Тема №3 Деформация оснований и фундаментов. Виды фундаментов презентация

Презентация на тему: Надежность оснований и фундаментов

1. Виды фундаментов и оснований

Фундамент – подземная часть здания, передающая нагрузки от надземной части здания на грунт основания.

Основание – несущий слой грунта, воспринимающий нагрузки от здания.

При оценке надежности оснований и фундаментов рассматривается единая система «фундамент-основание».

Варианты конструкций фундаментов

Виды грунтов основания

Естественные основания:

•Песчаные грунты - состоят из частиц крупностью1-2мм, характеризуются высокой прочностью и малой деформативностью (осадки в таких грунтах проходят быстро, в течение двух лет). Недостатком песчаных грунтов является их подверженность суффозионному разрушению (вымыванию несвязных частиц грунта водой).

•Глинистые грунты – состоят из чешуйчатых частиц крупностью менее 0,005мм, характеризуются большой сжимаемостью и водоудерживающей способностью. Прочность таких грунтов сильно зависит от влажности: твердые глины обладают высокой прочностью, пластичные итекуче-пластичные– малопрочные. Осадки в глинистых грунтах протекают долго, стабилизируются до 8 лет. Также недостатком глинистых грунтов является их подверженность морозному пучению в водонасыщенном состоянии.

•Супеси и суглинки – представляют собой смесь песка и глины, по своим качествам занимают промежуточное положение между песками и глинами.

4•Лессовые грунты – по зерновому составу относятся к пылеватым суглинкам, являются макропористыми грунтами с вертикальными

Искусственные основания:

•Армированные основания – прочность основания повышается путем внедрения свай набивных или забивных. Тем самым прочность основания характеризуется приведенными характеристиками грунта и свай.

•Инъецированные основания – прочность грунта основания повышается одним из способов упрочнения (закрепления):

•силикатизации - для песчаных и лессовых грунтов, путем введения в грунт жидкого стекла и/ или хлористого кальция;

•цементации - для гравелистых, скальных и песчаных грунтов, заключается в нагнетании через инъекторы цементного раствора;

•смолизации - для песчаных грунтов, путем нагнетания через инъекторы водного раствора синтетической карбомидной смолы;

•электрохимическим закреплением - для водонасыщенных глинистых грунтов, заключается в подаче на анодных участках растворов солей и откачке из труб-катодов поступающей в них воды;

•термическим закреплением грунтов –дляглинистых, лессовых грунтов и чернозема, заключается в обжиге грунта в скважинах

с помощью жидкого топлива или нагнетанием газов 5 •Уплотненные основания – уплотнение достигается путем

поверхностного трамбования, устройством грунтовых свай или

2.Требования к фундаментам и основаниям

Прочность - относительно системы«фундамент-основание»прочность обеспечивается условием, когда нагрузка на фундамент не превышает расчетного сопротивления грунта основания.

q ≤ R

Устойчивость – требование предъявляется в фундаментам зданий, построенных на откосах или подверженных горизонтальным воздействиям, обеспечивается условием, когда силы скольжения от нагрузки здания и веса грунта не превышают силы внутреннего трения и сцепления грунтов основания.

≤ σ·tg c (законМора-Кулона)

Деформации - характеризуются величинами, при которых обеспечивается целостность надземной части здания.

Предельные деформации основания в соответствии со СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений следующие:

крен iu=0,005

абсолютная осадка smax,u=8-12 см;

средняя осадка šu= si/n=10 см;

относительная разность осадок ( s/L)u=0,002-0,004

3. Классификация деформаций

оснований

Осадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры.

Просадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.

Подъемы и осадки - деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта).

Оседания - деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод,карстово-суффозионнымипроцессами и т.п.

Горизонтальные перемещения - деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п.

Провалы - деформации земной поверхности с нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над

9 карстовыми полостями или горными выработками.

4. Виды повреждений фундаментов

Расслоение бутовой кладки

фундамента

Возможные причины повреждения:

•отсутствие перевязки камней в кладке;

•недостаточная прочность кладки;

•перегрузка фундамента в связи с надстройкой

Разрушение боковых поверхностей фундамента

studfiles.net

Презентация на тему: ФУНДАМЕНТЫ

Фундаменты

Под фундаментами понимают подземные конструкции, предназначенные для передачи нагрузок от вышележащих частей здания на грунто вое основание. Железобетонные фундаменты более экономичны по сравнению с бетонными или каменными фундаментами и целесообразны при строительстве, как на обычных, так и на слабых и неоднородных грунтах. Различают три вида железобетонных фундаментов: отдельные (под каждую колонну), ленточные (под рядами колонн или под стенами), сплошные.

Виды фундаментов

Рис.19.11. Типы фундаментов: а- столбчатый,

б-ленточный,в-сплошнаяплита.

Отдельные и ленточные фундаменты могут быть сборными или монолитными, а сплошные фундаменты только монолитными.

На выбор типа фундамента влияют размеры фундамента, местные условия, мощность кранового оборудования, условия транспортирования и пр.

Стоимость фундаментов составляет 4...8% общей стоимости здания.

Для механизации земляных работ нулевого цикла верх фундамента сборных колонн принимают ниже уровня чистого пола на 150 мм, а монолитных колонн на 50 мм. Сопряжение колонн с фундаментом осуществляют с помощью вытянутой стаканной части (подколонника). Толщина стенок стакана не менее 150 мм. Стенки стакана не армируют, если их толщина поверху более 200 мм и более 0,75 глубины стакана. Плитную часть разбивают на ступени. Всего принимают не более трех ступеней. Высоту ступеней принимают равными 300 и 450 мм.

При высоте фундамента 1500 мм и более высота верхней ступени может быть принята равной 600 мм. Стыкование колонны с фундаментами в монолитном железобетоне осуществляют посредством выпусков арматуры из фундаментов. Выпуски с арматурой колонн стыкуют внахлестку. В деформационных швах зданий и сооружений фундамент под обе колонны делают общим, из-занесущественного влияния на работу шва. По характеру работы различают центрально и внецентренно нагруженные фундаменты.

Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и пролете колонн 6 м и более. Центрально-загруженыефундаменты в плане обычно бывают квадратной формы. При внецентренном загружении фундаменты делают прямоугольными в плане с отношением сторон не более чем 2:1. Сборные фундаменты изготавливают цельными или составными. Для фундаментов применяют бетон классов В15 или В20, армирование осуществляется сварными сетками из стержней периодического профиля диаметром не менее 10мм и с шагом 100

Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и пролете колонн 6 м и более. Центрально-загруженыефундаменты в плане обычно бывают квадратной формы. При внецентренном загружении фундаменты делают прямоугольными с отношением сторон не более чем 2:1. Сборные фундаменты изготавливают цельными или составными. Для фундаментов применяют бетон классов В15 или В20, армирование осуществляется сварными сетками из стержней периодического профиля диаметром не менее 10мм и с шагом 100

studfiles.net

В зависимости от передачи нагрузки на грунты основания фундаменты подразделяют на два типа:

-фундаментыглубокого заложения (ФГЗ)

•К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву:

•ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.

Схема фундамента мелкого заложения:

1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – обрез фундамента

Фундаменты глубокого заложения

При больших сосредоточенных нагрузках, когда устройство ФМЗ в котловане невыполнимо или невыгодно, а сваи не обеспечивают необходимой устойчивости, а также при строительстве тяжелых и чувствительных к неравномерным осадкам сооружений (массивные кузнечные молоты, крупные прессы, зданий насосных станций и водозаборов, опоры мостов, заглубленные и подземные сооружения – гаражи, склады, емкости, глубокие колодцы и т.п.) стремятся передавать нагрузки на скальные или полускальные основания, т.е. малосжимаемые грунты. В ряде случаев при этом приходится прорезать значительную (несколько десятков метров) толщу слабых водонасыщенных грунтов.

ФГЗ разделяют на следующие виды: опускные колодцы; кессоны; тонкостенные оболочки; буровые опоры и фундаменты, возводимые методом

«Стена в грунте»

Последовательность устройства опускного колодца

Формы сечений опускных колодцев в плане

Схема устройства кессона:

а – для заглубленного помещения; б – для глубокого фундамента; 1 – кессонная камера; 2 – гидроизоляция; 3 – надкессонное строение; 4 – шлюзовой аппарат; 5 – шахтная труба

Конструкции, сооружаемые способом «стена в грунте»: а – котлованы в городских условиях; б – подпорные стенки; в – тоннели; г – противофильтрационные диафрагмы; д – подземные резервуары

Последовательность возведения «стены в грунте»

а – первая очередь работ; б – вторая очередь работ; 1 – форшахта; 2 – базовых механизм; 3 –

бетонолитная труба; 4 – глинистый раствор; 5 – грейфер; 6 – траншея под одну захватку; 7 – арматурный каркас; 8 – бетонная смесь; 9 – забетонированная секция; 10 – готовая «стена в грунте»

Основание - толща грунтов, на которых возводится сооружение и в которых возникают напряжения и деформации

от передаваемых на них нагрузок

Основания делятся на:

Скальные - массивная горная порода, обладающая большой прочностью и малой сжимаемостью.

Грунтовые - раздробленная горная порода(минерально-дисперстноеобразование) – результат физического и химического выветривания массивных горных пород. Грунтовое основание обладает большой сжимаемость и малой прочностью, что необходимо учитывать при проектировании

Нормативные документы по проектированию зданий и сооружений

• Общие принципы проектирования заложены в:

СП 50-101-2004 Свод правил по проектированию и устройству оснований зданий и сооружений, которые разработаны в развитие обязательных положений и требований:СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений;СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения основания и фундаменты.

•Свод правил содержит рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений, в том числе подземных и заглубленных, возводимых в различных инженерно-геологическихусловиях, для различных видов строительства

studfiles.net

Тема №3 Деформация оснований и фундаментов

Лекция №7 ОСАДКА ОСНОВАНИЙ

Учебные вопросы

•1. Деформация оснований.

•2. Причины возникновения и виды неравномерных осадок.

•3. Осадка оснований при сплошной нагрузке.

Предельные состояния

•1-ягруппа: основание разрушается, а сооружение опрокидывается или сдвигается

•Выполняются следующие расчеты:

•-понесущей способности основания;

•- по прочности фундаментов;

•- по устойчивости формы и положения (сдвиг, опрокидывание, положение равнодействующей приложения сил).

•2-ягруппа: возникают деформации или смещения, являющиеся причинами снижения эксплутационных характеристик (допустимой скорости, веса поезда и т.д.)

•-расчетосадки;

•- расчет горизонтального смещения;

•- расчет угла поворота.

1. Деформации оснований

КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФОРМАЦИЙ: а) по причине возникновения:

•от внешней нагрузки;

•не связанные с внешней нагрузкой.

б) по направлению развития:

•вертикальные

•горизонтальные

•угловые (перекос гибкого сооружения)

в) по характеру изменения структуры грунта:

•осадки – деформации в результате уплотнения без коренного изменения структуры;

•просадки (замачивание, оттаивание) – с изменением структуры;

•набухание и усадки, связанные с изменением объема грунтов при изменении влажности, температуры, замерзании и оттаивании и пр.;

•оседания – деформации поверхности земной коры.

г) по представлению в расчетах:

•абсолютная осадка S

•средняя осадка S

•относительная неравномерность осадок двух фундаментов S/L ( S=S2-S1).

•крен фундамента сооружения i или угол поворотаw

•относительный прогиб или выгиб f/L (отношение стрелы прогиба или выгиба к длине изгибаемого сооружения).

д) по характеру восстановления прежней формы:

•осадки упругие;

•осадки неупругие (остаточные).

е) по степени завершенности:

•неполные – нарастающие по величине, нестабилизированные;

•полные (конечные).

ж) по равномерности нарастания:

•равномерные;

•неравномерные (очень опасны, т.к. вызывают дополнительные напряжения, сооружение может накрениться или разрушиться).

Предельно допустимые величины деформаций опор мостов на железных дорогах

Предельные

деформации

Полная

равномерная осадка опоры, см

Разность полных равномерных осадок смежных опор

Горизонтальное смещение верха опоры с разрезными прол. строениями

Типы ИССО и нормативный документ

СНиП 2.05.03-84постоянные мосты

Не установлен

Не должен вызывать доп. углов перелома в продолн. Профиле а/д моста >2%0

ж/д моста >1%0

0,5√l

П. 1.47

Технические условия восстановления мостов (ТУВЖМ)

Вдоль оси моста не устанавливается

2. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ВИДЫ НЕРАВНОМЕРНЫХ ОСАДОК

Осадку любого сооружения можно представить как сумму из следующих осадок:

•осадка основания в результате уплотнения грунтов после загружения фундамента;

•осадка вследствие разуплотнения верхних слоев грунта у дна котлована из-зауменьшения интенсивности напряженного состояния в результате его разработки;

•осадка выпирания в результате выдавливания грунта из-подподошвы фундамента при развитии зон пластичных деформаций;

•осадка расструктурирования вследствие нарушения природной структуры грунта во время строительных работ, обуславливает увеличение сжимаемости;

•осадка, образующаяся в период эксплуатации сооружения в результате просадки, набухания и т.п. изменения напряженного состояния грунтов из-запостройки сооружения.

Осадки уплотнения

а) Неоднородность основания обуславливается следующими факторами:

•наличием выклинивающихся и линзообразных слоев грунта;

•различной толщиной пластов;

•неодинаковой плотностью сложения основания;

•конструктивными формами и глубиной заложения различных частей фундамента .

•неодинаковой уплотняемостью грунта во времени из-занеодинаковой скорости консолидации и ползучести под различными частями ИССО.

б) Неоднородность напряженного состояния основания обуславливается следующими факторами:

•неравномерной загрузкой фундаментов, в связи с чем для уменьшения давления у более нагруженного фундамента увеличивать площадь, что приводит к различному НДС и различной осадке фундаментов;

•влиянием соседних фундаментов;

•неравномерность осадок частей фундамента из-занеравномерности загружения в процессе строительства.

Неравномерные осадки разуплотнения

•проявляются, как правило, при глубинах котлованов более 5 м. разуплотнение грунта происходит в центре больше, чем по краям,

•При глубине котлована до 5 м эти осадки незначительны, проявляются на стадии строительства до возведения наземных конструкций.

Осадки выпирания

•проявляются даже при небольших нагрузках под краями фундамента, где образуются зоны пластических деформаций.

•При дальнейшем росте нагрузки зоны пластических деформаций увеличиваются и возникает опасность выпирания грунта из-подподошвы

Неравномерные осадки расструктуривания

Развитие осадок зависит от:

способа выполнения котлованных работ и их продолжительность до обратной засыпки пазух фундаментов;характера водоотлива; мероприятий по сохранению природной структуры грунта.

а) метеорологическое воздействиепроявляется в виде:

•промерзания и оттаивания;

•размягчения и набухания;

•высыхания и усадки.

б) Неблагоприятное воздействие подземных вод и газов гидростатическое давление в водопроницаемом слое подстилающего грунта,

•гидродинамическое давление фильтрационного потока, который вызывает набухания грунта;

•механическая суффозия - перемещение под действием фильтрационного потока более мелких частиц между более крупными частицами, что образует вынос их разрыхления;

•фильтрационный выпор - движение грунтов вверх под действием фильтрационного потока;

•химическая суффозия - процесс растворения минеральных частиц скелета грунта;

•выделение имеющихся в воде пузырьков газов. Пузырьки газов могут вызывать нарушение природной структуры слабофильтрующих грунтов (илов, супесей, суглинков).

studfiles.net

Смотрите также

• 
  Фундамент сплошной монолитный
• 
  Замена фундамента бани
• 
  Свайный фундамент долговечность
• 
  Конструирование столбчатого фундамента
• 
  Гидроизоляция фундамента кровли
• 
  Плита 6х6 фундамент
• 
  Глубина копки фундамента
• 
  Устройство фундамента коттеджа
• 
  Устройство теплоизоляции фундамента
• 
  Герметизация швов фундамента
• 
  Последовательность заливки фундамента