Последовательность проектирования оснований и фундаментов

1. Оценка результатов инженерно-геологических, инженерно-гео­дезических и инженерно-гидрометеорологических изысканий для строительства.

2. Анализ проектируемого здания и сооружения. Определяются плановые и высотные размеры сооружения, устанавливаются его конструктивная и рас­четная схемы, материалы элементов конструкций, способы передачи нагрузок на основание. Исходя из конструктивных и эксплуатационно-технологических требований определяется чувствительность со­оружения или отдельных его частей к неравномерным осадкам назначаются предельные значения деформаций основания.

Определение нагрузок, действующих на сооружение (ветровых, снеговых, особых и т. п.), а также нагру­зок от несущих конструкций сооружения, перекрытий, различного рода оборудования и эксплуатационных условий, передающихся на фундаменты. Равнодействующие всех нагрузок в зависимости от расчетной схемы сооружения прикладываются в уровне верхнего обреза или подошвы фундамента.

3. Выбор типа основания и конструкций фундаментов. Имея
приведенные выше данные, осуществляют привязку проектируемо­го сооружения к строительной площадке, т. е. совмещение осей
сооружения с инженерно-геологическими разрезами и выбор глуби­ны заложения подошвы фундаментов.

Заканчивается этот этап выбором типа основания и нескольким (обычно не менее трех) конструктивных типов фундаментов проек­тируемого сооружения, намеченных для дальнейшего, более деталь­ного анализа. Поскольку в качестве проектного решения будет принят один из этих вариантов, значение рассматриваемого этапа в общей цепочке проектирования очень велико.

4. Расчеты оснований по предельным состояниям. Технико-экономический анализ вариантов и принятие окончательного решения для одного или нескольких сечений сооружения в зависимости от его конфигурации, нагрузок, сложности напластования грунтов. Проводятся расчеты выбранных вариантов фундаментов по предельным состояниям, определяются окончательные размеры фундаментов в плане.

Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах, усилия, пе­редаваемые сооружением на фундаменты, устанавливаются в соот­ветствии со СНиП 2.01.07 – 85 «Нагрузки и воздействия».

Нагрузки, устанавливаемые СНиПом, соответствуют нормативным их значениям. Расчеты оснований производятся по расчетным значениям нагрузок, которые определяются произведением нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке, учитывающий возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону от их нормативных значений. Значения коэффициентов, при расчетах оснований по несущей способности для различных случаев изменяются от 1 до 1,4. При расчетах оснований по деформациям значение этого коэффициента принима­лся равным единице (= 1).

В зависимости от продолжительности действия нагрузки подразделяются на постоянные (собственный вес несущих и ограждающих конструкций, вес и давление грунта и т. п.) и временные. Временными считаются нагрузки, которые в отдельные периоды стро­ительства и эксплуатации могут отсутствовать. К ним относятся:

- длительные (вес стационарного оборудования, нагрузки на пере­крытия в складских помещениях и т. п.);

- кратковременные (вес людей, материалов, продукции технологического назначения сооружения, снеговые, ветровые и т. д.);

- особые (сейсмические, аварийные и др.).

Различают следующие сочетания нагрузок: основные, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных, и особые, включа­ющие, кроме того, и одну из особых нагрузок. Расчеты по дефор­мациям производятся на основное сочетание нагрузок, по несущей способности – на основное и особое сочетание.

Виды деформаций оснований и сооружений. Деформации основа­ний могут вызываться различными причинами и подразделяются на следующие виды.

Рис. 1.2 Характерные формы совместных деформаций сооружения и основания: а – расчетная схема; б – схема неравномерных осадок фундаментов; в – схема крена жесткого сооружения; г – схема деформаций, приводящих к закручиванию сооружения; д – схема сдвига жесткого сооружения

Осадки – деформации, происходящие в результате уплотнения грунтов основания под воздействием внешних нагрузок, включая Действующие вблизи сооружения, и собственного веса грунтов основания. Осадки развиваются без коренного изменения структуры грунтов.

Просадки – деформации, происходящие в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунтов основания под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунтов, так и проявления дополнительных факторов (замачивания просадочных грунтов, оттаивания ледовых прослоек в мерзлых грунтах и т. п.).

Подъем или усадка поверхности основания - деформации, связанные с изменением объема некоторых видов грунтов при физических и химических воздействиях (морозное пучение при промерзании, набухание при увеличении влажности и т. д., усадка при уменьшении влажности грунтов и т. п.).

Оседание – деформации земной поверхности, вызываемые подземными работами (разработка полезных ископаемых, некачественное возведение подземных сооружений и т. п.), а также резка_м изменением гидрогеологических условии территории (понижение уровня подземных вод, карстово-суффозионные процессы и т. п.)

Горизонтальные перемещения – деформации, вызываемые действием горизонтальных нагрузок и составляющих общей нагрузки, (подпорные стенки, фундаменты распорных систем и т. п.), а также связанные с большими вертикальными перемещениями поверхно­сти при оседаниях, просадках и т. п.

Из-за неоднородности грунтов в пределах пятна застройка и различных нагрузок на отдельные фундаменты сооружения обыч­но возникают неравномерные деформации основания, вызывающие также неравномерные деформации в конструкциях сооружения. Различают следующие характерные формы совместных деформаций сооружения и основания (рис. 1.2).

Абсолютная осадка основания отдельного фундамента S, опре­деляемая как среднее вертикальное перемещение подошвы фундаме­нта. Зная величины S для различных фундаментов, можно оценить неравномерность деформаций основания и конструкции сооруже­ния.

Средняя осадка основания сооружения:

S= / (1.1)

где S_i – абсолютная осадка i-гo фундамента с площадью подошвы Ai. При известных значениях S_i, и S можно оценить необходимость и наметить мероприятия по уменьшению осадок основания или приспособлению конструкций фундамента к неравномерным осад­кам.

Дата добавления: 2014-01-20