Учебное пособие фмз правленное. Проектирование оснований фундаментов мелкого заложения
 Скачать 6.35 Mb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
Пониженный уровень ответственности следует принимать для сооружений сезонного или вспомогательного назначения.
Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, устанавливаются расчетом, как правило, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания. Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на сооружение или отдельные его элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям СНиП 2.01.07 «Нагрузки и воздействия». Нагрузки на основание допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией при расчете: а) оснований сооружений III уровня ответственности; б) общей устойчивости массива грунта основания совместно с сооружением; в) средних значений деформаций основания; г) деформаций основания в стадии привязки типового проекта к местным грунтовым условиям. Все расчеты оснований производятся на расчетные значения нагрузок, которые определяют как произведение нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке f , устанавливаемый в зависимости от группы предельного состояния. Коэффициент надежности по нагрузке f принимают при расчете оснований: - по первой группе предельных состояний (по несущей способности) - по СНиП 2.01.07; - по второй группе предельных состояний (по деформациям) - равным единице. Расчет оснований по деформациям производится на основное сочетание нагрузок; по несущей способности - на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий - на основное и особое сочетания. При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СНиП 2.01.07 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считают кратковременными, а при расчете по деформациям - длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считают кратковременными. Например, для г. Ярославля расчетное значение снеговой нагрузки по первой группе предельных состояний 2,4 кН/м2. При расчете оснований по первой группе предельных состояний (по несущей способности) в расчете следует учитывать полный размер этой нагрузки. В соответствие со СНиП 2.01.07 длительные снеговые нагрузки, определяются умножением полного расчетного значения на коэффициент 0,5. Расчетное значение снеговой нагрузки по второй группе предельных определяется умножением расчетного значения по первой группе предельных состояний на коэффициент 0,7. Таким образом, в расчетах оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) учитывается снеговая нагрузка 2,40,50,7 = 0,84 кН/м2. В обоих случаях схемы распределения снеговой нагрузки определяются по приложению 3 СНиП 2.01.07. В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов. Нагрузку на полы промышленных зданий q допускается принимать равной 20 кПа, если в технологическом задании на проектирование не указывается большее значение этой нагрузки. Усилия в конструкциях, вызываемые климатическими температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям не учитываются, если расстояние между температурно-осадочными швами не превышает значений, указанных в строительных нормах и правилах по проектированию соответствующих конструкций. Расчетные значения нагрузок для расчетов по несущей способности обозначаются индексом I(NI, QI, pI и т.д.), а по деформациям – II(NII, QII, pII и т.д.).
Основания и фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом результатов инженерных изысканий для строительства производимых в соответствии с требованиями СНиП 11-02 «Инженерные изыскания для строительства», СП 11-102 «Инженерно-экологические изыскания для строительства», СП 11-104 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства», СП 11-105 «Инженерно-геологические изыскания для строительства». Проектирование без соответствующего инженерно-геологического, а также инженерно-экологического обоснований или при их недостаточности не допускается. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора типа основания, фундаментов и подземных сооружений и проведения их расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов, а также вида и объема инженерных мероприятий по ее освоению. В состав инженерных изысканий входят инженерно-геологические изыскания, которые должны содержать сведения: - о местоположении территории предполагаемого строительства, ее рельефе, климатических и сейсмических условиях и о ранее выполненных инженерных изысканиях; - об инженерно-геологическом строении площадки строительства с описанием в стратиграфической последовательности напластований грунтов, формы залегания грунтовых образований, их размеров в плане и по глубине, возраста, происхождения и классификационных наименований грунтов и с указанием выделенных инженерно-геологических элементов; - о гидрогеологических условиях площадки с указанием наличия и толщины водоносных горизонтов и режима подземных вод, отметок появившихся и установившихся уровней подземных вод, амплитуды их сезонных и многолетних колебаний, расходов воды, сведений о фильтрационных характеристиках грунтов, а также сведений о химическом составе подземных вод и их агрессивности по отношению к материалам подземных конструкций; - о наличии специфических грунтов; - о наблюдаемых неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессах (карст, оползни, суффозия, горные подработки, температурные аномалии и др.); - о физико-механических характеристиках грунтов; - о возможном изменении гидрогеологических условий и физико-механических свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения. Контрольные вопросы для самоподготовки.
Грунтом являются любые горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему, изменяющуюся во времени, и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека. Грунты могут служить: 1) материалом оснований зданий и сооружений; 2) средой для размещения в них сооружений; 3) материалом самого сооружения. Грунт скальный – грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа. Грунт полускальный – грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи цементационного типа. Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по прочности на одноосное сжатие (Rc 5 МПа – скальные грунты, Rc 5 МПа – полускальные грунты). Грунт дисперсный – грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения. Крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты являются дисперсными грунтами. Структура грунта – пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта. Текстура грунта – пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др). В общем случае грунт состоит из твердых, жидких и газовых компонентов. Состав грунта вещественный – категория, характеризующая химико-минеральный состав твердых, жидких и газовых компонентов. Твердая компонента в дисперсном грунте представлена минеральным и органическим веществами. Минеральное вещество состоит из первичных минералов, которые перешли в состав грунта из материнской породы, и вторичных минералов, образовавшихся уже после образования грунта в результате последующих физико-химических процессов. Первичные минералы представляют собой обломки кварца, полевых шпатов, карбонатов, чешуйки слюд и т.п., вторичные – глинистые минералы (каолиниты, монтмориллониты, гидрослюды), окислы и гидраты окислов железа, алюминия, кремния и др. Органическое вещество – органические соединения, входящие в состав грунта в виде неразложившихся остатков растительных и животных организмов, а также продуктов их разложения и преобразования. Грунт глинистый – связный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 0,005 мм (глинистых частиц) составляет более 3 %, обладающий числом пластичности Ip 1. Песок – несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0). Грунт крупнообломочный – несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %. Ил – водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е 0,9, текучую консистенцию IL > 1, содержание частиц меньше 0,01 мм составляет 30–50 % по массе. Сапропель – пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию IL > 1, высокую дисперсность – содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5 % по массе. Торф – органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ. Грунт заторфованный – песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50 % (по массе) торфа. Почва – поверхностный плодородный слой дисперсного грунта, образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов. Грунт набухающий – грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) sw 0,04. Относительная деформация набухания без нагрузки sw, д. е. – отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Грунт пучинистый – дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения fn 0,01. Степень морозной пучинистости – характеристика, отражающая способность грунта к морозному пучению, выражается относительной деформацией морозного пучения fn, д. е., которая определяется по формуле
где h0,f – высота образца мерзлого грунта, см; h0 – начальная высота образца талого грунта до замерзания, см. Условное изображение грунтов на чертежах показано в таблице 1.
Плотность грунта – масса единицы объема грунта естественной влажности ненарушенной структуры. Плотность грунта , г/см3, определяется взвешиванием в воде парафинированных образцов, либо методом режущего кольца. Величина плотности грунта зависит от минералогического состава, плотности сложения, влажности. Плотность частиц грунта – масса единицы объема твердых (скелетных) частиц грунта. Плотность частиц грунта s, г/см3, определяется пикнометрическим методом. Значение плотности частиц грунта зависит исключительно от минералогического состава. Ориентировочные значения плотностей частиц грунтов s, не содержащих водорастворимых солей и органических веществ, равны: пески – 2,66 г/см3, супеси – 2,7 г/см3, суглинки – 2,71 г/см3, глины – 2,74 г/см3. Плотность скелета грунта – плотность сухого грунта d, г/см3, определяемая по формуле
где – плотность грунта, г/см3; w– влажность грунта, д. е. Гранулометрический состав – количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по массовому содержанию в нем частиц различной крупности, выраженному в процентах по отношению к массе сухой пробы грунта, взятой для анализа. Гранулометрический состав для песчаных грунтов определяется ситовым методом, для глинистых – ареометрическим. Степень неоднородности гранулометрического состава Cu – показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле
где d60, d10 – диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц. Влажность грунта w – отношение массы воды в объеме грунта к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы. Граница текучести wL – влажность грунта, при которой грунт находится на границе пластичного и текучего состояний. Граница раскатывания (пластичности) wp – влажность грунта, при которой грунт находится на границе твердого и пластичного состояний. Число пластичности Ip – разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести wL и на границе раскатывания wp
Показатель текучести IL – отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному w и на границе раскатывания wp, к числу пластичности Ip
Коэффициент водонасыщения Sr, д. е. – степень заполнения объема пор водой. Определяется по формуле
где w – природная влажность грунта, д. е.; е – коэффициент пористости; s – плотность частиц грунта, г/см3; w – плотность воды, принимаемая равной w = 1 г/см3. Степень водопроницаемости – характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации Кф, м/сут. Коэффициенты фильтрации для песков находятся в пределах от 0,08 до 80 м/сут, для глинистых грунтов – от 810-8 до 1,0 м/сут. Грунты с коэффициентом фильтрации Кф < 810-4 м/сут считаются водонепроницаемыми (водоупорными). Коэффициент пористости е определяется по формуле
где s – плотность частиц грунта, г/см3; d– плотность сухого грунта, г/см3. Коэффициент пористости е также можно определить по формуле
где – плотность грунта, г/см3; w– влажность грунта, д.е. Удельный вес грунта , кН/м3, определяется умножением плотности грунта на ускорение свободного падения
где – плотность, г/см3; g– ускорение свободного падения, принимаемое в расчетах g = 10 м/с2. Аналогично вычисляются удельный вес частиц грунта, удельный воды и т.п. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды sb, г/см3, определяется по формуле
где s – удельный вес частиц грунта, кН/м3; w – удельный вес воды, принимаемая равной w =10 кН/м3; е – коэффициент пористости, д.е. Коэффициент уплотнения грунта - отношение плотности скелета грунта в конструкции к максимальной плотности скелета того же грунта при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733 [2].
Для скальных грунтов основной механической характеристикой является предел прочности грунта на одноосное сжатие Rc, МПа — отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения. Для природных дисперсных грунтов основными механическими характеристиками являются прочностные и деформационные характеристики. К прочностным характеристикам относятся угол внутреннего трения φ, градус, и удельное сцепление с, кПа. Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем сдвига одной части образца относительно другой его части касательной нагрузкой при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза. Деформационными характеристиками являются модуль деформации Е, МПа, и коэффициент сжимаемости mo, МПа-1. Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах (одометрах), исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой. Характеристики грунтов природного сложения, а также искусственного происхождения должны определяться, как правило, на основе их непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружений, так как для неполностью водонасыщенных (Sr< 0,8) глинистых грунтов и пылеватых песков, а также специфических грунтов возможно снижение их прочностных и деформационных характеристик вследствие повышения влажности. Для определения прочностных характеристик и с грунтов, для которых прогнозируется повышение влажности, образцы грунтов предварительно насыщают водой до значений влажности, соответствующих прогнозу. При определении модуля деформации в полевых условиях допускается проводить испытания грунта при природной влажности с последующей корректировкой полученного значения модуля деформации на основе компрессионных испытаний. Для предварительных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также для окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности и опор воздушных линий электропередачи независимо от их уровня ответственности допускается определять нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов по таблицам 2-5 в зависимости от их физических характеристик. При соответствующем обосновании допускается использовать таблицы для окончательных расчетов сооружений II уровня ответственности (технически несложные сооружения, сооружения, малочувствительные к деформациям основания, и др.).
 перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
,
,