Основные принципы проектирования

Основные понятия и определения

Грунтами называют горные породы, используемые при возведении ЗиС в качестве материала основания, среды для размещения в них сооружений (тоннели) или материала самого сооружения (насыпи, плотины).

Все грунты, согласно классификации по ГОСТ 25100-95, подразделяются на четыре класса - три природных класса: скальных, дисперсных, мерзлых и класс техногенных. В курсе ОиФ мы будем изучать основания, сложенные скальными грунтами – грунтами с жесткими структурными кристаллизационными или цементационными связями и дисперсными грунтами – грунтами с механическими и водно-коллоидными структурными связями.

Дисперсные грунты состоят из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом и образуются в результате выветривания (разрушения) скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным и эоловым путем и их отложения.

Основание – массив грунтов, воспринимающий нагрузку от надземных конструкций ЗиС через фундаменты.

Различают основания скальные и нескальные.

Скальными основаниями называют основания, сложенные скальными грунтами и имеющие значительную прочность при сжатии (R_c³5 МПа).

Нескальные основаниями называют основания, сложенные дисперсными грунтами. К этому типу относят основания из крупнообломочных, песчаных, пылевато-глинистых грунтов.

Нескальные основания подразделяют на естественные и искусственные. Основание, сложенное грунтами в естественном неизменном природном состоянии, называют естественным основанием. Если основание подвергалось каким-либо воздействиям с целью искусственного улучшения прочностных и деформационных свойств слагающих его грунтов, то такое основание называют искусственным.

Естественные основания разделяют на однородные, сложенные из грунта одного типа (инженерно-геологического элемента), и слоистые. Причем слоистое основание может иметь согласное или несогласное напластование. Залегание считают согласным, если уклон границ слоев грунтов не превышают
1…2 %, и несогласным если пласты залегают невыдержанно, т.е. имеют уклон превышающий 1…2 % и (или) выклинивание.

Фундамент – это подземная конструкция, которая предназначена для передачи нагрузки от здания на основание.

DL – отметка планировки;

NL – отметка поверхности природного рельефа;

FL – отметка подошвы фундамента;

WL – уровень подземных вод;

B.C – нижняя граница сжимаемой толщи.

Плоскость фундамента, опирающаяся на основание, называют подошвой. Поверхность фундамента, на которую опирается надземная конструкция ЗиС, а также граница между соседними уступами называют обрезом.

Слой грунта, на котором располагается подошва, называют несущим слоем. Другие слои являют подстилающими.

Расстояние от планировочной поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения фундамента d_n.

В результате воздействия нагрузки от ЗиС в основании фундамента формируется деформируемая зона, которая называется сжимаемой толщей или рабочей (активной) зоной основания. Расстояние от отметки подошвы фундамента FL до отметки нижней границы сжимаемой толщи B.С называют глубиной сжимаемой толщи H_C.

В основе проектирования оснований и фундаментов ЗиС заложены следующие принципы:

1) проектирование оснований по предельным состояниям;

2) учет совместной работы основания, фундаментов и несущих конструкций;

3) комплексная оценка характера работы грунтов основания и выбора типа фундаментов в результате совместного рассмотрения:

a) инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства;

б) особенностей сооружения и чувствительности его несущих конструкций к неравномерным осадкам;

в) способа выполнения земляных работ по устройству фундаментов, коммуникаций и подземной части сооружения.

Такой учет факторов делает задачу проектирования и возведения фундаментов сложной, поэтому необходимо разрабатывать несколько вариантов устройства оснований и фундаментов, а затем на основе технико-экономического их сравнения принимать наиболее рациональные решения.

Проектирование фундаментов рекомендуется вести в следующей последовательности:

1) произвести оценку несущей способности грунтов основания по результатам инженерно-геологических изысканий;

2) определить глубину заложения фундамента;

3) выбрать наиболее рациональный тип фундамента и установить материалы для строительства фундаментов;

4) проверить устойчивость фундамента при наличии горизонтальных сил или расположении сооружения на откосе;

5) определить напряженное состояние грунта под подошвой фундамента;

6) сделать расчет осадки фундаментов;

7) произвести конструирование фундамента и расчет его прочности;

8) выбрать наиболее рациональный метод производства работ по устройству фундаментов.

Дата добавления: 2013-12-13