Основные положения проектирования оснований и фундаментов по предельным состояниям

Вопрос. Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям

Воп. Основные понятия и определения

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 н сооруже­ний. Различают скальные и несильные основания.

Скальным основанием называют массивные горние породы с жесткими связями между частицами грунта, залегающие в виде сплошного или трещиноватого массииа и имеющие значительную прочность ори сжатии (Лс>5 МПа).

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

Нескальные основания подразделяют на естественные и искус­ственно улучшенные Первые используют при возведении зданий в условиях природного залегания после предварительной подготов­ки. Естественные основания разделяют на однородные, сложенные грунты одного типа и слоистые.

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

Фундаменты в открытых котлованах—- это такие фундаменты, которые после возведения и котловане / засыпаются грунтом 2 и передают давление на основание преимущественно по подошве.

Фундаментами глубокого заложения называют л фундаменты, формируемые или погружаемые н грунт с помощью специальных механизмов. Они передают нагрузку на основание как по подошве,так и за счет сил трения по боковой поверхности фундамента

Свайным фундаментом называют группу спай, объ­единенных поверху для совместной работы с помощью специаль­ных плит или балок 3.

Вариантность решений

При проектировании фундаментов группы сооружений (зда­ний) или отдельного объекта прежде всего оцениваются инже­нерно-геологические и гидрогеологические условия возможной территории строительства. Объекты на этой территории жела­тельно размещать таким образом, чтобы застраивались благо­приятные площадки (с грунтами наиболее высокого качества, с уровнем грунтовых вод ниже проектной отметки подошвы фундаментов, со спокойным рельефом местности). Инженерно­геологические условия площадки строительства оценивают на основании тщательного изучения материалов изысканий, в том числе данных лабораторных и полевых испытаний грунтов, дан­ных статического и динамического зондирования, а в некото­рых случаях путем испытания свай или опытных фундаментов.

Используя все полученные данные, уточняют значения ре­комендованных геологами расчетных характеристик грунта для каждого слоя, зависящие, в частности, от того, для каких рас­четов (по деформациям или прочности — устойчивости) они определяются.

Весьма важно также учесть опыт строительства на соседних территориях с аналогичными инженерно-геологическими усло­виями. Опыт строительства часто заставляет вносить коррек­тивы в рекомендации, приводимые в инженерно-геологических заключениях. Действительно, чему отдать предпочтение; реко­мендациям инженерно-геологического заключения об устрой­стве свайных фундаментов или опыту строительства более де­шевых фундаментов на естественном основании, как это, на­пример, сделано на соседнем участке, имеющем точно такие же инженерно-геологические и гидрогеологические условия? Крите­рием истины, согласно диалектическому материализму, являет­ся опыт, поэтому он должен быть детально изучен и учтен при проектировании и выборе вариантов,

Процесс рассмотрения вариантов’ является одним из основ­ных моментов проектирования фундаментов. В связи с этим важно правильно решить все принципиальные вопросы при раз­работке вариантов. С этой целью проектирование выполняют* по этапам:составляют эскизы всех реальных вариантов; отбрасывают наиболее неприемлемые из них ’(по способу производства работ, величинам ожидаемых неравномерностей осадок, долговечности и другим условиям);рассчитывают отобранные варианты одного наиболее загру­женного типичного фундамента;производят технико-экономическое сравнение вариантов фундамента, удовлетворяющих требованиям расчета по дефор­мациям и устойчивости, долговечности, возможности возведения их, в том числе в зимнее время.Каждый вариант доводят до оптимального решения, чтобы затрата на его устройство были минимальными. При этом, ко­нечно, надо помнить, что в сооружении имеются и менее загру­женные фундаменты, которые также не должны противоречить оптимальности решения.

2 вопрос.. Исходные данные.1.необходимо иметь информацию о геологических, гидрогеологичес­ких условиях района строительства и свойствах грунтов строитель­ной площадки. Для этого на строительной площадке проводит инженерно-геологические изыскания. Они включают проведение следующих работ: бурение скважин и разработку шурфов, обяза­тельный отбор образцов с целью выяснения геологического стро­ения и особенностей иаи.частования, лабораторные исследования для установления физико-механических свойств грунтов.2. данные об особенностях геологическою строения и напласто­вания грунтов на строительной площадке, сведения о мощности отдельных слоев грунта, основные классификационные показа­тели, позволяющие судить о физико-механических характеристиках грунтов, на основе которых дается оценка деформатнвных и про­чностных свойств оснований. 3.Особое внимание следует обращать на гидрогеологические условия района строительства, на установив­шийся уровень подземных вод, на причини, которые могут вызвать его колебание, а также наименьшую и наивысшую отметку возмож­ных колебаний. 4.Важно знать о возможности образования в основа­ниях агрессивных сред, формирующихся в результате проникнове­ния в грунты химических веществ, Если на строительной площадке имеются уже построенные здания, необходимо знать о времени возведения и конструктивных особенностях их фундаментов, чтобы судить о взаимном влиянии проектируемых и существующих соору­жений.5Особое внимание следует обращать иа возможность протекания различных физико-геологических процессов в районе предполагаемого строительства, которые могут оказать существенное влияние на эксплуатацию фундаментов, а также самих зданий и сооружений. 6.Необходимо учитывать вероятность образования оползней; явления просадочносги, свойственные лессовым грунтам при замачивании и вечномерзлым — при оттаивании; явления усадки и набухания грунтов в результате изменения климатических и гвдроюологичсс- ких режимов; сейсмические явления, способные поилечь за собой разжижение водонасыщеилих песчаных грунтов; морозное пучение, которое может вызвать значительные деформации фундаментов зданий и сооружений.Материалы инженерно-геологических изысканий включают то­пографический план участка строительства с указанием рельефа и горизонталей уже существующих и проектируемых зданий. Объем и содержание инженерно-геологических изысканий зави­сят от степени изученности района строительства, сложности геоло­гического сгроеиня исследуемого района, стадии проектирования, особенностей возводимого здания или сооружения и регламентиру­ются действующими ГОСТами.

Инженерно-геологические условия площадки строительстваиНапластование фунтов на каждой площадке сугубо индиви­дуально. При выборе типа и глубины заложения опорных частей фундаментов проектируемого сооружения следует вначале оценить прочность и сжимаемость слоев грунта по данным инженерно- геологических изысканий. После этого целесообразно разделить грунты на две условные категории: слабые и надежные. Слабыми можно назвать гру нты, которые в естественном состо­янии не могут являться основанием данного сооружения. Эю озна­чает, что даже при больших затратах на создание громоздких фунда­ментов с целью г>ередачи на эти гру ты давлений, не ведущих к раз­рушению основания, ожидаемые осадки и их неравномерность пре­вышают предельно допу стимые для проектируемого сооружения.Надежными называются грунты, которые обеспечивают раз­витие деформаций в допус тимых пределах.При указанном делении фунтов все многообразие их наплас­тований можно предегавить в виде трех расчетных схем (рис. 2.1). Рассмотрим варианты устройства фундаментов при залегании грунтов площадки строительства в соответствии с этими тремя схемами.Схема I. Инженерно-геологические условия площадки строи­тельства благоприятны. Как правило, основным вариантом в лом случае являются фундаменты на естественном основании с мини­мальной глубиной заложения, корректировка которой производит­ся при учете климатических факторов и особенностей сооружения.Схема II. Эта схема допускает большое разнообразие вариан­тов фундаментов. При относительно малой толщине слабого слоя наиболее очевидными являются его прорезка и устройство фун­даментов на естественном основании, в качестве которого исполь­зуется надежный грунт .Вторым возможным вариан­том будет свайный фундамент с заделкой концов свай в надежный При необходимости строительства на данной пдошадке тяже­лого сооружения в случае очень большой толщины слабого слоя последний приходится рассматривать в качестве основания. Зада­ча при этом будет состоять в снижении ожидаемых осадок до ве­личин, допустимых для данного сооружения, либо с понижением чувствительности сооружения за счет его разрезки на отсски, либо наоборот, с увеличением жесткости его конструкций. Схема III. Дополнитель­ным явится вариант, когда фундамент (как правило, на естествен­ном основании) опирается на верхний надежный слой При невозможности реализации этого варианта гм при­чине слишком больших давлений на слабый прослоек либо значи­тельных осадок слабый слой может быть закреплен э

. Климатические факторы 1.глубина промерзания2. глубина заложения в зависимости от глубины промерзания.3. К влияющим на глубину заложения фундаментов климатичес­ким факторам помимо промерзания следует отнести сезонные яв­ления набухания и усадки, характерные для глин, залегающих в некоторых южных районах. В этих районах подошва фундамен­тов (ростверков) должна располагаться на глубине, ниже которой объемные изменения в грунте не имеют места (см. гл. 10).Нагр и возд-я на основ-е. (см. п. 1.1, 1.3 – 1.12 СНиП “Нагрузки и возд-я”, п. 2.5 “Основ-я”) При проектир-и основ-й и фунд нагр и возд-я, их классиф-я, вид, интенсивность, усл-я возд-я и возможн сочетания назнач-ся в соотв-ии с треб-ми СНиП. Расчетн знач-я опр-т умножением нормативн нагр на коэф надежн-ти по нагр γf.

Читайте также  Обрешетка под ондулин: какое расстояние для шага обрешетки, размеры крепления для ондулина и монтаж своими руками

Нагр и возд-я в завис-ти от продолжит-ти действия: 1. длительные – вес всех частей и эл-в, вес и давл-е гр; 2. длительн времен – вес стационарн оборуд-я, нагр на перекр-я от складир материалов, от кранов, от людей и снега, обусловленн деф-циями основ-я, не сопровожд-ся коренным измен-м гр; 3. кратковременн – вес людей, снега, ветра; 4. особые – возд-я, обусловлен деф-циями основ-я с коренным изменением структуры гр, сейсмич и взрывн возд-я.Расчет основ-й зд и сооруж-й по пред сост-м I и II гр д. вып-ся с учетом наиб неблагопр сочетаний нагр, различают след сочетания: 1. осн. сочет-я нагр, состоящ из пост, длит, кратковр нагр; 2. особое сочет нагр — пост, длительн, кратковр и 1 из особых.

Если учит-ся сочетания, включ. постоянн и не читать все изречения.

Источник:
http://studopedia.ru/15_126686_vopros-proektirovanie-osnovaniy-i-fundamentov-po-predelnim-sostoyaniyam.html

Общие принципы проектирования оснований и фундаментов. Расчеты оснований и фундаментов по предельным состояниям

В основе проектирования заложены ледующие принципы:

1)проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям.

2)учёт совместной работы системы основание-фундаменты-несущие конструкции сооружений.

3)комплексный учёт факторов при выборе типа фундаментов и оценке работы грунтов в основании в результате совместного рассмотрения:1)инженерно-геологических условий. 2)особенностей здания и сооружения и чувствительности его частей к неравномерным осадкам. 3)метода выполнения работ по устройству фундаментов и подземной части сооружения.Такой учёт факторов слишком сложен,поэтому разрабатывают несколько вариантов,а затем на основе ТЭП выбирают наиболее экономичный.

основания и фундаменты рассчитываются по 2 группам пред.состояний:

-по несущей способности

по несущей способности рассчитывается из условия

N-заданная расчетная нагрузка на основание в наиболее невыгодной комбинации нагрузок.

— предельно-доопустимая нагрузка

-коэф.условия работы основания 1

-расчетная абсолютная осадка ф-та

-предельная величина абсолютных деформаций основания

-относительная расчетная разница осадок

-предельно допустимая разница осадок

, выбираются по СНБ в зависимости от вида здания или сооружения.

Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить: хрупкое, вязкое разрушение, потерю устойчивости формы конструкции. Расчет по предельным состояниям второй группывыполняют, чтобы предотвратить: образование чрезмерного или продолжительного раскрытия трещин, чрезмерные перемещения.

70. Исходные данные необходимые для проектирования оснований и фундаментов.

1.Экономичность конструкций и фундаментов.

3.MAX использование несущей способности грунтов

Задание на проектирование должно содержать

1.Данные об участке строительства

2.Сведения о возводимом сооружении

3.Сведения об инженерно-геологических и гидрогеол-их условиях

4.Физические и мех.хар-ки свойств грунтов основания

5. Перечень материалов которые возможно применять для строительства фундаментов, стоимость и расстояние транспортировки

Далее необходимо иметь

1.Геологическую съемку , климатические данные 2. Краткую схему здания, конструктивную схему( материалы несущих и ограждающих конструкций),их чертежи, данные о нагрузках и местных особенностях

3.Данные о пластование грунта и уровне подземных вод, состав, структуру грунта, инженерно-мех характеристики

Инженерно-геол изыскания в виде разрезов скважин4.Отбираются пробы и определяются физ-мех, производные грунта.

Порядок проектирования основания и фундаментов

1.Ознакомление с проектируемым зданием и сооружением2.Оценка инженерно-геол условий площадки строительства(возраст,строение, напластование, физ. и мех. хар-ки в уровень грунтовых вод)3.Определение нагрузок и воздействий действующих на основание

СНиП 2.01.07-85»Нагрузки и воздействия»

4.Выбор типа и основных размеров фундамента5.Проверочные расчеты оснований по деформациям СНБ5.01.01-99

6.Проверочные расчеты оснований и фундаментов, и всего сооружения по несущей способности(сдвиг, опрокидывание)7.Назначение окончательных размеров и конструкция фундамента

Источник:
http://megaobuchalka.ru/6/43310.html

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Как уже отмечалось выше, основания и фундаменты зданий и сооружений должны быть надежными и экономичными. Чрезмерное повышение надежности фундаментов ведет к увеличению их размеров, а следовательно, и расхода материалов, т. е. вызывает ухудшение экономичности, выражающейся в основном в удорожании и увеличении объемов строительных работ. В свою очередь, стремление к повышению экономичности может привести к снижению надежности. Поэтому целью проектирования является выбор такого оптимального решения, которое позволило бы запроектировать надежную и экономичную конструкцию фундамента и его основания. Найти такое решение позволяет принятая методика расчета по предельным состояниям.

В основу положено предположение о том, чтобы усилия, напряжения деформации и перемещения, возникающие в основаниях и элементах конструкций фундаментов зданий и сооружений, были близки к установленным предельным значениям, но не превышали их.

Чем ближе искомое расчетное значение к предельному, тем экономичнее будет проектируемый фундамент, а ограничение расчетных усилий и деформаций предельными значениями позволяет обеспечить необходимую надежность принятого конструктивного решения. Предельные состояния подразделяют на две группы.

Первая группа — по несущей способности. При расчете по этой группе предельных состояний должны быть исключены все возможные формы разрушений, которые могут произойти в результате потери прочности или устойчивости под действием силовых факторов, обусловливаемых в основном действующими нагрузками или в результате неблагоприятных (агрессивных) воздействий внешней среды.

Вторая группа — по деформациям. При расчетах по данной группе предельных состояний должны быть исключены факторы, затрудняющие нормальную эксплуатацию зданий и сооружений, вызываемых чрезмерными осадками, прогибами, выгибами, кренами, углами поворота, развитием трещин, а также амплитудами колебаний при динамических воздействиях.

Передача сооружениями нагрузки на грунты оснований через систему фундаментов может привести к развитию неравномерных осадок, что вызовет появление дополнительных усилий в конструкциях зданий. Эти усилия могут привести к образованию трещин, а в некоторых случаях — к авариям сооружений. Кроме того, в большинстве грунтов фундаменты достигают предельно допустимых осадок раньше, чем происходит потеря несущей способности основания. Поэтому расчет оснований выполняют прежде всего по деформациям, т. е. по второй группе предельных состояний.

При слабых грунтах может произойти и потеря устойчивости оснований фундаментов, поэтому в таких случаях необходимо производить дополнительный расчет основания и по первой группе предельных состояний.

Целью расчета оснований и фундаментов по предельным состояниям должно быть назначение таких размеров и выбор такого конструктивного решения, чтобы в основаниях и элементах фундаментов не возникало ни одного предельного состояния.

Источник:
http://stroy-spravka.ru/article/proektirovanie-osnovanii-i-fundamentov-po-predelnym-sostoyaniyam

Основные положения проектирования конструкции фундаментов по предельным состояниям

Предельные состояния конструкций фундаментов и оснований грунтов. Глубина заложения фундамента. Последовательность проектирования оснований и фундаментов. Историческая справка о НИИОСП (Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений).

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция 1. Основные положения проектирования конструкции фундаментов по предельным состояниям

1. Предельные состояния конструкций фундаментов и оснований грунтов

2. Последовательность проектирования оснований и фундаментов

3. Историческая справка о НИИОСП

1. Предельные состояния конструкций фундаментов и оснований грунтов

Фундаментом называют подземную или подводную часть сооружения (Рис.1), которая передает нагрузку от сооружения грунту основания и распределяет ее на большую площадь.

Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения.

Нижнюю плоскость, которой фундамент опирается на грунт, называют подошвой. Верхнюю границу между фундаментом и телом сооружения называют плоскостью обрезов или просто обрезом фундамента. Расстояние по вертикали от обреза до подошвы составляет высоту фундамента .

Рис.1 Схема фундамента мелкого заложения опоры моста: 1 — фундамент; 2 — основание; 3 — несущий пласт; 4 — подошва фундамента; 5 — обрез фундамента; 6 — опора; 7 — наинизший уровень дна после размыва грунта.

Под глубиной заложения фундамента понимают расстояние от самого низкого, в период эксплуатации сооружения, уровня поверхности грунта до подошвы фундамента. В общем случае высота фундамента и глубина его заложения могут быть различными (Рис.1).

Необходимость заглубления фундамента диктуется рядом условий. Верхние слои грунта обычно имеют низкую несущую способность. Устройством фундамента и заглублением его до прочных грунтов обеспечивают надежное существование сооружения, как во время строительства, так и в период его эксплуатации.

Заглублением фундамента ниже уровней размыва предохраняют опоры мостов от потери устойчивости и обрушения в результате подмыва грунта основания текущей водой.

Многие грунты подвержены пучению при промерзании. Заглубление фундаментов ниже зоны пучения предохраняет сооружение от воздействия нормальных сил пучения, которые могут вызвать его деформации.

Читайте также  Забор между соседями - нормы, правила, закон

Второе назначение фундаментов — распределение нагрузки на большую площадь — вытекает из сопоставления прочности материала надфундаментной части сооружения и прочности грунта. Прочность грунта обычно значительно меньше прочности материала сооружения, поэтому подошва фундамента имеет размеры большие, чем размеры сооружения.

Фундамент может служить и ограждающей конструкцией, например, в зданиях, имеющие подвалы.

Различают фундаменты мелкого и глубокого заложения. К последним относят свайные (Рис.2) и столбчатые, массивные фундаменты в виде опускных колодцев (Рис.3) и кессонов, а также фундаменты, сооружаемые способом «стена в грунте». Ростверк объединяет сваи в одну конструкцию и распределяет на них нагрузку от сооружения. Столбчатый фундамент по сравнению со свайным, имеет большие размеры несущих элементов — столбов. Массивный фундамент глубокого заложения отличается от свайного и столбчатого конструкцией, большими размерами и особенностями погружения. фундамент заложение проектирование подземный

Рис.2. Свайный фундамент опоры моста: 1 — сваи; 2 — подошва ростверка; 3 — ростверк; 4 — обрез ростверка; 5 — опора; 6 — линия наибольшего размыва.

Рис.3. Фундамент глубокого заложения в виде опускного колодца: 1- уровень размыва грунта; 2 — опора; 3 — распределительная плита; 4 — заполнитель из песка или бетона; 5 — стенка колодца; 6 — нож; 7 — подушка подводного бетона.

Основные требования расчета фундаментов по предельным состояниям заключаются в том, чтобы усилия, напряжения, деформации и перемещения отдельных конструкций, основания или всего сооружения были близки к установленным предельным величинам и не превышали их.

Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний:

— по первой группе — по несущей способности (по устойчивости)

— по второй группе — по деформациям (осадки, прогибы, углы поворота), т.е., когда возникают недопустимые для данного вида сооружения деформации и затрудняют эксплуатацию всего здания или сооружения.

При возведении здания или сооружения наблюдается постоянное возрастание давления по подошве фундаментов.

Распределение напряжений, как под подошвой фундамента, так и на значительной глубине необходимо знать, так как прочность и устойчивость сооружений зависит от сопротивления (R) грунта, не только примыкающей к подошве, но и глубоколежащего.

При деформации грунтов под нагрузкой Николай Михайлович Герсеванов выделил три фазы НДС:

I — фаза нормального уплотнения;

II — фаза сдвигов;

III — фаза выпирания грунта.

Зависимость вертикальных перемещений фундамента от действующего давления по его подошве изображена на рис. 5

На графике (рис. 5) участок оа соответствует фазе уплотнения (I), при которой осадка пропорциональна приложенной нагрузке. Эта фаза обусловлена вертикальным перемещением частиц грунта вниз .

Из-за концентрации напряжений под краями фундамента в начале фазы сдвигов (II) происходит разрушение грунта в локальных областях, т.е. происходят местные потери устойчивости. По мере роста внешней нагрузки нарушается линейная зависимость между осадкой и давлением. График на участке аб характеризуется значительной кривизной. При дальнейшем возрастании давления под подошвой фундамента формируется уплотненное ядро и при малейшем увеличении внешней нагрузки приведет к исчерпанию несущей способности.

Рис. 5. Зависимость осадки S от давления Р (график Н.М. Герсеванова)

На рис. 5 такое давление соответствует точке б, являющейся переходной от второй к третьей фазе НДС.

Рис. 6. Фазы НДС в основании фундамента при возрастании давления по подошве: а — уплотнение; б, в — сдвиг; г- выпор грунта

Давление, соответствующее началу появления областей пластических деформаций (сдвигов и разрушения грунта) под краями фундамента, называется начальным, или первым критическим, давлением .

Начальное критическое давление определяется по формуле Н.П. Пузыревского:

где — удельный вес грунта основания;

— угол внутреннего трения;

d — глубина заложения подошвы фундамента;

с — удельное сцепление.

Во второй фазе под краями фундамента формируются области пластических деформаций (разрушения грунта), которые развиваются в сторону и в глубину (рис. 6,б), R области (зоны) локального разрушения грунта развиваются в ширину и в глубину основания, при этом под подошвой фундамента формируется уплотненное ядро в виде клина (рис.6,г). В определенный момент времени краевые области разрушения грунта основания смыкаются на глубине и в результате расклинивающего действия уплотненного ядра устанавливается такое состояние, при котором малейшее увеличение нагрузки приводит к потере несущей способности.

Таким образом, давление, соответствующее исчерпанию несущей способности грунта основания, называется предельным, или вторым критическим давлением .

Второе критическое давление определяется по формуле

где — интенсивность боковой пригрузки.

Рассмотрим два примера, как влияет прочность нижележащего слоя на прочность и устойчивость сооружения.

Если в основании находятся слабые грунты, под покровом более устойчивых, то опасность нарушения устойчивости повышается с увеличением ширины фундамента (рис.7).

Рис. 7. Влияние ширины фундамента на прочность и устойчивость сооружения (по Н.Н. Маслову, 1949): а — при пластических деформациях; б — при выпоре грунта

Таким образом, если в основании находятся плотные грунты под покровом слабых, то опасность нарушения устойчивости понижается с увеличением ширины фундамента (рис.7).

Если из массива грунта, находящегося под действием какой-либо нагрузки, выделить кубик (рис.8), то на него будут действовать вертикальные и горизонтальные нормальные напряжения и три пары касательных напряжений — и , и , и и .

Рис. 8. НДС грунта

2. Последовательность проектирования оснований и фундаментов

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки разделяются на две части:

Геодезическая часть состоит из топографического плана с изображением ситуации, рельефа, горизонталей существующих и проектируемых зданий и сооружений, наземных коммуникаций, наличие оврагов, заболоченных участков; оползневых склонов, возможность заполнения участков во время наводнения.

Геологическая часть содержит геологическое строение участка, особенности напластования и мощности каждого сдоя, геологические выработки с высотными отметками, разрезы колонок, абсолютные отметки отдельных слоев грунта. Приведены данные о физико-механических свойствах грунтов, их основные классификационные показатели и их расчетные значения, оценены деформационные и прочностные свойства отдельных слоев грунта.

Гидрогеологическая составляющая — уровень грунтовых вод, направление течения, их режим, возможные колебания уровня, их агрессивность по отношению к бетону и растворам, наличие блуждающих токов, опыт строительства соседних объектов, определена глубина сезонного промерзания грунтов.

3. Историческая справка о НИИОСП

Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н.М. Герсеванова — ведущая организация строительной отрасли России в области фундаментостроения и подземного строительства. НИИОСП создан в 1931 г. как Всесоюзный институт по сложным основаниям и фундаментам (ВИОС), в 1958 г. утвержден в статусе головного института строительной отрасли в области фундаментостроения и подземного строительства, в 1966 г. награжден орденом Трудового Красного Знамени. Имя своего создателя, выдающегося российского ученого Николая Михайловича Герсеванова, Институт носит с 1973 г. В состав ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИОСП входит с 1994 г.

Практически все крупные объекты страны — высотные здания в Москве, Московское метро, Останкинская телебашня, Норильский горнометаллургический комбинат, крупные заводы (Тольятти, Запорожье, Набережные Челны, Череповец и др.), объекты обустройства рудных, угольных, нефтегазовых месторождений (Курск, Воркута, Уренгой, Якутск и др.) построены при участии Института.

Уникальные объекты на Кубе, в Болгарии, Индии, Египте, Иране, Югославии и других странах также возведены при участии Института.

Источник:
http://revolution.allbest.ru/construction/00557282_0.html

Основные положения проектирования оснований и фундаментов по предельным состояниям

Основные принципы проектирования оснований и фундаментов по предельным состояниям

Фундаменты, являются неотъемлемой частью любого здания и большинства сооружений, значительно отличаются по своей работе от остальных строительных конструкций. Задача фундаментовсостоит в том что бы обеспечить передачу нагрузки от строения на грунты основания. Под воздействием нагрузок от сооружения грунт, в основном, работает на сжатие и на сдвиг, что приводит к деформациям основания и осадкам зданий.

Таким образом, задача проектирования во многом состоит в «приспособлении» сооружения к геологическим условиям площадки строительства и в комплексном рассмотрении системы «основание — фундамент — сооружение». Особенностью проектирования системы «основание — фундамент» является недостаток исходной информации, характеризующей основание в целом и каждого слоя в отдельности.

В связи с этим проектирование фундаментов всегда сопряжено с риском, оценить который не всегда представляется возможным. Вместе с тем ошибки при проектировании могут привести к потере устойчивости или развитию недопустимых деформаций основания сооружения.

В основу проектирования оснований и фундаментов заложены следующие принципы:

Читайте также  Износостойкая краска - какая лучше для наружных и внутренних работ?

1) проектирование оснований сооружений по предельным состояниям;

2) учет совместной работы системы «основание — фундамент — сооружение»;

3) комплексный учет факторов при выборе типа фундаментов, несущего и подстилающих слоев основания в результате совместного рассмотрения, в том числе:

• инженерно-геологических условий площадки строительства;

• особенностей сооружения и чувствительности его несущих конструкций к неравномерным осадкам;

• методов выполнения работ по подготовке оснований и устройству фундаментов.

Комплексный взаимный учет всех этих факторов делает задачу проектирования и устройства фундаментов сложной и ответственной. Ошибки, допущенные при проектировании и возведении фундаментов, могут привести к проведению дополнительных мероприятий, значительно превышающих стоимость фундаментов.

Основные требования к проектированию оснований и фундаментов При разработке проектов фундаментов необходимо обеспечить:

• прочность и эксплуатационную надежность зданий и сооружений (деформации конструкций не должны превышать предельно допустимых величин);

• максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов основания, а также прочности материала фундамента;

• минимальную стоимость, материалоемкость и трудоемкость устройства фундаментов;

• максимальное сокращение сроков строительства.

До 1962 г. фундаменты проектировали по допускаемым нагрузкам, а затем перешли к проектированию по предельным состояниям.

Сейчас в расчете оснований рассматриваются их предельные состояния по несущей способности (первое предельное состояние) и по деформациям (второе предельное состояние). При этом оба вида указанных состояний между собой, как правило, не совпадают. Часто оказывается, что несущая способность грунтов по устойчивости еще далеко не исчерпана, а в осадках фундаментов уже достигнуто предельное состояние их развития. Поэтому расчет оснований по деформациям обычно считается основным, а расчету устойчивости грунтов чаще придают проверочный характер.

Виды предельных состояний

Напряженно-деформированные состояния, при которых конструкции сооружений и их оснований перестают удовлетворять установленным нормативными документами требованиям, в результате чего становятся непригодными к эксплуатации, называют предельными состояниями и подразделяют на две группы.

Вторая группа по непригодности к нормальной эксплуатации — недопустимые перемещения трещины, колебания, затрудняющие нормальную эксплуатацию всего здания и сооружения или отдельных участков.

Расчет по деформациям(2 группа) заключается в выполнении

s
Общие сведения. Основания и фундаменты надлежит проектировать так, чтобы была надежно обеспечена возможность нормальной эксплуатации сооружений. Для этого они должны быть прочными и устойчивыми, т. е. обладать достаточной несущей способностью. Если это условие не выполнено, то несущая способность основания и фундамента может оказаться исчерпанной, в результате чего расположенное на них сооружение будет разрушено или деформировано в такой степени, что нормальная эксплуатация сооружения будет невозможна или значительно затруднена. Различают пять форм исчерпания несущей способности оснований и фундаментов:
1) исчерпание прочности фундамента (прочности материала фундамента), приводящее к его разрушению;
2) исчерпание устойчивости фундамента, приводящее к его опрокидыванию;
3) исчерпание устойчивости фундамента, вызывающее его сдвиг;
4) исчерпание прочности основания, приводящее к большим просадкам;
5) исчерпание устойчивости основания, сопровождающееся сдвигом массы грунта совместно с фундаментом по некоторой поверхности скольжения — глубокий сдвиг.

Наиболее характерные схемы потери устойчивости фундаментов: опрокидывание с поворотом; плоский сдвиг; глубокий сдвиг.

Расчеты, выполняемые с целью не допустить исчерпания несущей способности оснований и фундаментов, называют расчетами их на прочность и устойчивость.

Основания и фундаменты могут обладать достаточной несущей способностью, но под воздействием нагрузок получать значительные перемещения, недопустимые по условиям нормальной эксплуатации сооружений. Расчеты оснований и фундаментов, имеющие целью не допустить таких перемещений, называются расчетами по деформациям.

Железобетонные конструкции фундаментов рассчитывают также на трещиностойкость. Такие расчеты должны исключить возможность чрезмерного раскрытия трещин, при котором возникает опасность коррозии (ржавления) арматуры. На трещиностойкость фундаменты рассчитывают обычными методами расчета железобетонных конструкций, которые в настоящем курсе не рассматриваются.

Расчеты оснований и фундаментов на прочность, устойчивость по деформациям и на трещиностойкость, как и других строительных конструкций, выполняют по методу предельных состояний. Под предельным состоянием подразумевается такое напряженное состояние конструкций или оснований, когда при самом незначительном увеличении нагрузок они перестают удовлетворять предъявляемым к ним требованиям: наступает их разрушение, возникают недопустимые деформации, происходит потеря устойчивости и т. п.

Основания и фундаменты мостов и труб под насыпями рассчитывают по двум группам предельных состояний:
по первой группе — по несущей способности оснований, устойчивости фундаментов против опрокидывания и сдвига, устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов, прочности и устойчивости конструкций фундаментов;
по второй группе — по деформациям оснований и фундаментов (осадкам, кренам, горизонтальным перемещениям), трещиностойкости железобетонных конструкций фундаментов.

Расчет по первой группе предельных состояний выполняют с целью не допустить исчерпания несущей способности и устойчивости оснований и фундаментов. Расчет производят исходя из условия
F≤Fu, (6.1)
где F — силовое воздействие (нагрузка) на основание или на фундамент; Fu — несущая способность (сила предельного сопротивления) основания или фундамента.

Цель расчета по второй группе предельных состояний — исключить возможность возникновения недопустимых по условиям нормальной эксплуатации сооружения деформаций (осадок, кренов, сдвигов) оснований и фундаментов. Расчет производят, исходя из соблюдения условия s

Источник:
http://beton-stroyka.ru/fundament/osnovnye-polozheniya-proektirovaniya-osnovaniy-i-fundamentov-po-predel-nym-sostoyaniyam.html

Принципы проектирования оснований и фундаментов по предельным состояниям.

Основания и фундаменты являются частью конструкций сооружения, в связи, с чем их проектирование осуществляется в соответствии с принципами, принятыми в теории строительных конструкций. Основания и фундаменты следует рассчитывать по двум группам предельных состояний: по несущей способности или непригодности к эксплуатации – I группа предельных состояний; по деформациям или непригодности к нормальной эксплуатации – II группа предельных состояний.

Расчет оснований по несущей способности производится из условия:

(1.1)

где F – расчетная нагрузка на основание; Fu – сила предельного сопротивления основания; gс – коэффициент условий работы, принимаемый в диапазоне 0,8 – 1,0 в зависимости от вида грунта; g n – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15; 1,10 соответственно для зданий и сооружений I, II, III классов.

Расчет оснований по деформациям производится из условия:

(1.2)

где s – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом; su – предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое нормами.

Деформации основания в зависимости от причин возникновения подразделяются на два вида: деформации от внешней нагрузки на основание (осадки; просадки от внешней нагрузки структурно неустойчивых грунтов, например, при изменении их влажности; горизонтальные перемещения); деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, вызванные подземной разработкой полезных ископаемых; просадки грунтов от собственного веса; подъемы при набухании грунта и т.п.).

Исходные данные для проектирования. Нагрузки и воздействия.

Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор: типа основания (естественное или искусственное); типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения; ленточные, столбчатые, плитные и др.; железобетонные, бетонные, бутобетонные и др.); мероприятий, применяемых при необходимости для уменьшения влияния деформаций основания на эксплуатационную пригодность сооружения. Исходные данные для проектирования включают: сведения о проектируемом объекте, его объемно-планировочных и конструктивных решениях, величинах постоянных и временных нагрузок; данные об инженерно-геологических и гидрогеологических изысканиях на площадке строительства; данные горно-геологического обоснования строительства (при строительстве на подрабатываемых территориях); сведения о наличии в районе строительства индустриальной строительной базы; сведения о технологической оснащенности подрядных строительных организаций и др.

Все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов, приводимых в отчете об инженерно-геологических изысканиях на площадке строительства. Расчетные значения характеристик грунтов С, j и g для расчетов по несущей способности обозначаются С I, j I, g I, а для расчетов по деформациям CII, j II, g II.

Лекция 3. Фундаменты мелкого заложения. Общие требования по проектированию. Конструирование столбчатых фундаментов.

Источник:
http://lektsia.com/18×145.html