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 |
Решение. Вычисляемые характеристики грунтов сведены в таблицу 25.
Инженерно-геологический элемент № 1 – супесь. Мощность сложения 3 м (рисунок 23). Модуль деформации Е = 9 МПа > 5 МПа, супесь не относится к сильно сжимаемым грунтам. Sr = 0,67, е = 0,642. По sw = 0,01 – супесь не набухающая (п. 2.1). По IL= 0,3 супесь пластичная (таблица 10), слабо пучинистая (таблица 13). Инженерно-геологический элемент № 1 не относится к категории слабых грунтов. Вывод: супесь может служить естественным основанием для фундаментов мелкого заложения. Инженерно-геологический элемент № 2 – песок пылеватый. Мощность сложения 3 м (рисунок 23). Модуль деформации Е = 14 МПа > 5 МПа, песок не относится к сильно сжимаемым грунтам. Sr = 0,9 – песок насыщенный водой (таблица 11), средне пучинистый (таблица 13). е = 0,661 – песок средней плотности (таблица 12). Инженерно-геологический элемент № 2 не относится к категории слабых грунтов. Вывод: песок пылеватый может служить естественным основанием для фундаментов средней глубины заложения, в том числе свайных. Т.к. песок расположен ниже уровня грунтовых вод, является водоносным слоем, при разработке открытых котлованов в данном слое грунта их устройство необходимо производить под защитой шпунтового ограждения, либо требуется укрепление стенок котлована и водопонижение [10]. Инженерно-геологический элемент № 3 – суглинок. Мощность сложения 6 м (рисунок 23). Модуль деформации Е = 18 МПа > 5 МПа, суглинок не относится к сильно сжимаемым грунтам. Sr = 0, 98, е = 0,782. По sw = 0,02 – суглинок не набухающий (п. 2.1). По IL= 0,19 суглинок полутвердый (таблица 10), слабо пучинистый (таблица 13). Суглинок является водоупором Кф = 410-4 м/сут < 810-4 м/сут. Инженерно-геологический элемент № 3 не относится к категории слабых грунтов. Вывод: суглинок может служить естественным основанием для фундаментов глубокого заложения, в том числе свайных.
К фундаментам мелкого заложения относят фундаменты с глубиной заложения до 4 м. Деление фундаментов по глубине заложения связано собственно с размером глубины заложения фундамента и с условиями работы грунтового основания под нагрузкой и способами производства работ при их устройстве. У фундаментов мелкого заложения потеря несущей способности грунтового основания связано с образованием около фундамента с одной или с двух сторон холмиков выпирания грунта. Такого явления у фундаментов глубокого заложения не наблюдается. Потеря несущей способности грунтового основания для этих фундаментов вызывает изменение структуры грунта внутри грунтового массива. Кроме того, фундаменты мелкого заложения, как правило, возводят в котлованах, предварительно отрытых на всю глубину заложения фундамента. Наиболее распространенными в современном строительстве являются железобетонные, бетонные и бутобетонные фундаменты. Применительно к фундаментам следует применять тяжелый конструкционный бетон со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м3. Допускается применять бетон мелкозернистый средней плотности свыше 1800 кг/м3. Класс бетона по прочности на сжатие рекомендуется применяется не ниже В15. При соответствующем обосновании допускается применение бетона класса В20. Марка бетона по водонепроницаемости назначается в соответствие с СП 52-101 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» [7]. Так, например, при возможном эпизодическом воздействии температуры ниже 0 °С, для фундаментов (конструкция, находящаяся в грунте) марка бетона по водонепроницаемости W не нормируется. При проектировании бетонных и железобетонных фундаментов, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, марка бетона по водонепроницаемости назначается в соответствие со СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» [6] и должна быть не менее W4. По способу изготовления различают монолитные бетонные и железобетонные фундаменты и сборные фундаменты. Монолитные фундаменты изготавливаются на строительной площадке, сборные – на строительной площадке монтируются (собираются) из конструкционных элементов, сделанных на предприятиях строительной индустрии. Существуют и смешанные сборно-монолитные фундаменты, когда одна, как правило, нижняя часть фундамента изготавливается непосредственно по месту ее расположения, а другая, верхняя – монтируется. Под подошвой фундаментов делается специальная подготовка. Рекомендуется под монолитными фундаментами независимо от подстилающих грунтов (кроме скальных) предусматривать устройство бетонной подготовки толщиной 100 мм и выступающей за грани подошвы фундамента на 100 мм. Бетон подготовки под подошвой монолитного фундамента принимается класса В10 [12]. Толщину защитного слоя бетона для рабочей арматуры подошвы фундаментов при наличии бетонной подготовки принимают не менее 40 мм и не менее диаметра стержня рабочей арматуры. Допускается применение щебеночной или песчаной подготовки с цементной стяжкой. При обосновании допускается бетонирование фундаментов без подготовки. В этом случае толщину защитного слоя бетона для рабочей арматуры подошвы назначают не менее 70 мм. При сборных фундаментах устраивают подготовку из песка или цементного раствора. Для защиты подошв фундаментов, расположенных в уровне агрессивных грунтовых вод (с учетом возможности их повышения), необходимо предусматривать:
Характеристики агрессивных сред определяются по СНиП 2.03.11. По характеру работы железобетонные фундаменты могут быть жесткими или гибкими. В жестких фундаментах линия уступов с вертикалью образует угол, который не превышает угол образования пирамиды продавливания от вертикальных нагрузок (рисунок 24). При этом в теле фундамента не возникает значительных растягивающих напряжений. П  о форме фундаментов в плане и виду конструкций, опирающихся на фундаменты, фундаменты подразделяют на отдельно стоящие, ленточные под стены здания, ленточные под колонны, сплошные (плитные) под стены здания и сплошные под колонны. О  тдельные фундаменты (рисунок 25) устраивают под колонны и стены. В последнем случае для возведения стен под ними устанавливают фундаментные балки (рисунок 26) или цокольные панели, опирающиеся на фундаменты (рисунок 27). Л  енточные фундаменты под колонны (рисунок 28) воспринимают нагрузку от ряда колонн. Иногда под сетку колонн делают ленточные фундаменты в двух направлениях (перекрестные ленты). Ленточные фундаменты устраивают для уменьшения давлений на грунты основания и уменьшения неравномерностей осадок отдельных колонн. Ленточные фундаменты под стены (рисунок 29) сохраняют геометрию стен здания в плане. В зданиях с подвальными помещениями и техническими подпольями ленточные фундаменты выполняют функцию стен заглубленных помещений. С   плошные фундаменты (рисунок 30) устраивают под всем сооружением или под его частью в виде железобетонных плит под сетку колонн и стен. Такие плиты работают на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Сплошные фундаменты существенно уменьшают давления на грунты основания по сравнению с отдельными фундаментами и, при значительной толщине фундаментной плиты, способствуют уменьшению неравномерности осадки.  
Монолитные отдельные фундаменты проектируют ступенчатого типа, плитная часть которых имеет от одной до трех ступеней. Если по конструктивным особенностям и требуемым габаритам подошвы фундамента необходимости в устройстве плитной части нет, фундаменты проектируют столбчатыми без плитной части. Высоту фундамента, высоты ступеней плитной части и размеры в плане подошвы и подколонника следует принимать кратными 300 мм (3М в соответствии с ГОСТ Р 52085-2003 [3]) из условия их изготовления с применением инвентарной щитовой опалубки. При соответствующем обосновании в случае массового применения или для отдельных индивидуальных фундаментов разрешается принимать размеры, кратные 100 мм по согласованию с потребителем и высоты ступеней плитной части кратными 50 мм, но не менее 300 мм. При центральной нагрузке подошву фундамента следует принимать квадратной. При внецентренной нагрузке, соответствующей основному варианту нагружения, подошву рекомендуется принимать прямоугольной с соотношением сторон не менее 0,6. Высота фундамента h назначается с учетом глубины заложения подошвы и уровня обреза фундамента. Обрезы фундаментов сборных железобетонных колонн промышленных зданий следует принимать, как правило, на отметке -0,150 для обеспечения условий выполнения работ нулевого цикла. Обрез фундамента монолитных железобетонных колонн рекомендуется принимать в уровне верха фундаментной балки, а при ее отсутствии – на отметке -0,050. Отметка обреза фундамента стальных колонн определяется размером базы колонны, принятого способа опирания башмака и метода монтажа стальных колонн. Например, при безвыверочном монтаже стальных колонн, имеющих фрезерованный торец и строганую плиту башмака, требуется устройство подливки под плитой башмака толщиной 50-70 мм, что и определяет отметку верха фундамента. Рекомендуемые размеры сечений подколонников, высот фундаментов и плитной части, а также подошвы (см. рисунок 25) приведены в табл. 26.
Здесь hpl – суммарная высота плитной части фундамента. Сопряжение фундамента с колонной выполняется монолитным для фундаментов под монолитные колонны (рисунок 31, а) и стаканным для сборных или монолитных фундаментов под сборные колонны (рисунок 31, б, в). При монолитном сопряжении фундамента с колонной размеры поперечного сечения подколонника по сравнению с размерами поперечного сечения колонны принимают увеличенными не менее чем на 50 мм в каждую сторону. Стакан под двухветвевые колонны с расстоянием между наружными гранями ветвей не более 2400 мм выполняется общим под обе ветви, с расстоянием более 2400 мм - раздельно под каждую ветвь. Под колонны в температурных швах также рекомендуется выполнять раздельные стаканы. Размеры стакана для сборных колонн следует назначать из условия обеспечения необходимой глубины заделки колонны в фундамент и обеспечения зазоров, равных 75 мм по верху и 50 мм по низу стакана с каждой стороны колонны (см. рисунок 31). Г  лубина стакана dp принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны dс, которая назначается из следующих условий: для типовых колонн - по данным рабочей документации; для индивидуальных прямоугольных колонн - по таблице 27, но не менее, чем определенных по условиям анкеровки рабочей арматуры колонн; для двухветвевых колонн:
но не более 1,2 м, где ld — ширина двухветвевой колонны по наружным граням; при ld < 1,2 м как для прямоугольных колонн с высотой сечения равным:
но во всех случаях не менее величин, определенных по условиям анкеровки рабочей арматуры колонн и не более 1,2 м.
Глубина стакана фундамента должна обеспечивать необходимую длину анкеровки продольной рабочей арматуры сборных железобетонных колонн. Базовая (основная) длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления Rs на бетон, определяется в соответствие с [7] по формуле
где As и us - соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня; Rbond - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле
здесь Rbt - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению; η1 - коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным: 1,5 - для гладкой арматуры (класса А240); 2 - для холоднодеформированной арматуры периодического профиля (класса В500); 2,5 - для горячекатаной и термомеханически обработанной арматуры периодического профиля (классов А300, А400 и А500); η2 - коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным: 1,0 - при диаметре арматуры ds 32 мм; 0,9 - при диаметре арматуры 36 и 40 мм. Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле
где  - базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (46); ,  - площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная; - коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки. При анкеровке стержней периодического профиля с прямыми концами (прямая анкеровка) или гладкой арматуры с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств для растянутых стержней принимают =1,0, а для сжатых - =0,75. Данные о требуемой длине анкеровки рабочей арматуры колонн приведены в Таблице 28.
Длина заделки рабочей арматуры колонн в стаканы фундаментов может быть уменьшена, умножением значений, приведенных в таблице 28 на отношение  .Если при конструировании фундаментов невозможно полностью удовлетворить требованиям по длине анкеровки арматуры колонн, приведенным в таблице 28, используют специальные меры по анкеровке продольных стержней в виде: устройства на концах специальных анкеров в виде пластин, шайб, уголков, приварки на длине заделки  дополнительных анкерующих стержней.В любом случае фактическую длину анкеровки принимают не менее 0,3  , а также не менее 15ds и 200 мм.Минимальную толщину стенок неармированного стакана поверху следует принимать не менее 0,75 высоты верхней ступени (подколонника) фундамента или 0,75 глубины стакана dp и не менее 200 мм. В фундаментах с армированной стаканной частью толщина стенок стакана определяется расчетом и принимается не менее величин, указанных в таблице 29.
Толщину дна стакана фундаментов следует принимать не менее 200 мм. Минимальные размеры подколонников стальных колонн определяются расположением анкерных болтов для крепления колонн, расстоянием от оси болта до края фундамента (таблица 30) и размерами опорных плит башмаков.
Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть менее 100 мм для болтов диаметром до 30 мм включительно, 150 мм - для болтов диаметром до 48 мм и 200 мм - для болтов диаметром более 48 мм. Для опирания фундаментных балок на фундаментах изготавливают столбчатые набетонки (приливы), которые выполняются на готовом фундаменте. Крепление набетонок к фундаменту рекомендуется осуществлять за счет сцепления бетона с предварительно подготовленной поверхностью бетона фундамента (насечки) или приваркой анкеров к закладным изделиям, или с помощью выпусков арматуры, предусмотренных в теле фундамента (при отношении высоты набетонки к ее меньшему размеру в плане 15). Фундаментные железобетонные балки высотой сечения 300 мм для наружных и внутренних стен производственных зданий с шагом колонн 6 м выпускаются по серии 1.415.1-2 четырех типов. Геометрические размеры поперечного сечения и область применения балок показаны в таблице 31.
Здесь t – толщина стены. Для кирпичных стен толщин 640 мм и более допускается применение сдвоенных фундаментных балок. Номенклатура балок и расход материалов сведены в таблицу 32.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, 
, 
