2020-04-07
1275
Расчет ФМЗ начинают с предварительного выбора его конструкции и основных размеров, к которым относятся глубина заложения фундамента, размеры и форма подошвы. Затем для принятых размеров фундамента производят расчеты основания по предельным состояниям.
Очевидно, что чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше объем затрачиваемого материала и ниже стоимость его возведения, поэтому естественно стремление принять глубину заложения как можно меньшей. Однако при выборе глубины заложения фундамента приходится руководствоваться целым рядом факторов, основными из которых являются инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительной площадки, глубина сезонного промерзания грунтов и конструктивные особенности возводимого сооружения.
Инженерно-геологические условия строительной площадки. Учет инженерно-геологических условий строительной площадки заключается главным образом в выборе несущего слоя грунта, который может служить естественным основанием для фундаментов. Все многообразие напластований грунтов можно представить в виде 3 схем, показанных на рис.1.
|
|
|
Рис. 1. Схемы напластований грунтов с вариантами устройства фундаментов:
1 - прочный грунт; 2 - более прочный грунт; 3 - слабый грунт;
4 - песчаная подушка; 5 – зона закрепления грунта
Схема I. Площадка сложена одним или несколькими слоями прочных грунтов, причем строительные свойства каждого последующего слоя не хуже свойств предыдущего. В этом случае глубина заложения фундамента принимается минимальной, с учетом сезонного промерзания грунтов и конструктивных особенностей сооружения (рис.1,а). Иногда за несущий принимают слой более плотного грунта, залегающий на некоторой глубине, если это решение экономичнее (рис. 1,б).
Схема II. С поверхности площадка сложена одним или несколькими слоями слабых грунтов, ниже которых располагается толща прочных грунтов. Здесь возможны следующие решения. Можно прорезать слабые грунты и опереть фундамент на прочные, как это показано на рис.1, в. С другой стороны, может оказаться более выгодным прибегнуть к укреплению слабых грунтов или замене их песчаной подушкой (рис.1, г). Если же мощность слабого слоя окажется чрезмерно большой, то рекомендуется перейти на свайные фундаменты (рис. 1, д).
Схема III. С поверхности площадки залегают прочные грунты, а на некоторой глубине встречаются слои слабого грунта. В данной ситуации возможно принять решение по схеме II. Но т.к. при этом придется прорезать толщу прочных грунтов, то более выгодным может оказаться или использование прочного грунта в качестве распределительной подушки при обязательной проверке прочности слабого подстилающего слоя (рис.1,е), или закрепление слоя слабого грунта (рис.1,ж), что позволит существенно уменьшить размер подошвы фундамента.
|
|
|
Глубина сезонного промерзания грунтов. Проблема состоит в том, что промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образованием в них прослоек льда, толщина которых увеличивается по мере миграции воды из слоев, расположенных ниже уровня подземных вод это приводит к возникновению сил пучения по подошве фундамента, которые могут вызвать подъем сооружения. Последующее оттаивание таких грунтов приводит к резкому снижению их несущей способности и просадкам сооружения.
Наибольшему пучению подвержены грунты, содержащие пылеватые и глинистые
частицы. Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности относятся к непучинистым грунтам, глубина заложения фундаментов в них не зависит от глубины промерзании в любых условиях.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта dfn устанавливается по данным многолетних наблюдений (не менее 10 лет) за фактическим промерзанием грунтов в районе предполагаемого строительства под открытой, лишенной снега поверхностью. При отсутствии таких данных нормативную глубину сезонного промерзании грунтов определяют в соответствии с рекомендациями СП 22.13330.2011.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется как
Df= khDfn
где kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по СП 22.13330.2011, а для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений – равным 1,1.
Конструктивные особенности сооружения. Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются: размеры подвальных помещений и приямков; глубина заложения фундаментов примыкающих сооружений; глубина прокладки подземных коммуникаций и конструкций самого фундамента.
Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется закладывать на одном уровне. При выполнении данного условия исключается ослабление основания соседнего фундамента и опирание нового фундамента на насыпной грунт ранее засыпанного котлована. Если это невозможно, необходимо проведение специальных мероприятий.
