Переход от одной глубины заложения фундамента к другой следует производить
Обновлено: 28.04.2024
Глубина заложения фундаментов d должна приниматься с учетом:
· назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
· глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
· существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
· инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);
· гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;
· глубины сезонного промерзания грунтов df.
Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от учета указанных выше условий рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.
Конструктивные особенности надфундаментных конструкций, характер и величина нагрузок влияют на глубину заложения фундамента следующим образом. Чем массивней надфундаментные конструкции и больше нагрузки, особенно опрокидывающие и сдвигающие, тем больше должна быть глубина заложения. При большей глубине заложения фундамент становится более остойчив, а расчетное сопротивление грунта, для одного и того же грунта, увеличивается.
Фундаменты сооружения рекомендуется закладывать на одном уровне. При необходимости заложения соседних фундаментов на разных отметках и в случае примыкания к имеющимся фундаментам, допустимая разность в отметках определяется исходя из условия
| Dh £ a(tgjI + cI / pI), | (49) |
где a -расстояние между фундаментами в свету;
φI и сI - расчетные значения соответственно угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта;
pI - среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента от расчетных нагрузок (для расчета основания по несущей способности).
Если условие (49) не выполняется, то между соседними фундаментами следует предусматривать устройство шпунтовой стенки или другого ограждения, которые должны воспринять боковое давление от вышерасположенного фундамента.
Самое большое влияние на выбор глубины заложения оказывают инженерно-геологические условия площадки строительства (см. п. 5.2). Необходимо стремиться довести подошву фундамента до надежного слоя грунта, и заглубить в него не менее чем на 10-20 см. Следует избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта малой толщины, если его строительные свойства значительно хуже свойств подстилающего грунта.
6.3.
Учет гидрогеологических условий площадки
При проектировании оснований, фундаментов и подземных сооружений необходимо учитывать гидрогеологические условия площадки и возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения, а именно:
· естественные сезонные и многолетние колебания уровня подземных вод;
· техногенные изменения уровня подземных вод и возможность образования вepxoвoдки;
· высоту зоны капиллярного поднятия в глинистых грунтах над уровнем подземных вод;
· степень агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и коррозионную активность грунтов на основе данных инженерных изысканий с учетом технологических особенностей производства.
Оценку возможных естественных сезонных и многолетних колебаний уровня подземных вод производят на основе данных многолетних режимных наблюдений по государственной стационарной сети с использованием результатов краткосрочных наблюдений, в том числе разовых замеров уровня подземных вод, выполняемых при инженерных изысканиях на площадке строительства.
Для разработки проектов сооружений и производства земляных работ необходимы данные о среднем многолетнем положении уровня подземных вод и их максимальном и минимальном уровнях за период наблюдений, а также о продолжительности стояния паводковых (весенних и летне-осенних) уровней подземных вод.
При назначении глубины заложения фундаментов рекомендуется закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ. Кроме того, при наличии в здании подвальных или подземных помещений расположение подошвы фундамента выше уровня подземных вод упрощает проектные решения по водопонижению и гидроизоляции этих помещений.
При проектировании требуется учитывать колебания уровня подземных вод.
Понижение уровня подземных вод уменьшает взвешивание сооружений водой, увеличивается давление на основание, грунты уплотняются, что может привести к дополнительным и неравномерным осадкам.
Повышение уровня подземных вод ухудшает условия эксплуатации сооружения, снижаются деформативные и прочностные характеристики грунтов. В некоторых глинистых грунтах возможно их набухание. Развивающееся гидростатическое и гидродинамическое давления оказывают взвешивающее действие не только на грунты, но и на сооружения. Уменьшается давление на основания и как следствие — устойчивость сооружения. Подъем уровня подземных вод при отсутствии надлежащей гидроизоляции может привести к затоплению и быть дополнительным источником сырости в подземных помещениях. В прогнозе изменения уровня подземных вод надо учитывать возможное подтопление территории городов и промышленных предприятий. При строительстве подземных сооружений и устройстве фундаментов глубокого заложения и свайных фундаментов следует учитывать возможность возникновения барражного эффекта, который проявляется в подъеме уровня подземных вод перед преградой.
Если при прогнозируемом уровне подземных вод возможно ухудшение физико-механических свойств грунтов основания, развитие неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессов, нарушение условий нормальной эксплуатации подземных помещений и т.п., в проекте должны предусматриваться соответствующие защитные мероприятия, в частности:
· гидроизоляция подземных конструкций;
· мероприятия, ограничивающие подъем уровня подземных вод, исключающие утечки из водонесущих коммуникаций и т.п. (дренаж, противофильтрационные завесы, устройство специальных каналов для коммуникаций и т.д.);
· мероприятия, препятствующие механической или химической суффозии грунтов (шпунтовое ограждение, закрепление грунтов);
· устройство стационарной сети наблюдательных скважин для контроля развития процесса подтопления, своевременное устранение утечек из водонесущих коммуникаций и т.д.
При проектировании фундаментов и подземных сооружений ниже пьезометрического уровня напорных подземных вод необходимо рассчитывать их давление и предусматривать мероприятия, предупреждающие их прорыв в котлованы, вспучивание дна котлована и всплытие сооружения.
Давление воды на нижние плоскости заглубленных конструкций (рисунок 39) определяется по формуле
| pw = gwH0, | (50) |
где gw - удельный вес воды, кН/м 3 ;
H0 - высота напора воды, отсчитываемая от подошвы заглубленной конструкции до максимального уровня подземных вод, м.
Определение давления воды на боковые поверхности заглубленных конструкций рассматривается отдельно, например, в [11].
Возможность прорыва напорными водами вышележащего водоупорного глинистого слоя грунта, подстилаемого слоем грунта с напорными водами, проверяют по условию
| gwH0 £ gIIh0, | (51) |
где gw - удельный вес воды, кН/м 3 ;
H0 - высота напора воды, отсчитываемая от подошвы проверяемого водоупорного слоя до максимального уровня подземных вод, м;
gII - расчетное значение удельного веса грунта проверяемого слоя, кН/м 3 ;
h0 - расстояние от дна котлована до подошвы проверяемого слоя грунта, м.
Если подземные воды или промышленные стоки агрессивны по отношению к материалам заглубленных конструкций или могут повысить коррозийную активность грунтов, должны предусматриваться антикоррозионные мероприятия в соответствии с требованиями [6].
- соответствие фактической глубины заложения и размеров конструкций и качества примененных материалов предусмотренным в РД.
12 Свайные фундаменты, шпунтовые ограждения, анкеры, нагели
12.1 Вытеснительные сваи, сваи-оболочки, шпунт заводского изготовления и набивные вытеснительные сваи
12.1.1 Вытеснительные способы погружения предварительно изготовленных свай: забивка, вибропогружение, вдавливание и завинчивание. Дополнительно используемые для облегчения погружения средства по согласованию с проектной организацией: лидерное бурение, удаление грунта из полых свай и свай-оболочек и т.п.
При подготовке к производству работ по свайным фундаментам и шпунтовым ограждениям следует учитывать:
- данные о расположении в зоне влияния производства работ существующих подземных сооружений, электрокабелей с указанием глубины их заложения, линий электропередач, зданий и сооружений, а также мероприятия по их защите;
- при необходимости, подготовку основания под копровое и буровое оборудование исходя из инженерно-геологических условий площадки строительства и типа применяемого оборудования.
Примечание - В пределах акватории работы допускается производить при волнении не более 1 балла, если применяют плавучие краны и копры водоизмещением не более 500 т, и не более 2 баллов - при большем водоизмещении, а самоподъемные платформы - при волнении не более 4 баллов.
12.1.2 При применении для погружения свай и шпунта молотов или вибропогружателей вблизи существующих зданий и сооружений необходимо оценить опасность для них динамических воздействий, исходя из влияния колебаний на деформации грунтов оснований, технологических приборов и оборудования.
Примечание - Оценку влияния динамических воздействий на деформации оснований, сложенных практически горизонтальными (уклон не более 0,2), выдержанными по толщине слоями песка, кроме водонасыщенных пылеватых, можно не производить при забивке свай молотами массой не более 7 т на расстоянии более 20 м, при вибропогружении свай - 25 м и шпунта - 15 м до зданий и сооружений. В случае необходимости погружения сваи и шпунта на меньших расстояниях до зданий и сооружений должны быть приняты меры по уменьшению уровня и непрерывной продолжительности динамических воздействий (погружение свай в лидерные скважины, снижение высоты подъема молота, чередующаяся забивка ближайших и более удаленных свай от зданий и др.) и проведены геодезические наблюдения за осадками зданий и сооружений.
12.1.3 Не допускается забивка и вибропогружение свай на расстоянии менее 5 м, шпунта - 1 м и полых круглых свай диаметром не более 0,6 м - 10 м до подземных стальных трубопроводов с внутренним давлением не свыше 2 МПа.
Погружение свай и шпунта около подземных трубопроводов с внутренним давлением свыше 2 МПа на меньших расстояниях или большего поперечного сечения можно производить только с учетом данных обследования и при соответствующем обосновании в РД.
12.1.4 Дополнительные меры, облегчающие погружение свай и шпунта (подмыв, лидерные скважины и др.), следует применять по согласованию с проектной организацией в случае возможного отказа забиваемых элементов менее 0,2 см или скорости вибропогружения менее 5 см/мин.
12.1.5 Применение подмыва для облегчения погружения свай допускается на участках, удаленных не менее чем на 20 м от существующих зданий и сооружений и не менее удвоенной глубины погружения свай. В конце погружения подмыв следует прекратить, после чего сваю необходимо допогрузить молотом или вибропогружателем до получения расчетного отказа без применения подмыва.
12.1.6 Для погружения свай могут использовать дизельные и паровоздушные молоты, а также гидромолоты, вибропогружатели и вдавливающие установки. Выбор оборудования для погружения свайных элементов следует производить в соответствии с приложениями Д и Е, исходя из необходимости обеспечения предусмотренных РД несущей способности и заглубления в грунт свай и шпунта на заданные проектные отметки, а шпунта - заглубления в грунт. Выбор оборудования для забивки свай длиной более 25 м выполняют расчетом с использованием программ, основанных на волновой теории удара.
При забивке свай на расстоянии менее 20 м от существующих зданий и сооружений необходимо выполнить оценку влияния на них от погружения свай. При расстоянии от 20 до 40 м обязателен контроль за состоянием зданий при забивке свай. При этом до начала работ по забивке свай здания, расположенные на расстоянии менее 40 м, необходимо подвергнуть осмотру на предмет наличия трещин и сверхнормативных деформаций.
12.1.7 Секции составных свай-оболочек, используемые для наращивания погружаемых свай-оболочек, подлежат контрольному стыкованию на строительной площадке для проверки их соосности и соответствия РД закладных деталей стыков (в пределах установленных допусков) и должны быть замаркированы и размечены несмываемой краской для их правильного присоединения (стыкования) на месте погружения.
12.1.8 В начале производства работ по забивке свай следует забивать от 5 до 20 пробных свай (число установлено в РД), расположенных в разных точках строительной площадки с регистрацией числа ударов на каждый метр погружения с контролем их несущей способности по отказам. Результаты измерений следует фиксировать в журнале работ.
12.1.9 В конце погружения свай, когда фактическое значение отказа близко к расчетному, производят его измерение. Отказ свай в конце забивки или при добивке следует измерять с точностью не более 0,1 см.
При забивке свай паровоздушными молотами одиночного действия, а также гидромолотами или дизельными молотами последний залог следует принимать равным 30 ударам, а отказ определять как среднее значение из 10 последних ударов в залоге. При забивке свай молотами двойного действия продолжительность последнего залога должна быть равной 3 мин, а отказ следует определять как среднее значение глубины погружения сваи от одного удара в течение последней минуты в залоге.
При вдавливании свай регистрируют конечное усилие вдавливания на каждые 10 см на последних 50 см погружения.
12.1.10 При вибропогружении свай или свай-оболочек продолжительность последнего залога принимается равной 3 мин. В течение последней минуты в залоге необходимо замерить потребляемую мощность вибропогружателя, скорость погружения с точностью не более 1 см/мин и амплитуду колебания сваи или сваи-оболочки с точностью не более 0,1 см - для возможности определения их несущей способности.
12.1.11 Сваи с отказом больше расчетного следует подвергать контрольной добивке после их "отдыха" в грунте в соответствии с ГОСТ 5686. В том случае, если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектная организация должна установить необходимость контрольных испытаний свай статической нагрузкой и корректировки РД.
12.1.12 Сваи длиной не более 10 м, недопогруженные более чем на 15% проектной глубины, и сваи большей длины, недопогруженные более чем на 10% проектной глубины, а для мостов и транспортных гидротехнических сооружений также сваи, недопогруженные более чем на 25 см до проектного уровня, при их длине не более 10 м и недопогруженные более 50 см при длине свай более 10 м, но давшие отказ, равный или менее расчетного, должны быть подвергнуты обследованию для выяснения причин, затрудняющих погружение, и принято решение о возможности использования имеющихся свай или погружений дополнительных.
12.1.13 При вибропогружении железобетонных свай-оболочек и открытых снизу полых круглых свай следует принимать меры по защите их железобетонных стенок от образования продольных трещин в результате воздействия на них гидродинамического давления, возникающего в полости свайных элементов при вибропогружении в воду или разжиженный грунт. Мероприятия по предотвращению появления трещин должны быть разработаны в ППР и проверены в период погружения первых свай-оболочек.
12.1.4 На последнем этапе погружения сваи-оболочки в целях предотвращения разуплотнения грунта основания в полости свай-оболочек необходимо оставлять грунтовое ядро высотой согласно РД, но не менее 2 м от низа ножа оболочки в случае применения гидромеханизации и не менее 0,5 м при применении механического способа удаления грунта.
12.1.15 Перед погружением стальной шпунт следует проверить на прямолинейность и чистоту полостей замков протаскиванием на стенде через двухметровый шаблон.
12.1.16 При устройстве замкнутых в плане конструкций или ограждений погружение шпунта следует производить, как правило, после его предварительной сборки и полного замыкания.
12.1.17 Извлечение шпунта следует производить механическими устройствами, способными развивать выдергивающие усилия, в 1,5 раза превышающие усилия, определенные при пробном извлечении шпунта в данных или аналогичных условиях.
Скорость подъема шпунта при их извлечении не должна превышать 3 м/мин в песках и 1 м/мин в глинистых грунтах.
12.1.18 Предельную отрицательную температуру, при которой допускается погружение стального шпунта, устанавливает проектная организация в зависимости от марки стали, способа погружения и свойств грунта.
12.1.19 Устройство набивных вытеснительных свай следует осуществлять путем погружения в грунт стальных обсадных труб с теряемым наконечником или уплотненной бетонной пробкой, удаляемой ударами молота. Погружение указанных труб допускается осуществлять специализированными станками, оснащенными погружающими механизмами ударного, вибрационного или завинчивающего действия. Трубы после бетонирования извлекают.
Производство и приемка работ по устройству набивных вытеснительных свай должны осуществлять на основании ППР, разработанного с учетом требований настоящего подраздела и индивидуальных особенностей применяемого при этом специализированного оборудования.
12.2 Буровые и буронабивные сваи
12.2.1 Устройство буровых и буронабивных свай следует выполнять с применением универсальных агрегатов грейферного, ударного, роторного, ковшового или шнекового типа, позволяющих помимо бурения скважины производить установку армокаркасов и бетонирование, а также извлечение обсадных труб.
При отсутствии подземных вод в пределах глубины заложения свай их устройство может быть осуществлено в сухих скважинах без крепления их стенок, в водонасыщенных грунтах с их креплением извлекаемыми обсадными трубами, глинистыми (бентонитовыми) или полимерными растворами, а в некоторых случаях - под избыточным давлением воды.
12.2.3 Глинистые (бентонитовые) растворы, применяемые для крепления стенок разбуриваемых скважин, должны удовлетворять требованиям, изложенным в разделе 14.
12.2.4 Уровень глинистого (бентонитового) раствора в скважине в процессе ее бурения, очистки и бетонирования должен быть выше установившегося уровня напорных грунтовых вод (или горизонта воды на акватории) не менее чем на 3,0 м.
При бурении скорость подъема бурового инструмента следует ограничивать во избежание возникновения поршневого эффекта, сопровождающегося суффозией околоскважинного грунта.
12.2.5 По окончании бурения следует проверить соответствие РД фактических размеров скважин, отметки их устья, забоя и расположения каждой скважины в плане, а также установить соответствие типа грунта основания данным инженерно-геологических изысканий (при необходимости с привлечением геолога). Если нельзя преодолеть препятствия, встретившиеся в процессе бурения, решение о возможности использования скважин для устройства свай должна принять организация, проектировавшая фундамент.
12.2.6 При устройстве буронабивных свай забой скважины должен быть тщательно очищен от разрыхленного грунта или при отсутствии воды в скважине уплотнен трамбованием.
Уплотнение неводонасыщенных грунтов следует проводить путем сбрасывания в скважину трамбовки (при диаметре 1 м и более - массой не менее 5 т, при диаметре скважины менее 1 м - 3 т). Уплотнение грунта забоя скважины также может быть выполнено методом виброштампования, в том числе с добавлением жестких материалов (щебень, жесткая бетонная смесь и т.п.). Трамбование грунта в забое скважины необходимо производить до величины "отказа", не превышающей 2 см.
12.2.7 Перед бетонированием и после установки арматурного каркаса должно быть произведено повторное освидетельствование скважины на отсутствие рыхлого грунта, осыпей, вывалов, воды и шлама в забое скважины. Непосредственно перед подводной укладкой бетонной смеси в каждой скважине, пробуренной в скальном грунте, необходимо с поверхности забоя смыть буровой шлам. Для промывки следует обеспечить подачу воды под избыточным давлением от 0,8 до 1 МПа при расходе от 150 до 300 м3/ч. Промывку следует продолжать в промежутке от 5 до 15 мин до исчезновения остатков шлама (о чем должен свидетельствовать цвет воды, переливающейся через край обсадной трубы или патрубка). Промывку необходимо прекращать только в момент начала движения бетонной смеси в бетонолитной трубе.
12.2.8 Сухие скважины в песках, обсаженные инвентарными стальными трубами или железобетонными оболочками, а также необсаженные скважины, пробуренные в пластах суглинков и глин, расположенных выше уровня подземных вод и не имеющих прослоек и линз песков и супесей, разрешается при отсутствии воды бетонировать без применения бетонолитных труб способом свободного сброса бетонной смеси с высоты не более 6 м. Допускается в указанных условиях укладывать бетонную смесь способом свободного сброса также с высоты не более 20 м при условии получения положительных результатов при опытной проверке этого способа с использованием смеси со специально подобранными составом и подвижностью. При свободном сбросе бетон разрешается подавать через воронку с направляемым патрубком.
В скважины, заполненные водой, глинистым или полимерным растворами, бетонную смесь следует укладывать способом ВПТ, оснащенной бункером и пробкой, для исключения перемешивания бетона с раствором. Вначале труба должна доставать до забоя скважины. Затем она поднимается на величину не менее ее диаметра, и производится заполнение скважины. В процессе бетонирования необходимо на всех этапах контролировать уровень бетонной смеси в скважине и заглубление бетонолитной трубы в бетонную смесь не менее чем на 1,5 м.
12.2.9 В обводненных песчаных грунтах, а также в просадочных и в других неустойчивых грунтах бетонирование свай следует производить не позднее 8 ч после окончания бурения, а в устойчивых грунтах - не позднее 24 ч. При невозможности бетонирования в указанные сроки бурение скважин начинать не следует, а бурение начатых скважин прекратить, не доведя их забой на 1-2 м до проектного уровня и не разбуривая уширений. Бетонирование свай допускается начинать только при наличии на площадке объема бетона, необходимого для ее заполнения с запасом не более 15%.
12.2.10 В целях предотвращения подъема и смещения в плане арматурного каркаса укладываемой бетонной смесью и в процессе извлечения бетонолитной или обсадной трубы, каркас необходимо закрепить в проектном положении.
Бетонные фундаменты называют иногда «заливными». Такие фундаменты применяются при строительстве любых зданий и сооружений на любых видах грунта.
В качестве заполнителя в бетонах используются щебень и гравий, которые не должны иметь посторонних примесей и быть прочными.
При послойном трамбовании слоев бетона опалубка должна быть сделана с таким учетом, чтобы воспринимать действующие на нее нагрузки. Раствор укладывают слоями 15-20см с тщательным трамбованием, причем на поверхности бетона должно проступать небольшое количество влаги. Если при трамбовании используют вибраторы – качество бетона заметно улучшается.
Бутобетонный фундамент
Толщина ленточного бутобетонного фундамента составляет 30-70см.
Кладут его в деревянной опалубке или прямо в траншее с вертикальными стенками (при этом следует учитывать, что не любой грунт позволит выполнить вертикальные стенки), плотно заполняя весь объем. Стенки грунтовой траншеи закрывают гидроизоляционным материалом, чтобы грунт не осыпался и не смешивался с бетоном. Бетонную смесь и камни укладывают послойно. Вначале раскатывают на землю бетонную смесь толщиной не более 25см, далее в нее втапливают камни не менее чем на половину толщины камня. Далее вновь заливают смесь, уплотняя ее вибрированием.
При укладке бутобетонных фундаментов следует учитывать, что количество камней в бутобетонной кладке не должно превышать 50% от общего его объема.
Кирпичный фундамент
Кирпичный фундамент представляет собой кирпичную кладку из обыкновенного (полнотелого), хорошо обожженного кирпича на цементном или цементно-известковом растворе. Устройство такого фундамента можно рекомендовать практически в одном, достаточно редком, случае: для возведения только в сухих грунтах и при наличии дешевого кирпича в необходимом количестве.
Срок службы фундаментов
Важное значение имеет предполагаемый срок, на который возводится строение. Срок службы различных фундаментов составляет, например:
- ленточных бетонных и бутовых на цементном растворе –150 лет;
- бутовых или бетонных столбов – 30-50 лет;
- деревянных стульев: из сосны – 6-7лет; из дуба – 12-15лет.
Элементы фундаментов
Уступы
В отдельных случаях, например, при возведении здания на территории, имеющей уклон более чем 1:10м, выгоднее и целесообразнее укладывать фундаменты с уступами, т.е. выполнять фундаменты переменными по глубине залегания. При этом верх обреза фундамента остается ровным.
При разной глубине заложения фундаментов под стенами одного и того же здания переход от одной глубины заложения к другой следует производить постепенно, уступами. Высоту и длину уступов принимают в зависимости от плотности грунтов:
- при плотных грунтах отношение высоты уступа к его длине
- при неплотных грунтах отношение высоты уступа к его длине должно быть
Но при устройстве уступов должно выполняться общее для заложения фундаментов условие - в любой точке подошва фундамент расположена ниже глубины промерзания грунта (в случае отсутствия подвала) или величины заложения фундамента, определенной соответствующим расчетом.
В случае устройства уступов по верху фундамента заливают монолитный железобетонный пояс.
Подушка у фундамента может, как отсутствовать (рисунок), так и присутствовать. Ее наличие определяется нагрузкой, приходящейся на фундамент, типом и несущей способностью грунта.
Рис.26 Устройство уступов
а
б
5.4.8 По характеру подтопления следует выделять естественно или техногенно подтопленные территории (с глубинами залегания уровня подземных вод менее 3 м) и неподтопленные.
Основными факторами подтопления являются: при строительстве - изменение условий поверхностного стока при вертикальной планировке территории, длительный разрыв между выполнением земляных и строительных работ; при эксплуатации - инфильтрация утечек, уменьшение испарения под зданиями и покрытиями и т.д.
5.4.9 По характеру техногенного воздействия неподтопленные застраиваемые территории подразделяют на неподтопляемые, потенциально подтопляемые и осушаемые.
Неподтопляемые территории - территории, на которых вследствие благоприятных природных условий (наличие проницаемых грунтов большой толщины, глубокое положение уровня подземных вод, дренированность территории) и благоприятных техногенных условий (отсутствие или незначительные утечки из коммуникаций, незначительный барражный эффект) не происходит заметного увеличения влажности грунтов основания и повышения уровня подземных вод.
Потенциально подтопляемые территории - территории, на которых вследствие неблагоприятных природных и техногенных условий в результате их строительного освоения или в период эксплуатации возможно повышение уровня подземных вод, вызывающее нарушение условий нормальной эксплуатации сооружений, что требует проведения защитных мероприятий или устройства дренажей.
Осушаемые территории - территории, на которых отмечается понижение уровня подземных вод в результате действия водоотлива в период строительства и действия дренажей в период эксплуатации сооружения, что вызывает оседание земной поверхности и может явиться причиной деформаций сооружений.
5.4.10 Оценку потенциальной подтопляемости территории выполняют на основе прогноза изменения гидрогеологических условий с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства и прилегающих территорий, конструктивных и технологических особенностей проектируемых (реконструируемых) сооружений и окружающей застройки.
5.4.11 Для сооружений геотехнических категорий 2 и 3 следует выполнить количественный прогноз изменения уровня подземных вод с учетом техногенных факторов на основе специальных комплексных исследований, включающих не менее годового цикла стационарных наблюдений за режимом подземных вод.
Примечание - При отсутствии данных режимных наблюдений на застраиваемой территории необходимо расширить состав изысканий до объема достаточного для проведения прогноза гидрогеологических условий.
5.4.12 При подъеме уровня подземных вод следует учитывать возможность развития дополнительных осадок основания вследствие ухудшения деформационных и прочностных характеристик грунтов при их водонасыщении и изменения напряженного состояния сжимаемой толщи в результате гидростатического и гидродинамического взвешивания.
5.4.13 Техногенное изменение уровня подземных вод на застраиваемой территории зависит от функционального назначения территории: промышленные зоны, селитебные территории с плотной, смешанной и низкоплотной застройкой, территории, занятые парками и лесами, и т.п. и характеризуется величиной инфильтрационного питания грунтовой толщи W, мм/год, которую вычисляют по формуле
Исходными данными для оценки грунтов основания служат материалы инженерно-геологических изысканий: топографический план строительной площадки с расположением скважин и других горных выработок; геолого-литологические колонки выработок и инженерно-геологические разрезы по различным сечениям строительной площадки; геологические характеристики грунтов, залегающих в основании сооружения; сведения о развитии геологических процессов в районе строительства; результаты полевых и лабораторных определений физических и механических характеристик грунтов; сведения о подземных водах.
Оценку грунтов основания выполняем послойно сверху вниз, используя сводную геолого-литологическую колонку, построенную по оси проектируемого фундамента, на которой указаны средние мощности слоев грунта.
Выбор отметки обреза и глубины заложения фундамента. Зависимость глубины заложения от геологического строения и свойств грунтов основания, глубины промерзания пучинистых грунтов, конструктивных особенностей сооружения.
Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называют поверхностью фундамента или обрезом, а нижнюю его плоскость, непосредственно соприкасающуюся с основанием, — подошвой фундамента.
Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называют глубиной заложения фундамента, которая должна соответствовать глубине залегания слоя основания. При этом необходимо учитывать глубину промерзания грунта (рис, 4.4).
Глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается в зависимости от их вида, состояния, начальной влажности и уровня подземных вод в период промерзания. 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 промерзания в любых условиях. Практикой установлено, что, если уровень подземных вод во время промерзания находится от спланированной отметки земли на глубине, равной расчетной глубине промерзания плюс 2 м, в песках мелких и пылеватых с любой влажностью и в супесях твердой консистенции, глубина заложения фундаментов наружных стен и колонн назначается без учета промерзания грунта. Это связано с высотой капиллярного поднятия подземных вод. Во всех остальных грунтовых условиях глубина заложения наружных фундаментов назначается не менее расчетной глубины промерзания. Исключение составляют площадки, сложенные суглинками, глинами, а также крупнообломочными грунтами с глинистым заполнителем при показателе текучести глинистого грунта или заполнителя IL < 0,25. В этих условиях глубину заложения фундаментов можно назначать не менее 0,5 расчетной глубины промерзания от спланированной отметки земли.
Глубина заложения внутренних фундаментов отапливаемых зданий назначается независимо от глубины промерзания, если во время строительства и эксплуатации возле фундаментов исключено промерзание грунтов. В неотапливаемых зданиях глубина заложения фундаментов для пучинистых грунтов принимается не менее расчетной глубины промерзания.
Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются: наличие и размеры подвальных помещений, приямков или фундаментов под оборудование; глубина заложения фундаментов примыкающих сооружений; наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций и конструкций самого фундамента.
В зданиях с подвалом и полуподвалом, а также около приямков или каналов, примыкающих к фундаментам, глубина заложения фундамента принимается на 0,2-0,5 м ниже отметки пола в этих помещениях, что предусматривает запас на высоту фундаментного блока или конструкции приямка. Фундаменты сооружения или его отсека стремятся закладывать на одном уровне. При необходимости заложения смежных отсеков на разных отметках требуется выполнение следующего условия.
Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется закладывать на одном уровне. При наличии коммуникаций (трубы водопровода, канализации и т. д.) подошва фундамента должна быть заложена ниже их ввода. При этом условии трубы не будут подвержены дополнительному давлению от фундамента, а фундаменты не опираются на насыпной грунт траншей, вырытых для прокладки труб. Кроме того, в случае аварии уменьшается зона замачивания грунта, а при необходимости замены труб не будут нарушены грунты основания.
Переход от одной отметки заложения ленточного фундамента к другой осуществляется ступенями. Высота уступа в случае сборного фундамента принимается равной высоте стенового блока. При устройстве монолитного ленточного фундамента соотношение высоты ступени к ее длине должно быть: для связных грунтов - 1 : 2, для несвязных -1:3, при этом высота уступа (ступени) не должна превышать 0,5-0,6 м.
Рис. 4.4. Определение глубины заложения фундаментов:
а — схема:1 — подошва фундамента. 2 — тело фундамента, 3 — отметка глубины заложения фундамента, 4 — отметка глубины промерзания грунта, 5 — отметка уровня грунтовых вод, 6 — планировочная отметка, 7 — стена, 8 — уровень пола 1 этажа, 9 — обрез фундамента. hф — глубина заложения фундамента, b — ширина подошвы фундамента, б — карта нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов по СП 22.13330.2011
. Взаимное расположение фундаментов с различной глубиной заливки
7.Определение размеров подошв фундаментов мелкого заложения расчетами по 2-ой группе предельных состояний \ по деформациям \. Общие положения.
Основной целью расчета оснований по второй группепредельных состояний (по деформациям) является ограничение перемещений фундаментов такими предельными значениями, которые гapaнтируют нормальную эксплуатацию и требуемую долговечность зданий и сооружений, исключая возможность, проявления значительных неравномерностей осадок связанных с появлением кренов, изменения проектных отметок и положений конструкций и их соединений.
Расчет оснований по деформациям предполагает, что прочность и трещиностойкость самих фундаментов и фундаментных конструкций должны быть проверены по результатам дополнительных расчетов.
Так как проектирование оснований начинают с назначения глубины заложения фундамента, то ограничение осадки последнего производят, назначением определенных размеров подошвы, то ограничение возможных неравномерностей осадок часто, добиваются за счет варьирования размерами подошвы, тем самым уменьшая или увеличивая давление в грунте основания, что позволяет регулировать осадки отдельных фундаментов.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:
где kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по табл. 10.2, а для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений—равным 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой, для которых расчетная глубина промерзания грунта определяется по теплотехническим расчетам; dfn — нормативная глубина сезонного промерзания грунта,м.
При расчетах фундаментов мелкого заложения по второму предельному состоянию (по деформациям) площадь подошвы предварительно может быть определена из условия
Где PII — среднее давление по подошве фундамента от основного сочетания расчетных нагрузок при расчете по деформациям; R — расчетное сопротивление грунта основания.
Рассчитав площадь подошвы фундамента, находят его ширину b Ширину ленточного фундамента, для которого нагрузки определяют на 1 м длины, находят как b=А/1. У фундаментов с прямоугольной подошвой задаются отношением сторон п=1/Ь, тогда ширина подошвы , для фундаментов с круглой подошвой D=2
Расчет оснований по деформациям требует выполнения следующего условия: S≤SU
где s – деформация основания, определяемая по результатам совместной работы основания и сооружения; SU - предельное значение совместной деформации основания и сооружения. Предельно допустимые деформации определяются в основном эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к сооружению. По СП 22.13330.2011 рекомендуется ограничивать давление по подошве фундамента расчетным сопротивлением грунта основания: p≤R.
Расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента определяется по формуле Пузыревского:
γc1, γc1- коэффициенты, зависящие от инженерно-геологических условий
сII- удельное сцепление грунта
γII- удельный вес грунта над подошвой фундамента
γ , II- удельный вес грунта под подошвой фундамента
Мq, Мγ Мс- коэффициенты принимаемые от угла внутреннего трения
Читайте также: