Основные понятия и определения. Грунты - горные породы, слагающие верхние слои земной поверхности, образовавшиеся в результате выветривания

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРУНТАХ И МЕТОДАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

ТЕМА1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРУНТАХ

Грунты - горные породы, слагающие верхние слои земной поверхности, образовавшиеся в результате выветривания.

Основание - толща грунтов со всеми особенностями их напластования, воспринимающего нагрузку от веса зданий и сооружений. Различают скальные и нескальные основания.

Скальным основанием называют массивные горные породы с жесткими связями между частицами грунта, залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива и имеющие значительную прочностъ при сжатии (Rс≤ 5 МПа)..

Нескальные, или грунтовые, основания представляют собой толщу несвязных или связных горных пород имеющих связи между отдельными частицами, которые во много раз меньше прочность самих минеральных частиц. К этому типу относят основания из крупнообломочных, песчаных, пылевато-глинистых грунтов.

Нескальные основания подразделяют на естественные и искусственно улyчшенные. Первые используют при возведении зданий в условиях природного залегания после предварительной подготовки. Естественные основания разделяют на однородные, сложенные из грунта одного типа (рис. 1.1, а), и слоистые (рис. 1.1, 6), причем слоистое основание может иметь согласное (рис. 1.1, б) или не-

согласное (рис. 1.1, в) залегание грунтов. Залегание считают согласным, если уклон отдельных слоев грунта не превышает 1...2%, и несогласным, если пласты залегают невыдержанно, т. е. имеют больший уклон и выклинивание.

В большинстве случаев располагать здание на поверхности земли бывает нецелесообразно, поскольку верхние слои грунта имеют низкую несущую способность и не могут воспринять нагрузку отвеса сооружения, они способны испытывать значительные деформации под влиянием климатических факторов в результате пучения при промерзании, просадки при оттаивании, усадки при высыхании, набухания при увлажнении и т. д. Это приводит к необходимости использования специальной конструкции, которую называют фундаментом.

Фундамент 1 - это подземная часть здания, которая предназначена для передачи нагрузки от здания на залегающие на некоторой глубине грунты основания (рис. 1.2).

Плоскость фундамента, опирающуюся на основание 3, называют подошвой. Поверхность фундамента 2, на которую опирается надземная конструкция, а также границу между соседними уступами называют обрезом. Слой грунта 4, на котором располагается подошва, называют несущим слоем, другие слои 5 являются подстилающими. Расстояние от поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения фундамента df'. Высота самого фундамента hf, как правило, меньше глубины заложения, поскольку обрез обычно располагается ниже отметки поверхности земли.

В результате воздействия нагрузки от веса сооружений в основании фундамента формируется деформируемый массив грунта 6, который называют сжимаемой толщей или рабочей зоной основания. Расстояние от отметки подошвы фундамента FL до отмeтки нижней границы сжимаемой толщи BS называют глубиной сжимаемой толщи Нс. Уровень подземных вод 7, находящихся в основании, обозначают отметкой WL.

При проектировании оснований используют два метода расчета. Первый - расчет деформаций (вторая группа предельных состояний), в этом методе рабочая сжимаемая зона основания принимается в виде, показанном на рис. 1.2. Этот метод расчета применяют при относительно небольших нагрузках, когда не происходит потери устойчивости основания, что позволяет использовать решения механики линейно деформируемых сред.

При достижении внешней нагрузкой значительной величины (рис. 1.3) может произойти потеря устойчивости основания, сопровождающаяся выдав-

ливанием части грунта из-под подошвы фундамента.

В этом случае используют второй метод расчета - по устойчивости (первая группа предельных состояний). В данном метод расчета за рабочую зону основания принимают объем грунта, перемещаемый относительно неподвижного массива в результате потери устойчивости основания.

Фундаменты подразделяют на следующие основные категории: возводимые в oткpытых котлованах, глубокого заложения и свайные.

Фундаменты в открытых котлованах (рис. 1.4, а) - это такие фундаменты, которые после возведения в котловане 1 засыпаются грунтом 2 и передают давление на основание преимущественно по подошве.

Фундаментами глубокого заложения (рис. 1.4, б) называют фундаменты, формируемые или погружаемые в грунт с помощью специальных механизмов. Они передают нагрузку на основание как по подошве R1 так и за счет сил трения по боковой поверхности фундамента R2.

Свайным фундаментом (рис. 1.4, в) называют группу свай, объединенных поверху для совместной работы с помощью специальных плит или балок З.

Дата добавления: 2014-01-04