Что такое податливый фундамент

12.1.3. Расчет фундаментов на естественном основании на воздействие горизонтальных деформаций (ч.2)

Б. ПОДАТЛИВЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Различают два типа податливых фундаментов: I — фундаменты, сдвигающиеся по шву скольжения, и II — фундаменты, наклоняющиеся из своей плоскости (рис. 12.3). Фундаменты типа II на сдвиг в плоскости оси стены могут работать как фундаменты типа I.

Для фундамента типа II выполняется неравенство

где d и h — соответственно толщина и высота фундаментного блока или панели; μ — коэффициент трения по шву скольжения, принимаемый в зависимости от материала его заполнения [3].

При устройстве скосов обеспечивается местная устойчивость фундаментных блоков или панелей при воздействии бокового давления грунта и снижение опорных изгибающих моментов. Применение блоков со скосами наиболее целесообразно для зданий с поперечными несущими стенами с коротким их шагом при наличии подвала или технического подполья.

Податливые фундаменты типа I при перемещениях грунта, вызванных горизонтальными деформациями, рассчитываются на трение по шву скольжения t‘_t действующее в направлении продольной (или поперечной) оси здания, и трение по шву скольжения примыкающих стен t‘_tn , действующее в поперечном направлении относительно этих стен.

Общее продольное усилие растяжения или сжатия в любом сечении х пояса податливого фундамента определяется суммой двух компонентов — N_t и N_tn .

Усилие N_t вычисляется по формуле

где γ’_c –коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от длины отсека:

Длина отсека 2 l , м	≤ 10	20	30	40	≥ 5
γ’c	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5

n — вертикальная нормативная нагрузка на уровне шва скольжения.

Усилие N_tn определяется по выражению

где γ’_c1 — коэффициент условий работы, зависящий от числа примыкающих стен на участке l—х :

Число стен или отдельных фундаментов на участке l–x	1	2	3	4	≥5
γ’c1	1	0,9	0,8	0,7	0,6

t‘_tni — сила трения по шву скольжения под i -й примыкающей стеной:

m — число примыкающих стен на участке l–х .

При расчете ленточных фундаментов, имеющих комбинированную конструктивную схему (когда отметка шва скольжения находится ниже отметки поверхности грунта), к усилиям N_t и N_tn следует добавить усилия N_n и N_g , определяемые по тем же формулам, что и для жестких фундаментов. В этих формулах заглубление фундаментов принимается от планировочной отметки грунта и отметки пола подвала до уровня шва скольжения.

Податливые фундаменты типа II при воздействии горизонтальных перемещений грунта рассчитываются на нагрузки трения по шву скольжения t‘_t в направлении оси здания, бокового давления грунта t‘_g на наклоняющиеся фундаменты и нагрузки t_b , возникающие в элементах пояса под примыкающими стенами от наклона фундамента вследствие эксцентричной передачи на него при этом вертикальной нагрузки.

Перемещение грунта Δl по подошве наклоняющегося фундамента вызывает неравномерное по высоте обжатие грунта (см. рис. 12.3, б). Возникающее при этом давление грунта стремится дополнительно переместить нижнюю часть фундамента в направлении действия горизонтальных деформаций. Этому препятствует слои грунта высотой h₂ и сопротивление сдвигу по его подошве. При этом обжатие грунта происходит по треугольнику, максимальная ордината которого на поверхности грунта определяется по формуле

где h и h₁ — соответственно высота фундамента и его заглубление со стороны надвигающегося грунта.

У жестких фундаментов призма выпора образуется от подошвы фундамента. Для наклоняющихся фундаментов на уровне подошвы обжатие равно нулю. В практических целях рекомендуется ориентироваться по средней глубине h_i = h₁/2 и соответствующему этой глубине обжатию грунта Δl_i = Δl‘/2 . Для этой глубины по формуле (12.11) следует вычислить предельное обжатие грунта Δ_gi , а по формуле (12.13) понижающий коэффициент k₁ . Тогда боковое давление (см. рис. 12.4, б) на 1 м цокольного пояса t_g получим по формуле

Заглубление фундамента h₂ со стороны подвала следует проверять на пассивное сопротивление грунта воздействию нижней опорной реакции; при этом может быть учтено сопротивление грунта сдвигу по подошве фундаментов (прочность фундаментной стены должна быть проверена с учетом бокового давления грунта).

Нагрузки t_b на 1 м длины пояса определяются по формуле

где r — плечо вертикальных сил, действующих в верхнем и нижнем оголовках наклонившегося фундамента.

Суммарное продольное усилие растяжения или сжатия в любом сечении х цокольного пояса при наклоняющихся фундаментах вычисляется по выражению

Пример 12.2. Рассчитать усилия в фундаментном поясе над швом скольжения податливых фундаментов типа I по оси А отсека пятиэтажного дома для условий, приведенных в примере 12.1 (план несущих стен показан на рис. 12.2, а). Коэффициент трения по шву скольжения μ = 0,3.

Решение. Рассчитываем усилия без учета искривления основания. Вычисляем по формуле (12.18) при коэффициенте γ’_c = 0,8 (так как 2l = 19,6 м ≈ 20 м) усилия N_t под стеной А , по формуле (12.19) усилия N_tn , по формуле (12.15) расчетные усилия и все полученные значения сводим в табл. 12.3 (усилия N_n и N_g не возникают).

Ось (см. рис. 12.2, a)	Nt	Ntn	N	0,8N
1	0	81	81	65
2	76	146	220	176
3	154	194	348	278
4	230	194	424	340

Пример 12.3. Для условий примера 12.2 рассчитать усилия в цокольном поясе над швом скольжения податливых фундаментов типа II (наклоняющихся). Поперечное сечение фундаментов показано на рис. 12.4 при высоте панели подвала 1,8 м и толщине 14 см без скосов.

Решение. Усилия N_t в этом примере будут такими же, как и в примере 12.2; усилия N_g при действии деформаций растяжения не возникнут. Рассчитываем значения усилия N_b кН, и суммарные усилия и сводим полученные значения в табл. 12.4.

Ось (см. рис. 12.2, а)	Nt	Nb	N	0,8N
1	0	10	10	8
2	76	22	98	78
3	164	33	187	160
4	230	35	265	212

Как видно из табл. 12.4, усилия N_b , невелики и относительно N_t при наличии скосов в оголовках панелей могут иметь другой знак, поэтому при узких и высоких панелях этим компонентой усилий можно пренебречь.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Влияние податливости основания при сплошных и раздельных фундаментах под столбами диафрагмы: общий жесткий фундамент

Фундаменты под столбами диафрагмы могут быть решены в виде одного жесткого массива под всей диафрагмой (рис. 8-20) или отдельных фундаментов под каждым ее столбом (рис. 8-21). Если фундаменты опираются на податливое естественное основание, то в обоих случаях следует учесть деформации диафрагмы, а во втором случае также и дополнительные усилия в ее элементах, связанные с податливостью основания. Если диафрагма опирается на сваи, можно влиянием податливости основания пренебрегать.

Рис. 8-20. Поворот фунда­мента и дополнительное перемещение верха диафрагмы

Если имеется общий жесткий фундамент под всей диафрагмой, то под действием горизонтальных нагрузок возможен некоторый крен диафрагмы как жесткого целого за счет поворота фундамента (рис. 8-20). Влияние этого крена на увеличение прогиба верха диафрагмы может быть учтено следующим приемом. Действующие в уровне подошвы фундамента нормальная сила от вертикальных нагрузок и момент от горизонтальных нагрузок М o дают под фундаментом трапециевидную эпюру давления на грунт. Из этой эпюры легко выделить обратносимметричную часть, создаваемую моментом и вызывающую поворот фундамента. Напряжения, создаваемые у края фундамента действием момента, будут равны

где J o _ф — момент инерции площади подошвы фундамента всей диафрагмы относительно оси, проходящей через центр тяжести этой площади; a — длина фундамента в плане.

Рис. 8-21. Поворот отдельных фунда­ментов под столбами диафрагмы с прое­мами

Полагая, что краевая осадка фундамента определяется жесткостной характеристикой основания (коэффициентом постели) с кг/см 3 , получим

и, следовательно, угол поворота фундамента α₁ равен

α₁ ≈ tg α₁ = δ/0,5a = 2σ/ca = M o /J o _фc, (8-150)

Для учета влияния податливости основания эта величина должна быть добавлена к величине прогиба f, найденной по формулам предыдущих параграфов.

Эта статья еще не комментировалась. Инф-Ремонт будет признателен первому комментарию о статье

Источник

7 типов фундамента для дачи и загородного дома

Легкие каркасные дома часто возводят на сваях, а большие кирпичные здания строят на бетонной плите. Выбор фундамента зависит от многих факторов: качества почвы, возможности подвезти материалы, бюджета и материалов стройки. В этом материале разбираем особенности каждого типа фундамента.

🔻 Свайный

Сваи бывают нескольких видов. Винтовые — стальные трубы с лопастями — ввинчиваются в почву. Забивные — железобетонные столбы, которые забивают в землю. Буронабивные — когда в грунте бурят отверстия и бетонируют.

Сваи устанавливают на глубину промерзания почвы, чтобы на них не влияло движение грунта и фундамент не «поплыл» вместе с домом

👍 Простота, быстрый монтаж и доступная цена. Подходит для сложных видов почвы и участков с перепадом высот

👎 Ограничения по весу дома: в основном для легких каркасных домов. Холодное подполье. Металлические сваи подвержены коррозии

🔺 Столбчатый

Это конструкция из отдельно стоящих опор — обычно бетонных, но иногда ее складывают из цементных блоков или кирпичей.

Фундамент делают так: на участке выкапывают ямы, ставят вокруг каждой ямы опалубку и заливают бетонные столбики нужной высоты. Интервал установки — от 1,5 до 2,5 м. Ямы нужно рыть глубже уровня промерзания почвы

👍 Простота, быстрый монтаж и низкая цена. Можно компенсировать перепад высоты на участке

👎 Не для тяжелых домов. Если грунт двигается, столбики, скорее всего, поведет вместе с ним

⬛️ Блочный

На участок привозят бетонные блоки и из них составляют фундамент. Получается как бы лента.

Под блоки нужно предварительно вырыть траншею, а швы между блоками заделать цементным раствором.

Если грунт неустойчивый, под блоками заливают монолитную подошву. Для тяжелых домов поверх блоков заливают армопояс, который равномерно распределяет вес дома по фундаменту

👍 Быстрый монтаж и низкая цена по сравнению с монолитным фундаментом

👎 Слабее монолитной конструкции. Не рекомендуется в пучинистых грунтах, так как блоки могут выпирать и ломать геометрию фундамента. Еще нужен точный расчет блоков: резать их трудно и дорого. Для монтажа нужен кран или манипулятор

➰ Ленточный заглубленный

Фундамент заливают по периметру будущего дома и в местах, где будут несущие стены. Бетон льют на глубину 0,2—0,3 м ниже уровня промерзания почвы. Итоговая высота стен фундамента получается от 1,4 м.

Такой фундамент подходит для тяжеловесных домов с несколькими этажами и бетонными перекрытиями

👍 Сверхпрочность, можно поставить любой дом. Возможность сделать цокольный этаж. Длительный срок службы. Подходит практически для всех типов грунта

👎 Много земляных и бетонных работ. Нужен экскаватор. Дорого

➿ Ленточный мелкозаглубленный

Под мелкозаглубленную ленту не надо рыть траншею. Такой фундамент делают на утрамбованной песчаной подушке толщиной от 15 см. Сама лента заливается на высоту 30—50 см.

По прочности фундамент значительно уступает заглубленному варианту, но для каркасного, брусового и газобетонного дома этого достаточно. При этом фундамент будет стоить в 3—4 раза дешевле

👍 Меньше бетона и земляных работ, чем в заглубленной версии. Можно обойтись без тяжелой спецтехники

👎 Не для тяжелых домов. Не организовать подвал и цокольный этаж

⬜️ Плитный

Это монолитная конструкция, площадь которой равна площади основания дома. Плита заливается на основание из песка или щебня, заглублять ее не надо.

Коммуникации сразу замуровывают в плиту и делают выходы труб на поверхность

👍 Очень высокая прочность, подходит для любых домов. Легко соорудить опалубку

👎 Нужно очень много бетона и арматуры. Нельзя сделать подвал

🔶 Утепленная шведская плита (УШП)

Это гибрид мелкозаглубленной ленты и плиты. Фундамент ставится на утрамбованное песчаное основание, вокруг которого обустроен дренаж. Подо всей подошвой и по бокам фундамент утепляют экструдированным пенополистиролом — ЭППС, отмостку также утепляют.

В фундамент сразу закладывают необходимые коммуникации и трубы теплого пола

👍 Технологичность. Фундамент утеплен. Получаем два в одном: фундамент и черновой теплый пол

Источник