Угол развития фундамента это

Фундаменты мелкого заложения

§35. Конструкции фундаментов

Типы фундаментов и область их применения. Фундаменты мелкого заложения сооружают в котлованах, отрытых на проектную глубину. В зависимости от конструктивных особенностей фундаменты мелкого заложения подразделяют на ленточные и плитные. В свою очередь фундаменты указанных типов могут быть монолитными, изготовляемыми полностью на месте постройки (в котловане), и сборными, монтируемыми из бетонных или железобетонных блоков, изготовленных на заводе или полигоне, и устанавливаемыми кранами в готовом виде на место. Промежуточное положение занимают сборно-монолитные конструкции, состоящие из сборных элементов, омоноличиваемых на месте постройки бетоном.

Рис. 7.1. Типы фундаментов:
а — ленточный; б — в виде плиты; в — массивный; 1 — фундамент; 2— подпорная стена; 3 — колонна; 4 — тело опоры

Фундаменты каждого типа имеют свою область рационального применения. Ленточные фундаменты, длина которых значительно превышает их ширину, возводят под стены зданий, подпорные стены (рис. 7.1, а), водопропускные трубы под насыпями автомобильных и железных дорог и т. п. Сплошные фундаменты в виде железобетонной плиты устраивают под всем зданием или сооружением либо под группой опор. Фундамент в виде плиты имеет мало отличающиеся длину и ширину и в несколько раз меньшую высоту (рис. 7.1, б). Фундамент, длина и ширина которого примерно одинаковы, а высота больше ширины или лишь немного меньше ее, называют массивным. Чаще всего массивные фундаменты применяют под отдельно стоящие значительно нагруженные опоры или сооружения, например, опоры мостов (рис. 7.1, в), несущие колонны промышленных зданий и т. п.

Рис. 7.2. Схема развития фундамента:
а — устройство уступов; б — придание фундаменту формы усеченной пирамиды

Выбор формы фундамента. Сопротивление нескального (а часто и скального) грунта значительно меньше сопротивления материала фундамента. В связи в этим площадь подошвы фундамента должна быть больше площади, по которой фундамент воспринимает нагрузку от сооружения. Увеличения площади подошвы (развития фундамента) достигают устройством уступов (рис. 7.2, а) или приданием фундаменту формы усеченной пирамиды (рис. 7.2, б). Если прямые 1—2, характеризующие развитие фундамента, составляют с вертикалью углы а, меньшие 30°, то фундамент считают жестким, в противном случае он является гибким. Предельное значение угла а, равное 30°, установлено для фундаментов опор мостов в соответствии со СНиП 2.05.03—84. Для фундаментов промышленных и гражданских сооружений и зданий предельное значение угла а может составлять от 26 до 40° в зависимости от материала фундамента.

В жестких фундаментах от изгиба возникают небольшие растягивающие напряжения, поэтому их можно выполнять из материалов, плохо сопротивляющихся изгибу, например из бутовой кладки, бетона и т. д. Жесткие фундаменты на прочность обычно не рассчитывают. Гибкие фундаменты рассчитывают на прочность и выполняют из железобетона, хорошо сопротивляющегося изгибу.

По высоте фундамента устраивают уступы (выступы). В фундаментах опор мостов их ширина в каждую сторону может достигать 1 м, а высота колеблется от 1 до 2 м. Наличие этих уступов позволяет при несколько смещенном против проекта расположении фундамента в плане обеспечить проектное расположение сооружения.

Рис. 7.3 сопоставление гибкого 1 и жесткого 2 фундаментов

Несмотря на то, что стоимость 1 м 3 железобетона выше, чем бетона и бутовой кладки, применение гибких фундаментов часто оказывается экономически целесообразным. Это связано с тем, что при гибком фундаменте удается достичь необходимого развития подошвы на значительно меньшей глубине, чем при жестком фундаменте (рис. 7.3), и в результате объем кладки и глубина котлована при гибком фундаменте получаются значительно меньшими. Возможность уменьшения глубины котлована часто устраняет необходимость выполнения при его разработке водоотлива.

Источник

Фундаменты гражданских зданий

Основание — массив грунта, расположенный под подошвой фундамента и воспринимающий нагрузку от вышележащих конструкций здания. Основание может быть естественным или искусственно улучшенным.

Основные элементы фундамента, отметки и линейные размеры приведены на рис. 2.8. Необходимо помнить, что расстояние от планировочной отметки до подошвы фундамента называется глубиной заложения фундамента. При устройстве фундаментов под наружные стены в грунтах, склонных к морозному пучению (песках мелких и пылеватых, супесях, суглинках и глинах), глубина заложения фундамента должна быть больше расчетной глубины промерзания грунта. Нормативную глубину промерзания грунтов можно оценить по специальной карте или СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика».

Различают фундаменты мелкого заложения, сооружаемые в открытых котлованах, и глубокого заложения, к которым относятся, прежде всего, свайные фундаменты. По конструктивной схеме фундаменты бывают ленточные, столбчатые и сплошные.

Ленточные фундаменты устраивают под стенами зданий. Наиболее простым вариантом служат ленточные фундаменты из монолитного бетона, бутобетона или бутовой кладки (рис 2.9). Угол развития фундамента принимается равным около 30°, ширина уступа — 20-25 см, высота уступа -40-45 см. При возведении фундаментов применяют щебень, гальку или бут горных пород с прочностью на сжатие не менее 7,5 МПа, а в качестве вяжущего

в основном, используют портландцемент. Основным недостатком этого фундамента является его неиндустриальность. Этого недостатка лишен сборный фундамент, состоящий из бетонных фундаментных блоков и железобетонных фундаментных подушек (рис. 2.10). Ширина крупных бетонных блоков 30,40, 50, 60 см, высота 28 или 58 см, длина от 0,8 до 2,4 м. Блоки укладываются на цементном растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщина которых составляет 20 мм. Железобетонные фундаментные подушки имеют высоту 30 или 50 см, ширину от 0,6 до 3,2 м и длину до 3,0 м. Для обеспечения равномерности контакта с грунтом под подошвой плиты устраивают песчаную или бетонную подготовку. По обрезу фундаментов устраивают гидроизоляционный слой для предотвращения подпитки капиллярной влаги из грунта; боковые поверхности фундамента, соприкасающиеся с грунтом, обмазывают горячим битумом.

Столбчатые (отдельные) фундаменты устраивают под колоннами в каркасных зданиях. Они могут быть сборными или монолитными (рис. 2.31). Сборные фундаменты под железобетонные колонны могут состоять из одного блока-стакана или блока-стакана и фундаментной плиты под ним. При небольших нагрузках на фундаменты в малоэтажных зданиях и при прочных грунтах ленточные фундаменты заменяют столбчатыми. Столбы выполняют бетонными или бутобетонными сечением в плане 0,4×0,4 — 0,6×0,6 м. Расстояния между осями фундаментных столбов 2,5 -3.0 м, кроме того их устраивают по углам здания и в местах пересечения продольных и поперечных стен. Поверху столбов укладывают фундаментную балку, на которой возводится стена здания.

Сплошные фундаменты устраиваются в слабых грунтах при значительных нагрузках. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания (рис. 2.12). Для выравнивания неравномерных осадок, от действующих через колонны нагрузок, в каркасных зданиях в двух взаимно перпендикулярных направлениях применяют перекрестные ленточные фундаменты. Их обычно выполняют из монолитного железобетона. Если балки достигают значительной ширины, то они объединяются в сплошную ребристую или без балочную плиту. При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, малое давление на грунт, что особенно важно для высотных зданий и тяжелых сооружений.

Свайные фундаменты устраивают в том случае, когда верхние слои грунта имеют малую прочность, уровень подземных вод залегает близко к поверхности грунта и на фундамент передаются значительные нагрузки.

В зависимости от характера передачи нагрузки от сваи на грунт различают сваи-стойки, опирающиеся нижним концом на прочный, практически несжимаемый грунт, и висячие сваи (сваи трения), которые со всех сторон окружены сжимаемым грунтом (рис. 2.13),

По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. Для материалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготавливают непосредственно на строительной площадке в грунте.

Наибольшее распространение в промышленном и гражданском строительстве получили забивные железобетонные сваи квадратного сечения размером от 250×250 мм до 400×400 мм длиной от 3 до 20 м. При устройстве свайных фундаментов под стенами зданий сваи размешают в один, два ряда или в шахматном порядке. Расстояние между осями висячих свай принимается равным Зс, где с — сторона поперечного сечения сваи или ее диаметр (рис. 2.14). В обязательном порядке сваи забивают в углах здания и в местах пересечения продольных и поперечных стен. Под колоннами зданий забивают куст свай, который обычно содержит от трех до шести свай. Для передачи нагрузки на сваи и обеспечения их совместной работы сваи объединяют железобетонным ростверком, который может быть монолитным или сборным (рис. 2.14).

Источник

Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник , страница 8

Изменение свойств природных грунтов может протекать в условиях их естественного залегания под влиянием физических, физико-химических и тепловых воздействий (уплотнение, изменение вещественного состава, замораживание, оттаивание).

К природным перемещенным образованиям относят насыпные и намывные грунты. Антропогенные образования — твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека (бытовые, промышленные, строительные).

В основном, деление техногенных грунтов на разновидности производится аналогично соответствующей классификации природных скальных, дисперсных и мерзлых грунтов.

2.3. Нормативные и расчетные характеристики грунтов оснований

Расчеты оснований при проектировании фундаментов выполняют с использованием физических и механических характеристик слагающих их грунтов. Эти характеристики устанавливают, как правило, на основе специальных лабораторных или полевых исследований с учетом их возможного изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружений. В результате статистической обработки результатов таких исследований устанавливают нормативные значения характеристик грунтов, как некоторые осредненные в пределах рассматриваемого слоя.

Для предварительных расчетов оснований, а также для окончательных при проектировании сооружений II и III класса допускается использование нормативных значений механических характеристик грунтов из таблиц СНиП [15], составленных по обобщенным среднестатистическим значениям этих характеристик в зависимости от показателей физических свойств грунтов.

Все расчеты оснований выполняют с использованием расчетных характеристик грунтов, вычисленных путем деления их нормативного значения на коэффициент надежности по грунту g_g, который устанавливают по регламентированным значениям доверительной вероятности.

Для оценки несущей способности оснований используют расчетные характеристики грунтов R_c, j_I, c_I, вычисленные с доверительной вероятностью для фундаментов опор мостов и труб a = 0,98. Для расчетов деформаций оснований расчетные значения характеристик E_II, j_II, c_II устанавливают с доверительной вероятностью для мостов и труб a = 0,90.

3. Фундаменты мелкого заложения

3.1 Основные элементы и классификация фундаментов мелкого заложения

Основным признаком фундамента мелкого заложения является характер передачи на грунт нагрузки от надземного сооружения или, например, в случае водопропускной трубы, от сооружения, опирающегося на этот фундамент (с учетом веса насыпного грунта). Основным рабочим элементом фундамента мелкого заложения является его подошва. Контакт подошвы с грунтом и степень сжимаемости основания полностью определяют качество работы фундаментной части сооружения. В транспортном строительстве, как правило, фундаменты мелкого заложения заглубляются в грунт на глубину не более шести метров. Но это, конечно, условный критерий.

Технологическим признаком фундаментов мелкого заложения является то, что сооружаются они, как правило, в открытых котлованах, разработанных до подошвы фундамента, а, в случае необходимости, устройства конструктивной подготовки, и ниже указанной отметки.

На рис. 3.1 приведена схема фундамента мелкого заложения. Основными показателями фундамента мелкого заложения являются следующие отметки и размеры:

1. отметка обреза фундамента — ;

2. отметка подошвы фундамента — ;

3. глубина заложения фундамента , ( — отметка уровня планировки или уровня местного размыва);

4. размеры сечения надземной конструкции в уровне — ширина и длина ;

5. размеры подошвы фундамента в уровне — ширина и длина ;

6. высота фундамента .

Рис. 3.1. Фундаменты мелкого заложения: а — на суходоле с развитием, б — на местности, покрытой водой, без развития.

Основным критерием, по которому различают типы фундаментов мелкого заложения, являются условия работы тела фундамента на изгиб. И здесь различают два типа фундаментов — жесткие и гибкие. Классификационным показателем для данного деления фундаментов на типы служит угол a развития фундамента. Если в уровне обреза фундамента внешняя нагрузка передается на сечение шириной , а подошва фундамента высотой имеет ширину , то линия, соединяющая отрезки и называется линией развития фундамента, а угол наклона этой линии к вертикали называется углом развития фундамента. Фундаменты, выполненные из бетона или бутобетона, считаются жесткими, если угол развития не превышает 30°. Установлено, что прочность таких фундаментов обеспечена и, поэтому, расчет прочности тела фундамента можно не производить. Исключение могут составлять лишь случаи опирания фундаментов на скальные грунты, прочность на сжатие которых превосходит соответствующую прочность материала фундамента. Если угол развития фундамента превышает граничное значение 30°, то такой фундамент считается гибким и для него требуется выполнить расчет прочности тела фундамента на изгиб.

Пространство, заключенное между сечениями в уровне обреза и в уровне подошвы фундамента и ограниченное плоскостями развития фундамента, должно быть заполнено материалом фундамента. Это может быть сплошное монолитное тело, может состоять из сборных элементов, а может представлять некоторое сочетание указанных двух вариантов. Соответствующие этим случаям фундаменты мелкого заложения называются монолитными, сборными или сборно-монолитными.

По соотношению габаритных размеров фундамента — высоты , ширины и длины подошвы, различают отдельно стоящие, ленточные и плитные фундаменты.

Для отдельно стоящих фундаментов указанные размеры имеют один порядок и определяют пространственные условия работы конструкции. Таковы, например, массивные жесткие фундаменты опор мостов (рис. 3.2).

Для ленточных фундаментов характерно значительное превышение длиной фундамента его ширины и высоты: (рис. 3.3).

Рис. 3.2. Отдельные жесткие фундаменты: а — монолитные, б — сборные

Источник