Щоб показати вплив котловану на визначення осідання основи, проведемо порівняльний розрахунок як і раніше в табличній формі (див. табл.53), залишаючи всі вихідні дані з табл.51 і табл. 52.

Таблиця 53. Розрахунок осідання основи стрічкового фундаменту, що влаштовується в котловані шириною Вk =13.8 м

Размещено на http://www.allbest.ru/

Бачимо, що нижня границя стисливої зони в розрахунку за вимогами норм [2] збільшилась. Вона знаходиться на глибині 9.12 м від поверхні (умова = 0.2виконується: 0.2187.09 =37.42 кПа 36.75 кПа - різниця
0.67 кПа < 1 кПа). Сумарна величина осідання за уточненим розрахунком
S = 3.805 см близька до S = 4.07 см, отриманого за класичною схемою. Отже при фундаментах мілкого закладання та невеликому тиску по підошві фундаменту в розрахунках осідань можна користуватись і класичною схемою.

Примітка. Розрахункову схему осідання і в цьому випадку будують, як це показано на рис.42.

Розрахунок осідання основи стовпчастого фундаменту виконують за таким же порядком як і для стрічкового. При цьому величини коефіцієнта розсіювання і приймають з урахуванням форми підошви фундаменту, яка враховується показником ?=l/b (де l і b - відповідно довжина і ширина фундаменту).

Допустимість отриманих розрахункових значень s в усіх випадках перевіряють по виконанні умови: S < Su (величини Su в залежності від виду будівлі та її конструктивного рішення приведені в таблиці додатку 6 посібника - це дані табл. Н.1 норм [2]).

7.4 Особливості розрахунку осідання основи пальового фундаменту

При розрахунку основи пальового фундаменту виходять з того, що палі разом з основою зазнають вертикальних деформацій під дією навантажень від будівлі. Розрахунок ведеться за другою групою граничних станів, за деформаціями. Отже, при цьому визначають вертикальну складову навантажень, що діють на площині, яка проходить через нижні кінці паль. Таке спрощення, в розумінні характеру деформації основи, отримало назву - „побудова умовного масивного фундаменту”, що охоплює об'єм пальового фундаменту з урахуванням поширення напружень від паль в сторони. Для побудови нашого „умовного фундаменту” від бічної поверхні паль крайнього ряду, починаючи від рівня підошви ростверку, проводять лінії під кутом = ІІmt / 4 до перетину з площиною, що проходить через нижні кінці паль (так знаходять точки В і D на лінії ВD). Кут внутрішнього тертя приймають середньовиваженим, а формула для його визначення має вигляд:

де hi = - розрахункова довжина палі, що по бічній поверхні контактує з окремими шарами ґрунту, які мають товщину hi.

Тоді ширина „умовного фундаменту” в межах ВД складе:

by = b + 2 tg (?ІІ.mt / 4)

Проводимо вертикальні площини (лінії АВ і СD), що проходять через точки В і D до поверхні. Повне навантаження на підошві фундаменту визначається як:

NII = NII + GfII + GrII + GsII + GpII

де NII - навантаження на верхньому обрізі фундаменту;

GfII + GrII - вага фундаментної частини і плитного ростверку;

GsII - вага грунту в межах об'єму умовного фундаменту, яка визначається в межах АВСD, за винятком об'єму ростверку і верхньої частини фундаменту.

Вага всіх паль GpII може і не враховуватись (особливо для набивних, буронабивних і буроін'єкційних), оскільки прибавка в вазі для такого об'єму не є вирішальною.

Визначають середній тиск на підошві „умовного фундаменту”:

Умова дозволяє виконувати розрахунок S за методом пошарового підсумовування. Розрахунковий опір R визначають, підставляючи d1 = d; db = 0, а b = by.

Для стрічкового фундаменту величина - довжина, визначається як і ширина by. Для стрічкового фундаменту розрахунок ведуть на 1 пог. м.

Розрахункова схема умовного фундаменту подана на рис. 43.

Розрахункова схема для визначення осідань складається до цього фундаменту, як і для стрічкового (як приклад див. рис. 42). Порядок розрахунку осідання для фундаменту АВСD такий же, як і для стовпчастих фундаментів (див. п.7.2 посібника). Перевіряють виконання умови S < Su.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 43. Схеми до розрахунку осідання пальового фундаменту: а - при пальовому кущі; б - при розташуванні паль по колу (наприклад, для водонапірної вежі)

7.5 Розрахунок осідання основи при підвищенні рівня ґрунтових вод (підтопленні основи)

За прогнозними розрахунками на майданчику, що розглянутий в п.7.3, рівень ґрунтових вод підніметься до глибини 2.3 м від поверхні. Це означає, що величина zg, починаючи з ІГЕ-2 і нижче, зміниться. Так як нижня границя стисливої зони заглибиться, зміниться і розрахункова схема. Епюра zр залишиться без змін. Відповідно до цього попередньо виконаємо визначення zg.і:

а) zg.0 = 18.66 кПа (залишається без зміни);

б) на рівні ґрунтових вод (НWL = 2.3 м):

кПа;

в) на підошві ІГЕ-2 з урахуванням сили виважування у воді
(W = 19.4 - 9.81 = 9.59 кН/м3):

кПа;

г) на підошві пісків ІГЕ-3 з урахуванням водонасичення на всю товщу
(hw = 1.8+2.0 = 3.8 м), при w = 19.6 - 9.81 = 9.79 кН/м3:

кПа;

д) на покрівлі глини ІГЕ-4: кПа;

е) на рівні підошви ІГЕ-4: кПа.

Заповнюємо таблицю (див. табл. 54) розрахунку осідання для цього випадку за методикою, наведеною вище.

Таблиця 54

Розрахунок осідання основи фундаменту за умови підтоплення

Розрахункова величина осідання збільшилась. Проте її значення не перевищує допустиму величину: S = 4.463 4.46 см < Su = 10 см.

Збільшення осідання при підвищенні рівня води складає:

S = 4.46 - 4.07 = 0.39 см

або відносне збільшення: .

Таким чином, розрахунковим шляхом доведено, що підняття рівня ґрунтових вод у межах стисливої зони приводить до збільшення осідання. Визначальним при цьому є не зміна zg, а зменшення модуля деформації при зволоженні ґрунту.

Післямова

Як показує практика, виконання проекту в об'ємі, що викладений в посібнику, забезпечує якісну підготовку майбутнього інженера до самостійного проектування найбільш поширених у будівництві фундаментів стрічкових та стовпчастих неглибокого (мілкого) закладання та пальових. Додаткові пояснення та рекомендації, що приводились, націлені на розуміння того, що фундаменти є одним із елементів несучих конструкцій і їх розрахунок за матеріалом є обов'язковим в реальному проектуванні. З іншого боку, в дипломному проектуванні та при складанні проектів з основ і фундаментів для складних інженерно-геологічних умов, де рівень розв'язання задач більш складний, можна користуватись не тільки порядком розрахунків, а й рекомендаціями з використання нормативної, довідкової та технічної літератури, де ці питання розкриті більш глибоко.

Націлюючи студента на освоєння основних положень та методів розрахунку в межах курсу основ і фундаментів, завжди приходиться спрощувати вплив знань з інших дисциплін на отримання оптимальних рішень з підготовки основ, розрахунку та конструюванню фундаментів.

На перше місце сьогодні тут виходить урахування технологічних особливостей влаштування фундаментів і контролю їх якості при зведенні. Тому в процесі проектування основ і фундаментів доцільно врахувати, перш за все, додаткові вимоги інших нормативних документів [6, 36]. Реальна необхідність в цьому виникає вже при виконанні дипломного проекту, де ставляться і вирішуються комплексні завдання з проектування та зведення будівель і споруд.

Останнім часом в Україні намітився позитивний процес використання нових конструктивних рішень та технологій влаштування фундаментів, а тому - покращення методів проектування та контролю якості робіт. Інженери-будівельники повинні сприймати, як належне, підвищення рівня своєї кваліфікації за умови роботи на виробництві.

Список літератури

ДБН А.2.2-3-2004: Склад, порядок розроблення, погодження та затвердження проектної документації для будівництва. - К.: Держбуд України, 2004. - 35 с. - Чинний від 01.07.2004.

ДБН В.2.1-10-2009: Об'єкти будівництва та промислова продукція будівельного призначення. Основи та фундаменти будинків і споруд. Основи та фундаменти споруд. Основні положення проектування. - К.: Мінрегіонбуд України, 2009. - 104 с. -Чинний від 01.07.2009.

ДБН А.2.1-1-2008: Вишукування, проектування і територіальна цілісність. Вишукування. Інженерні вишукування для будівництва. - К.: Мінрегіонбуд України, 2008. - 72 с. -Чинний від 01.07.2008.

ДБН В.1.2-2-2006: Навантаження і впливи. - К.: Мінбуд України, 2006. - 60 с.

СНиП 2.02.03-85: Свайные фундаменты. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 48 с.

СНиП 3.02.01-87: Земляные сооружения, основания и фундаменты / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 123 с.

СНиП 2.03.01-84*: Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 80 с.

СНиП ІІ-22.81: Каменные и армокаменные конструкции / Госстрой СССР. -М.: Стройиздат, 1983. - 39 с.

СНиП 2.03.11-85: Защита строительных конструкций от коррозии / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 45 с.

ДСТУ Б В.2.1-2-96 (ГОСТ 25100-95): Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Класифікація. - К.: Держкоммістобудування, 1997. - 43 с. -Чинний від 01.07.1996.

ДСТУ Б А.2.4-13:2009: Умовні графічні зображення та умовні познаки в документації з інженерно-геологічних вишукувань. -К.: Мінрегіонбуд України, 2009. - 30 c. - Чинний від 01.01.2010.

ДСТУ Б В.2.1-5-96 (ГОСТ 20522-96): Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Методи статистичної обробки результатів випробувань / НИИОСП им. Герсеванова. - 24 с. - Чинний від 01.01.1997.

ДСТУ Б А.2.4-99 (ГОСТ 21.101-97): Основні вимоги до проектної та робочої документації. -К.: Держбуд України, 1999. - 57 с. - Введений в дію з 01.10.1999

ДСТУ 3760: 2006: Прокат арматурний для залізобетонних конструкцій. - К: Держспоживчстандарт України, 2007. - 18 с.

ДСТУ Б В.2.1-1-95 (ГОСТ 5686-94): Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Методи випробування палями. - К.: Держкоммістобудування, 1997. - 57с. - Чинний з 01.01.1996.

ГОСТ 19804-91: Сваи железобетонные. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 22 с. - Введен с 01.07.1992.

ГОСТ 19 804.1-79: Сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. Конструкции и размеры. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 21 с. -Введен с 01.01.1981.

ГОСТ 19 804.2-79: Сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой арматурой. Конструкция и размеры. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 24 с. - Введен с 01.01.1981.

ГОСТ 13 579-78: Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1978. - 16 с. - Введен с 01.01.1979.

ГОСТ 13 580-85: Плиты железобетонные ленточных фундаментов. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1986. -12 с. - Введен с 01.01.1987.

ГОСТ 24 476-80*: Фундаменты железобетонные сборные под колонны каркаса межвидового применения для многоэтажных зданий. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - Введен с 01.01.1982.

Зоценко М.Л. Інженерна геологія. Механіка ґрунтів, основи та фундаменти: підручник / М.Л. Зоценко та ін. - Полтава: ПНТУ, 2004. - 568 с.

Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты / Б.И. Далматов. - Л.: Стройиздат, 1988. - 415 с.

Механика грунтов, основания и фундаменты: учеб. пособие для строительных вузов / под ред. С.Б. Ухова. - М.: Высш. шк., 2002. - 566 с.

Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов (основы теории и примеры расчета): учебное пособие для вузов / В.А. Веселов. - М.: Стройиздат, 1990. - 304 с.

Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: учебное пособие / под ред. Б.И. Далматова. - М.: Изд-во АСВ; СПб: СПбГАСУ, 2001. - 440 с.

Малышев М.В. Механика грунтов, основания и фундаменты (в вопросах и ответах): учеб. пособие / М.В. Малышев, Г.Г. Болдырев. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 328 с.

Догадайло А.И. Механика грунтов, основания и фундаменты: учебное пособие / А.И. Догадайло, В.А. Догадайло. - М.: ИД «Юриспруденция», 2007. - 184 с.

СП 50-101-2004: Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений / Госстрой России. - М.: НИИОСП, 2005. - 129 с.

СП 50-102-2003: Проектирование и устройство свайных фундаментов / НИИОСП им. Герсеванова. Госстрой России. - М.: НИИОСП, 2004. - 92 с.

Основания, фундаменты и подземные сооружения / под ред. Е.А. Сорочана, Ю.Г. Трофименкова. -М.: Стройиздат, 1985. - 480 с.

Метелюк Н.С. Сваи и свайные фундаменты: справочное пособие / Н.С. Метелюк и др. -К.: Будівельник, 1977. - 256 с.

Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) / НИИ ОСП им. Герсеванова. - М.: Стройиздат, 1986 - 415 с.

Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83) / Ленпромстройпроект Госстроя СССР. - Л.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 112 с.

Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 192 с.

Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов НИИ ОСП им. Герсеванова. - М.: Стройиздат, 1986. - 567 с.

Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84) / ЦНИИпромзданий и НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 50 с.

Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП ІІ-2281 „Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования”) / ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. -152 с.

Руководство по проектированию свайных фундаментов / НИИОСП им. Герсеванова. - М.: Стройиздат, 1980. - 151 с.

Руководство по проектированию и устройству фундаментов из буронабивных свай и опор-колонн/ НИИСП Госстроя УССР. - К.: НИИСП, 1991. - 155 с.

Рекомендации по применению арматурного проката по ДСТУ 3760-98 при проектировании и изготовлении железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры / Госстрой Украины. - К.: НИИСК, 2002. - 39 с.

Додаток 1

Карта нормативних глибин промерзання піщаних ґрунтів території України (ізолінії через 10 см)

Додаток 2

Блоки бетонні для стін підвалів за ГОСТ 13579-78

Приклад умовного позначення блоку типу ФБС, довжиною 2380 мм, шириною 400 мм і висотою 580 мм із важкого бетону: ФБС 24.4.6-Т.

Додаток 3

Плити залізобетонні стрічкових фундаментів за ГОСТ 13580-85

Додаток 4

Залізобетонні забивні палі суцільного квадратного перерізу із звичайною поздовжньою арматурою за ГОСТ 19804.1-79*

Примітки:

1. Висота вістря є додатковою частиною до загальної довжини палі. В розрахунках несучої здатності за ґрунтом та матеріалом не враховується.

2. Інші дані до наведених паль див. табл. 36 посібника.

Додаток 5

Значення коефіцієнтів

Примітка. Для проміжних значень і коефіцієнт визначається інтерполяцією. z - відстань до точки основи від підошви фундаменту. Тут b - ширина, - довжина фундаменту. Для круглих фундаментів значення визначають при b = d (d - діаметр фундаменту)

Додаток 6

Граничні осідання і крени споруди з основою (табл. И.1 додатку И ДБН В.2.1-10-2009 [2])

Примітка 1. Граничні значення відносного прогину будинків, зазначених у поз. 3, приймають 0.5(?S / L)u, а відносного вигину - 0.25(?S / L)u.

Примітка 2. При визначенні відносної різниці осідань (?S / L) у поз. 8 за L приймають відстань між осями блоків фундаментів у напрямку горизонтальних навантажень, а в опорах із відтяжками - відстань між осями стиснутого фундаменту й анкера.

Примітка 3. Якщо основа складена горизонтальними (з ухилом не більше 0.1), витриманими за товщиною шарами ґрунтів, граничні значення максимальних і середніх осідань допускається збільшувати на 20 %.

Примітка 4. Граничні значення підйому основи, складеної набухаючими ґрунтами, допускається приймати: максимальний і середній підйом у розмірі 25 % і відносну різницю осідань у розмірі 50 % відповідних граничних значень деформацій, наведених у даному додатку, а відносний вигин - у розмірі 0.25(?S / L)u.

Примітка 5. Для споруд, перерахованих у поз. 1-3 з фундаментами у вигляді суцільних плит, граничні значення середніх осідань допускається збільшувати в 1.5 рази.

Примітка 6. На основі узагальнення досвіду проектування, будівництва й експлуатації окремих видів споруд, допускається приймати граничні значення деформацій основи такими, що відрізняються від зазначених у даному додатку.

Размещено на Allbest.ur