроенных поверх фундаментных плит или последнего ряда стеновых блоков по всему периметру здания на одном уровне.

Под колонны: устраивают в виде одиночных или перекрестных лент и выполняют, как правило, в монолитном варианте из железобетона. Возможно их устройство и в сборном варианте в виде отдельных блоков, соединяемых между собой с последующим омоноличиванием стыков.

1.2.в. Сплошные фундаменты

Выполняются, как правило, из монолитного железобетона.

— По конструктивным особенностям различают:

Плитные (гладкие, ребристые);
Коробчатые. (см. рис.10.8)

Толщину плиты определяют расчетом на моментные нагрузки (от изгиба в двух взаимно перпендикулярных направлениях) и исходя из расчета на продавливание в местах опирания колонн.
Опирание колонн осуществляется через сборные и монолитные стаканы, ребристые плиты соединяются с колоннами с помощью монолитных стаканов или выпусков арматуры.

1.2.г. Массивные фундаменты.

Выполняются в монолитном варианте.

С целью сокращения объема бетона в тело массивного фундамента закладывают пустообразователи.

При передаче на такой фундамент больших моментов (мачты, дымовые трубы и т.п.) целесообразно его усиление анкерами, что позволяет повысить устойчивость сооружения, уменьшить его размеры и массу.

1.3.Расчет фундаментов мелкого заложения

Расчет ФМЗ начинают с предварительного выбора его конструкции и основных размеров (это глубина заложения фундамента и размер его подошвы).

Далее производят расчет по двум предельным состояниям: I – Расчет по прочности (устойчивость)

II – Расчет по деформациям, которые являются основным и обязательным для всех ФМЗ.

А расчет по I группе предельных состояний является дополнительным и производится в одном из следующих случаев:

Сооружение расположено на откосе (склоне) или вблизи него;
На основание передаются значительные по величине горизонтальные нагрузки;
В основании залегают очень слабые грунты (или текучие и текучепластичные глинистые грунты и т.п.), обладающие малому сопротивлению сдвигу;
В основании залегают наоборот, очень прочные – скальные грунты.

Установив окончательные размеры фундамента, удовлетворяющие двум группам предельного состояния, переходят к его конструированию (курс ЖБК).

1.3.а. Определение глубины заложения фундамента

Очевидно, что чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше объем затрачиваемого материала и ниже стоимость его возведения. Однако при выборе глубины заложения фундамента приходится руководствоваться целым рядом факторов:

Геологическое строение участка и его гидрогеология (наличие воды);
Глубина сезонного промерзания грунта;
Конструктивные особенности здания, включая наличие подвала, глубину прокладки подземных коммуникаций, наличие и глубину заложения соседних фундаментов.

Учет ИГУ строительной площадки заключается в выборе несущего слоя грунта. Этот выбор производится на основе предварительной оценки прочности и сжимаемости грунтов. По геологическим разрезам. Все многообразие напластования грунта можно представить в виде трех схем:

При выборе типа и глубины заложения фундамента придерживаются следующих общих правил:

Минимальная глубина заложения фундамента принимается не менее

0,5 мот планировочной отметки;

Глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 10-15 см;
По возможности закладывать фундаменты выше УГВ для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ;
В слоистых основаниях все фундаменты предпочтительно возводить на одном грунте или на грунтах с близкой прочностью и сжимаемостью. Если это условие невыполнимо, то размеры фундаментов выбираются главным образом из условия выравнивания осадок.

Глубина сезонного промерзания грунта.

Проблема заключается в том, что многие водонасыщенные глинистые грунты обладают пучинистыми свойствами, т.е. увеличивают свой объем при замерзании, за счет образования в них прослоек льда. Замерзание сопровождается подсосом грунтовой воды из ниже лежащих слоев .за счет

чего толщина прослоек льда еще более увеличивается. Это приводит к возникновению сил пучения по подошве фундамента. Которые могут вызвать подъем сооружения. Последующее оттаивание таких грунтов приводит к резкому их увлажнению, снижению их несущей способности и просадкам сооружения.

Наибольшему пучению подвержены грунты, содержащие пылеватые и глинистые частицы. К непучинистым грунтам относят: крупнообломочный грунт с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности, глубина заложения фундаментов в них не зависит от глубины промерзания (в любых условиях).

df – глубина сезонного промерзания грунтов. Если d

Надо пройти мощность промерзания грунта и заложить фундамент на большую глубину (в Подмосковье это 1,4 м). d>df

Для малых зданий (дачные постройки) настоящий бич – боковые силы пучения грунта:

Kh – коэффициент, учитывающий тепловой режим подвала здания. dfn – нормативная глубина сезонного промерзания грунта

Mt – коэффициент, численно равный ∑ абсолютных значений (-) температур за зиму в данном районе.

do– коэффициент, учитывающий тип грунта под подошвой фундамента.

Конструктивные особенности сооружения.

Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются:

Наличие и размеры подвальных помещений, приямков или фундаментов под оборудование;
Глубина заложения фундаментов примыкающих сооружений;
Наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций и конструкций самого фундамента.

Глубина заложения фундамента принимается на 0,2-0,5 м ниже отметки пола подвала (или заглубленного помещения), т.е. на высоту фундаментного блока.

Фундаменты сооружения или его отсека стремятся закладывать на одном уровне.

Рис. 10.11. Выбор глубины заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей сооружения: а – здание с подвалом в разных уровнях и приямком; б – изменение глубины заложения ленточного фундамента; 1 – фундаментные плиты; 2 – приямок; 3 – трубопровод; 4 – стена здания; 5 – подвал; 6 – ввод трубопровода; 7 – стеновые блоки.

В других случаях, разность отметок заложения расположенных рядом фундаментов (Δh) не должна превышать:

a – расстояние в свету между фундаментами;

p – среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента.

Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется закладывать на одном уровне, либо проведение специальных мероприятий (шпунтовые стены).

Ввод коммуникаций (трубы водопровода, канализации) должен быть заложен выше подошвы фундамента.

При этом условии трубы не подвержены дополнительному давлению от фундамента, а фундаменты не опираются на насыпной грунт траншей, вырытых для прокладки труб. Кроме того, при необходимости замены труб не будут нарушены грунты основания.

1.3.б Форма и размер подошвы фундамента

Форма бывает любая (круглая, кольцевая, многоугольная, квадратная, прямоугольная, ленточная, табровая, крестообразная и более сложная форма), но, как правило, она повторяет форму опирающейся на нее конструкцию.

Площадь подошвы предварительно может быть определена из условия: PII ≤ R, где

PII – среднее давление под подошвой фундамента от основного сочетания

расчетных нагрузок при расчете по деформациям;

R – расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по формуле СНиП.

Реактивная эпюра отпора грунта при расчете жестких фундаментов принимается прямоугольной. Тогда из уравнения равновесия:

Сложность в том, что обе части выражения содержат искомые геометрические размеры фундамента. Но в предварительных расчетах вес грунта и фундамента в ABCD заменяют приближенно на:

γm – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах; γm=20 кН/м3; d – глубина заложения фундамента, м.

-необходимая площадь подошвы фундамента.

Тогда ширина подошвы (b):

а) в случае ленточного фундамента; A=b·1п.м.:

б) в случае столбчатого квадратного фундамента; A=b2:

в) в случае столбчатого прямоугольного фундамента:

задаемся отношением длины фундамента (l) к его ширине (b) (т.к. фундамент повторяет очертание опирающейся на него конструкции).

в) в случае столбчатого круглого фундамента:

b = D – диаметр фундамента.

После предварительного подбора ширины подошвы фундамента b=f(Ro)

необходимо уточнить расчетное сопротивление грунта – R=f(b, φ, c, d, γ).

Зная точное R. Снова определяют b. Действия повторяют, пока два выражения не будут давать одинаковые значения для R и b.

После того. Как был подобран размер фундамента с учетом модульности и унификации конструкций проверяют действительное давление на грунт по подошве фундамента.

Чем ближе значение PII к R, тем более экономичное решение.

Этой проверкой мы проверяем возможность расчета по линейной теории деформации грунта.

Если условие не соблюдается, тогда расчет необходимо вести по нелинейной теории, что значительно его осложняет.

1.3.в. Внецентренно нагруженные фундаменты

Это такие фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок (сил) не проходит через центр тяжести его подошвы.

Давление на грунт по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимается изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения определяются по формулам внецентренного сжатия.

NII – суммарная вертикальная нагрузка, включая Gf и Gg;

e – эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы;

b – размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.

Рис. 10.13. Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии внецентренной нагрузки.

Двузначную эпюру стараются не допускать, т.к. в этом случае образуется отрыв фундамента от грунта.

Поскольку в случае действия внецентренного нагружения максимальное давление на основание действует только под краем фундамента, при подборе размеров подошвы фундамента давление допускается принимать на 20% больше расчетного сопротивления грунта, т.е.

В тех случаях, когда точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих осей фундамента (рис 10.14), давление под ее угловыми точками находят по формуле:

Рис. 10.14. внецентренное загружение фундамента относительно двух главных осей инерции: а – смещение равнодействующих внешних сил; б – устройство несимметричного фундамента.

Поскольку в этом случае максимальное давление будет только в одной точке подошвы фундамента, допускается, чтобы его значение удовлетворяло условию:

, но при этом условия: на наиболее загруженной части.

1.3.г. Порядок расчета внеценренно нагруженного фундамента

Определяют размеры подошвы как для центрально нагруженного фундамента.

2. Для принятых размеров подошвы определяют краевые напряжения при внецентренном приложении нагрузки.

3. Проверяется условие P max ≤ 1,2R

4. Если равнодействующая сил смещена относительно обеих осей, тогда еще определяют краевые напряжения в угловых точках фундамента

5. Проверяют условие.

1.3.д. Проверка давления на слабый подстилающий слой грунта (проверка подстилающего слоя).

При наличии в сжимаемой толщи слабых грунтов необходимо проверить давление на них, чтобы убедиться в возможности применения при расчете основания (осадок) теории линейной деформативности грунтов.

Необходимо, чтобы полное давление на кровлю подстилающего слоя не превышало его расчетного сопротивления, т.е.

, где G_zp и G_zg— дополнительное и природное вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента;

Rz – расчетное сопротивление грунта на глубине кровли слабого слоя, определяют по формуле СНиП, как для условного фундамента шириной bz и глубиной заложения dz.

Все коэффициенты в формуле (γ_c₁, γ_c₂, k, Mq, Mg и т.д.) находят применительно к слою слабого грунта.

Рис. 10.15. Расчетная схема к проверке давления на подстилающий слой слабого грунта.

Ширину условного фундамента bz назначают с учетом рассеивания напряжений в пределах слоя толщиной z. Если принять. Что давление Gzp действует по подошве условного фундамента АВ, то площадь его подошвы будет составлять:

NII – вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента

— для ленточного фундамента .

1.3.е. Расчет фундаментов на грунтовых (песчаных) подушках

Если несущий слой грунта оказывается слабым, и его использование в качестве естественного основания оказывается невозможным или нецелесообразным, то приводят замену слабого грунта другим, обладающим высоким сопротивлением сдвигу и имеющим малую сжимаемость, который образует, так называемую, грунтовую подушку.

Подушки делают из:
- Крупнообломочные грунты (гравий, щебень);
- Пески крупные и средней крупности (удобнее и легче использовать);
- Шлак;
- В лессах – местный перемолотый грунт.
- При малой толще слабых грунтов — обыкновенная песчаная подушка;
- При большой толще слабых грунтов — висячая песчаная подушка;
1.3.ж. Последовательность расчета фундамента на песчаной подушке
1. Задаемся характеристиками нового грунтового основания (т.е.
характеристиками песчаной подушки)

γ=19 кН/м3; φ=35º; с=0
1. Определяют размеры подошвы фундамента как фундамента, стоящего на грунте с выше перечисленными характеристиками.
1. Проверяем подстилающий слой
Если это условие не выполняется, то увеличивают высоту висячей подушки.
1. Далее производится расчет деформаций основания. Совместная деформация песчаной подушки и подстилающего слоя S должна быть меньше Su.
Если это условие не выполняется. То также увеличивают высоту висячей подушки (или размеры фундамента).
- Применение песчаной подушки приводит к следующим положительным эффектам:
- Поскольку модуль общей деформации песчаной подушки Е>20 МПа, то их примение приводит к уменьшению осадок сооружения.
- Поскольку песчаные подушки имеют большой коэффициент фильтрации (сильноводопроницаемы), то резко сокращается время консолидации основания.
- Песчаные подушки устраиваются из непучинистых грунтов (материалов), поэтому есть возможность уменьшить глубину заложения фундамента d из условия учета глубины сезонного промерзания грунта.
1.4. Защита фундаментов и заглубленных помещений от подземных вод и сырости

Необходимость защиты фундаментов от подземных вод и сырости вызвана тем негативным воздействием, которое они оказывают на состояние строительных конструкций (появление на внутренней стороне стен сырости, плесени, отслоение краски, отсыпание штукатурки, ухудшение санитарных условий подвала за счет повышенной влажности; сырость может по капиллярам конструкций распространиться и выше в нижние этажи зданий и т.д. и т.п.).

Три основные группы способов защиты заглубления помещений от вредного воздействия подземных вод и сырости:
- Отвод дождевых и талых вод;
- Устройство дренажей для осушения грунта;
- Применение гидроизоляции.
Выбор способа защиты зависит от топографических, гидрогеологических условий, сезонного колебания УПВ, агрессивности вод, конструктивных особенностей заглубленных помещений.

1.4.а Отвод дождевых и талых вод

Вдоль наружных стен зданий обязательно устраивают отмостку с уклоном в сторону от сооружения.
1. Осуществляется вертикальная планировка территории застройки
(придание местности определенных уклонов).
1. Устройство системы водоотливных канав, ливневой канализации и т.п.
14.б. Дренаж

Это система дрен и фильтров, которая служит для перехвата, сбора и отвода подземных вод от сооружения.

Дренажи могут устраиваться как для одного здания (кольцевой дренаж), так и для комплекса зданий (систематической дренаж), что более экономично, за счет меньшей протяженности.
- Траншейные;
- Закрытые беструбчатые;
- Закрытые трубчатые;
- Галерейного типа;
- Пластовый + пристенный.
1. Траншейные дренажи. (открытые дренажи и канавы).
Рис. Схема траншейного дренажа

Являясь эффективным средством водопонижения (отвода вод), они в тоже время занимают большие площади, осложняют устройство транспортных коммуникаций и требуют больших затрат для поддержания их в рабочем состоянии.
1. Закрытый беструбчатый дренаж – траншея, заполненная фильтрующим материалом (гравий, щебень, камень) от дна до уровня подземных вод (рис 14.12а)
Предназначен для недолговременной эксплуатации (период пространства работ нулевого цикла).

Рис.14.12. Виды тренажей: а — закрытый беструбчатый; б – трубчатый совершенного типа; в – трубчатый несовершенного типа; г – дренажная галерея; 1 – дерн корнями вниз; 2 – уплотненная глина; 3 — дерн корнями вверх; 4 – обратная засыпка из метного песчаного грунта; 5 – щебень; 6 – каменная кладка; 7 – глинобетонная подушка; 8 – песок средней крупности; 9 – труба; 10 – водоупор; 11 – обделка из сборных железобетонных элементов; 12 – дренажная засыпка; 13 – отверстия для воды.
- Трубчатый дренаж – дырчатая труба (перфорированная) с обсыпкой песчано-гравийной смесью или с фильтровым покрытием из волокнистого материала (рис 12.б,в).
- Галерейный дренаж – применяют в ответственных сооружениях и там, где большой приток воды (рис 14.12. г).
- Пластовый дренаж – слой фильтрующего материала, уложенный под всем сооружением (рис 14.13). Вода из него отводится с помощью обычных трубчатых дрен. Состоит, как правило, из двух слоев:
  - Нижний (h ≥ 100 мм) – песок средней крупности;
  - Верхний (h ≥ 150 мм) – щебень или гравий.
  Рис. 14.13. Пластовый дренаж: 1 – уровень подземных вод; 2 – защищаемое заглубленное помещение; 3 – пристенный дренаж; 4 – песчаный слой; 5 – защитное покрытие щебеночного слоя; 6 – песчано- гравийный или щебеночный слой; 7 – труба.
  - Часто при защите отдельных зданий пластовый дренаж сочетается с пристенным (сопутствующим) дренажом – вертикальный слой из проницаемого материала, устраиваемый с наружной стороны фундамента и заглубляемый ниже его подошвы.
  При неглубоком залегании водоупора и слоистом основании иногда достаточно устройства только одного пристенного дренажа.
  - Собираемые воды отводятся и сбрасываются в водоемы, дождевую канализацию или другие специальные места.
  → Гидроизоляция предназначена для обеспечения водонепроницаемости сооружений (антифильтрационная гидроизоляция), а также защиты от коррозии и разрушения материалов фундаментов при физической или химической агрессивности подземных вод (антикоррозионная гидроизоляция).
  - Простейший случай – защита от капиллярной влаги.
  На высоте 15-20 см от верха отмостки по выровненной горизонтальной поверхности стен устраивают непрерывную водонепроницаемую прослойку из 1…2 слоев рулонного материала на битумной мастике (рис.).
  
  Рис. 14.14. Изоляция стен от сырости и капиллярной влаги:а – стена бесподвального здания; б – стена подвального помещения; 1- цементный раствор или рулонный материал; 2 – обмазка битумом за два раза.
  - Если уровень грунтовых вод находится ниже пола подвала (рис.14.14 б), то для защиты фундаментов применяют изоляцию от сырости.
  Для этого с наружной поверхности заглубленных стен осуществляется обмазка горячим битумом за 1…2 раза и прокладываются рулонная изоляция в стене на уровне ниже пола подвала.
  - Если УГВ выше отметки пола подвала, то гидроизоляцию осуществляют в виде сплошной оболочки, защищающей заглубленное помещение снизу и по бокам.
  Выполняется из рулонных материалов с не гниющей основой (гидроизол, стеклорубероид, металлоизол, толь и т.п.) – оклеичная гидроизоляция.
  - Вертикальная гидроизоляция наклеивается, как правило, с наружной стороны фундамента, т.к. в этом случае под действием напора подземных вод изоляция просто прижимается к изолируемой поверхности.
  Для предохранения изоляции от механических воздействий (например, при обратной засыпки) снаружи ее ограждают защитной стенкой из кирпича, бетона или блоков (рис. 14.15.) Зазор между стенкой и гидроизоляцией заполняют жидким цементным раствором.
  
  Рис. 14.15. Гидроизоляция подвальных помещений: а – при небольших напорах подземных вод; б, в – при больших напорах подземных вод; 1 – защитная стенка; 2 – уровень подземных вод; 3 – битумная обмазка; 4 – цементный раствор или рулонный материал; 5 – рулонная изоляция; 6 – защитный цементный слой; 7 – бетонная подготовка; 8 – цементная стяжка; 9 – железобетонное ребристое перекрытие; 10 – железобетонная коробчатая канструкция.
  - Горизонтальная гидроизоляция наклеивается на выровненную цементной стяжкой поверхности подготовки и защищается сверху цементным или асфальтовым слоем t=3…5см.
    - Гидростатической давление воды при УГВ до 0,5 м выше пола подвала компенсируются весом конструкции пола (рис. 14.15 а)
    - Если УГВ выше отметки пола подвала более чем на 0,5 м, то применяют специальные конструкции (заделанные в стены ж/б плиты, специальной плиты с упорами в стены здания и т.п.) – рис.14.15 б, в.
    - В любом случае гидроизоляция должна устраиваться на высоту превышающую максимальную отметку УГВ на 0,5 м.
    - При слабоагрессивных водах делают глиняный замок из хорошо перемятой и плотоноутрамбованной глины по всей высоте защитной стенки и с боков фундаментов (рис. 16).
    Рис. 14.16. Изоляция фундаментов от агрессивных подземных вод: 1 – глиняный замок из перемятой глины; 2 – обмазка битумом за три раза; 3 – защитная стенка; 4 – рулонная изоляция; 5 – чистый пол; 6 – железобетонное перекрытие; 7 – защитный слой; 8 – цементная стяжка; 9 – щебеночная или гравийная подготовка на битуме.
    - При более агрессивных водах до устройства глиняного замка поверхность защитной стенки и фундаментов покрывают за 2 раза битумной мастикой или оклеичной изоляции из битумных рулонных материалов.
    Снизу фундамента и под полом подвала изоляция имеет более сложную конструкцию (см. рис.)
    - На ряду с антикоррозионной изоляцией фундаменты защищают за счет применения более стойких к данному виду агрессивности цементов (сульфатостойкие и т.п.), а также плотных бетонов.
    Похожие публикации:

Проверка прочности слабого подстилающего слоя при расчете фундаментов мелкого заложения