Выбор типа фундамента в зависимости от инженерно геологических условий

Влияние инженерно-геологических условий на выбор типа оснований и конструкций фундаментов зданий

Содержание

1. Влияние инженерно-геологических условий на выбор типа оснований и конструкций фундаментов зданий. 2

2. Исходные данные необходимые для проектирования оснований и фундаментов. 2

3. Выбор глубины заложения фундаментов на естественном основании. 3

4. Определение размеров подошвы фундамента при центральном и внецентренном нагружении 3

5. Проектирование основания фундамента по второй группе предельных состояний 6

6. Расчет осадок оснований методом послойного суммирования. 7

7. Проектирование свайных фундаментов по 1 группе предельных состояний. 9

8. Виды свай и типы свайных фундаментов. 10

9. Чем вызвана необходимость испытания конструкций и сооружений. 15

10. Устройство фундаментов вблизи существующих зданий. 17

11. Способы усилений оснований и фундаментов. 17

12. Основные методы определения несущей способности свай. 19

Влияние инженерно-геологических условий на выбор типа оснований и конструкций фундаментов зданий

Общую оценку инженерно-геологических условий площадки строительства и предварительный выбор типа фундаментов следует выполнять на основе изысканий на предпроектной стадии. На этой же стадии следует проводить оценку возможного проявления опасных геологических и инженерно-геологических процессов (карстово-суффозионных, оползневых и др.) для оценки возможности осуществлять строительство высотного здания на данной площадке.

Инженерно-геологические изыскания необходимы для изучения геологического строения участка, физико-механических характеристик грунтов, их несущей способности, коррозионной активности, гидрогеологических условий и прогноза их изменений в процессе строительства и эксплуатации проектируемого здания или сооружения, обеспечения мероприятий по защите конструкций от неблагоприятных влияний геологической среды, физико-геологических процессов и явлений. На основании полученных данных определяются оптимальные, наиболее целесообразные с экономической точки зрения тип, конструкция и глубина заложения фундамента с учетом всех неблагоприятных факторов влияющих на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений.
Проектирование и строительство без достаточного изучения и оценки геологических условий может привести к неравномерным осадкам конструкций, порывам инженерных сетей и к необратимым деформациям или их разрушению.

К числу задач решаемых с использованием материалов инженерно-геологических изысканий, относятся:

обоснование технической возможности и экономической целесообразности строительства объекта в данном районе;

сравнение возможных вариантов расположения проектируемого объекта и выбор из них оптимального;

обоснование компоновки зданий и сооружений проектируемого объекта по выбранному варианту;

аргументация расчетных схем оснований и среды зданий и сооружений;

осуществление авторского надзора за производством строительных работ.

Объем инженерно-геологических работ (кол-во и глубина скважин, необходимость выполнения тех или иных видов полевых испытаний грунтов, геофизических исследований и т.п.) определяется исходя из технических характеристик проектируемого сооружения (габариты в плане, этажность, глубина заложения и тип фундамента, нагрузки и др.), в соответствии с нормативными документами (СНиП 11-02-96, СП 11-105-97, СНиП 2.02.01-83, МГСН 2.07-01 и др.).

Исходные данные необходимые для проектирования оснований и фундаментов

Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор типа основания (естественное или искусственное), а также типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения; ленточных, столбчатых, железобетонных, бетонных, бутобетонных) с применением в случае необходимости строительных или конструктивных мероприятий для уменьшения влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность зданий или сооружений.

Основания зданий и сооружений должны проектироваться на основе:

 результатов инженерно-геологических, инженерно-геодезических и инженерно-гидрологических изысканий;

 данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения, нагрузок, действующих на фундаменты, и условий его эксплуатации;

 технико-экономического сравнения возможных вариантов фундаментов.

Чем вызвана необходимость испытания конструкций и сооружений

Испытания необходимо для определения надежности конструкций и сооружений при динамических нагрузках.

Чем могут быть вызваны динамические воздействия на сооружения?

Причины могут быть различными: уплотнение грунта трамбовками, забивка свай и шпунта, работа машин с неуравновешенно вращающимися частями  компрессоров, лесопильных рам, прокатных станов, копров, мельниц; движение наземного и подземного транспорта; порывы ветра, сейсмические воздействия, взрывы и др.

Устройство фундаментов вблизи существующих зданий

При существующих фундаментах и необходимости реконструкции рассчитываются нагрузки на верхнем обрезе фундамента и в уровне его подошвы. Затем проверяют расчетом материал фундамента на прочность, после чего проверяется расчетное сопротивление грунта обычным способом. На основе этого решается вопрос о необходимости усиления фундаментов. Затем проводятся расчеты на деформации и их неравномерность.

Опыт показал, что строительство более низких домов рядом с более высокими уже существующими привело к значительно меньшим повреждениям существующих домов, чем строительство более высоких домов рядом с существующими более низкими. Для строительства новых домов вблизи существующих следует рассчитать их вероятную осадку. Для расчетов руководствуются следующими зависимостями: по СНиП должно быть s sad,u, то рекомендуется применять специальные мероприятия (устраивать фундаменты с консолями, разделительный шпунт и др.).

Если строительство ведется рядом с существующим зданием вплотную и отметки заложения подошв их фундаментов совпадают, то разрабатывать весь котлован до стенки существующего фундамента нельзя без специальных мероприятий. Строительство в этом случае производят захватками, причем соседняя захватка делается только после возведения фундамента на предыдущем участке.

Если глубина закладки нового фундамента больше, чем существующего, то применяются шпунтовое ограждение или стена в грунте. Водопонижение в этих случаях следует проводить с осторожностью, так как оно может вызвать дополнительные осадки. Для рядом строящихся зданий следует стремиться к использованию однотипных фундаментов.

В чем заключается предложение возведения новых зданий рядом со старыми с применением консолей?

Смысл предложения заключается в том, что фундамент нового здания не доводится до старого здания, а конструкция здания вынесена на консоль  плиту и не опирается в этой части на грунт основания. Другим приемом является устройство разделительного шпунта между зданиями. Шпунт заглубляется в подстилающий слой плотных грунтов.

Способы усилений оснований и фундаментов

В чем заключается укрепление фундамента цементацией?

Для этого в теле фундамента пробуриваются отверстия для установки инъекторов, через которые под давлением нагнетают цементный раствор. Если нижняя часть фундамента сильно ослаблена, то фундамент вывешивают и подводят новые блоки или производят бетонирование в нижней разрушенной части с ее заменой.

Содержание

1. Влияние инженерно-геологических условий на выбор типа оснований и конструкций фундаментов зданий. 2

2. Исходные данные необходимые для проектирования оснований и фундаментов. 2

3. Выбор глубины заложения фундаментов на естественном основании. 3

4. Определение размеров подошвы фундамента при центральном и внецентренном нагружении 3

5. Проектирование основания фундамента по второй группе предельных состояний 6

6. Расчет осадок оснований методом послойного суммирования. 7

7. Проектирование свайных фундаментов по 1 группе предельных состояний. 9

8. Виды свай и типы свайных фундаментов. 10

9. Чем вызвана необходимость испытания конструкций и сооружений. 15

10. Устройство фундаментов вблизи существующих зданий. 17

11. Способы усилений оснований и фундаментов. 17

12. Основные методы определения несущей способности свай. 19

Влияние инженерно-геологических условий на выбор типа оснований и конструкций фундаментов зданий

Общую оценку инженерно-геологических условий площадки строительства и предварительный выбор типа фундаментов следует выполнять на основе изысканий на предпроектной стадии. На этой же стадии следует проводить оценку возможного проявления опасных геологических и инженерно-геологических процессов (карстово-суффозионных, оползневых и др.) для оценки возможности осуществлять строительство высотного здания на данной площадке.

Инженерно-геологические изыскания необходимы для изучения геологического строения участка, физико-механических характеристик грунтов, их несущей способности, коррозионной активности, гидрогеологических условий и прогноза их изменений в процессе строительства и эксплуатации проектируемого здания или сооружения, обеспечения мероприятий по защите конструкций от неблагоприятных влияний геологической среды, физико-геологических процессов и явлений. На основании полученных данных определяются оптимальные, наиболее целесообразные с экономической точки зрения тип, конструкция и глубина заложения фундамента с учетом всех неблагоприятных факторов влияющих на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений.
Проектирование и строительство без достаточного изучения и оценки геологических условий может привести к неравномерным осадкам конструкций, порывам инженерных сетей и к необратимым деформациям или их разрушению.

К числу задач решаемых с использованием материалов инженерно-геологических изысканий, относятся:

обоснование технической возможности и экономической целесообразности строительства объекта в данном районе;

сравнение возможных вариантов расположения проектируемого объекта и выбор из них оптимального;

обоснование компоновки зданий и сооружений проектируемого объекта по выбранному варианту;

аргументация расчетных схем оснований и среды зданий и сооружений;

осуществление авторского надзора за производством строительных работ.

Объем инженерно-геологических работ (кол-во и глубина скважин, необходимость выполнения тех или иных видов полевых испытаний грунтов, геофизических исследований и т.п.) определяется исходя из технических характеристик проектируемого сооружения (габариты в плане, этажность, глубина заложения и тип фундамента, нагрузки и др.), в соответствии с нормативными документами (СНиП 11-02-96, СП 11-105-97, СНиП 2.02.01-83, МГСН 2.07-01 и др.).

Исходные данные необходимые для проектирования оснований и фундаментов

Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор типа основания (естественное или искусственное), а также типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения; ленточных, столбчатых, железобетонных, бетонных, бутобетонных) с применением в случае необходимости строительных или конструктивных мероприятий для уменьшения влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность зданий или сооружений.

Основания зданий и сооружений должны проектироваться на основе:

 результатов инженерно-геологических, инженерно-геодезических и инженерно-гидрологических изысканий;

 данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения, нагрузок, действующих на фундаменты, и условий его эксплуатации;

 технико-экономического сравнения возможных вариантов фундаментов.

Выбираем фундамент для дома

Именно от надёжности основания для дома зависит прочность и долговечность будущего жилища. Любая ошибка, допущенная на этом этапе, может привести к дорогостоящему ремонту и снижению срока службы всего дома. Задолго до начала строительных работ следует узнать:

  • С чего начать выбор фундамента, и как зависит его тип от материала стен дома;
  • Как выбрать конструкцию основания дома в зависимости от типа грунта на участке;
  • Какие бывают виды фундаментов для частного дома и что такое сила морозного пучения;
  • Что делать, если на участке – так называемый сложный грунт и высокий уровень грунтовых вод.
Читать еще:  Устройство кровельного пирога

Выбор фундамента. С чего начать

Прежде чем начать выбирать фундамент, необходимо понять, для чего он нужен и какую функцию выполняет.

Фундамент – прокладка между зданием и грунтом. Он распределяет вес здания на грунт. Это не статичная конструкция – он может сжиматься, изгибаться, и, иногда, растягиваться. Чтобы дом на нем не деформировался, необходимо выполнить два условия:

  • Осадки грунта под домом не должны быть больше определённых значений. Рассчитываются они по специальным формулам в зависимости от веса и конструкции здания, типа грунта, его влажности и пористости. Эти величины определяют по образцам, полученным при инженерно — геологических изысканиях;
  • Грунт не должен менять структуру. Для каждого грунта, находящегося под постоянно увеличивающейся нагрузкой, наступает момент, когда его частицы начинают ломаться или смещаться относительно друг друга и он проседает. Значит, под подошвой фундамента не должно быть давления, при котором «сломается» грунт основания.

Планировка территории участка

Выбирая участок для своего будущего дома из нескольких вариантов, многие застройщики руководствуется лишь ценой, площадью и наличием подведённых коммуникаций. Но, как показывает практика, одним из решающих факторов при выборе участка под будущую застройку, а значит и фундаментных работ, должна стать возможность грамотной планировки территории.

Выбирать участок для дома желательно в соответствии с пониманием, как вы его планируете впоследствии использовать, а именно – какой дом и хозяйственные постройки будут на нём возводиться.

Уже на первоначальном этапе необходимо смотреть, подходит ли участок под ваши нужды, а не пытаться строить дом на совершенно неподходящей для этого территории.

Если изначально планируется строить большой каменный дом в два-три этажа, то и участок нужно подбирать соответствующий. Он должен быть больше границ дома минимум на 10-15 метров и иметь грунты с хорошей несущей способностью.

Нужно чётко понимать, что чем сложнее геология и грунты на участке, тем дороже обойдётся строительство основания дома. Конструкция должна основываться на технико-экономическом обосновании проекта дома и геологических изысканиях для определения вида грунта.

Основные факторы, определяющие, какой будет конструкция, следующие:

  • Характеристики будущего дома и его конструктивные особенности;
  • Материал, из которого будет строиться дом;
  • Тип грунта и уклон участка;
  • Уровень грунтовых вод и глубина промерзания почвы зимой.

Грунт как основа дома

Имея на руках проект дома, необходимо как можно скорее понять, что за грунт на вашем участке и, соответственно, какая у него несущая способность.

Обычно в основании здания оказывается несколько типов грунтов. Для окрестностей Москвы глубина полнозаглубленного фундамента – 1,5 метра. Зона влияния фундамента, то есть глубина, на которой будет заметно дополнительное давление от здания, – это ещё от 2 до 4,5 метров. Это значит, что при расчёте фундамента под тяжёлые дома нужно учитывать свойства грунтов на глубину до 6 метров. Теперь представим, что на глубине 3 метра находится слой слабого грунта. Он может не выдержать дополнительной нагрузки от здания.

На прочность грунтов влияет УГВ: влажные грунты менее прочные, чем сухие. А пылеватый песок, насыщенный водой вообще может превратиться в «плывун».

Вид, свойства и характеристики грунта, имеют первостепенное значение при строительстве фундамента для дома.

А выбор конструкции фундамента, его размеры, глубина заложения и технология строительства основывается на данных геологических исследований местности.

При высоком уровне грунтовых вод желательно сделать дренаж участка и дренаж вокруг дома.

Благодаря этому понижается их уровень и соответственно уменьшается насыщенность грунта водой, что уменьшает силу морозного пучения.

Морозное пучение происходит из-за того, что вода, находящаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объёме. Под действием этого давления происходит подвижка грунта, что может привести к выталкиванию фундамента наружу, его разрыву или неравномерному подъёму дома, а значит и деформации всей конструкции.

Классификация грунтов в строительстве

Выбор фундамента для дома начинается с изучения грунта на участке, понимания его несущих способностей и особенностей, влияющих на конструкцию основания дома и материал изготовления стен. Рассмотрим основные типы грунтов.

Выбор типа фундамента в зависимости от характеристик и особенностей грунта

Строительство надежного и устойчивого сооружения немыслимо без устройства качественно выполненного фундаментного основания. Выбор фундамента базируется на множестве факторов, которые должен учитывать каждый строитель. Неправильно подобранный тип в итоге приведет к разрушению фундамента и, как следствие, самого здания, которое на нем установлено.

Принципы выбора типа фундамента

Выбрать тип фундамента невозможно без знания, где будут осуществляться строительные работы и что именно будет возводиться. Для того чтобы избежать ошибок, увеличенных расходов стройматериалов и финансовых средств, учитывают следующие критерии выбора:

  • конструктивные особенности сооружения;
  • типы почвы;
  • уровень грунтовых вод;
  • глубина промерзания грунта.

Рассмотрим каждый из приведенных пунктов более детально.

Конструктивные особенности возводимого здания

Это один из первых критериев выбора типа фундамента, который хоть и не относится к особенностям почвы, но все же имеет огромное влияние на определение конструкции. Здесь важно определить создаваемые на фундамент нагрузки, причем как статические, так и динамические. Строительство каркасного сооружения под склад на основе легких стальных конструкций и капитального кирпичного строения для производства существенно отличается не только технологией возведения, но и удельным весом конструктива и типом нагрузок, что непосредственно отразится на фундаменте. Если для легких каркасных построек допустимо возводить мелкозаглубленные ленточные или свайные типы основания, то для дома с кирпичными стенами необходимо рассматривать исключительно вариант глубокого заложения.

Кроме веса здания на выбор вида фундамента также влияют проектные решения, например, устройство подвального помещения или цокольного этажа. Свайный тип основания в данном случае – нецелесообразный выбор.

Дополнительно также учитывается этажность и характер назначения постройки.

Характеристики грунта

Выбор фундамента зависит от типа почвы, особенности которой изучают путем проведения геологических изысканий. Конечно, если на местности, выбранной под застройку, уже ранее проводились строительные работы, имеет смысл воспользоваться данными «соседей» – это экономия не только времени, но и финансовых средств.

Рассмотрим типы почвы, которые влияют на выбор конструкции фундамента:

  1. Каменистые грунты – относятся к «идеальным» типам почвы за счет отсутствия влаги и неспособности к пучению. Такой грунт не меняет своих свойств при любых погодных условиях, устойчив к промерзанию и отлично сочетается с множеством типов фундамента.
  2. Хрящеватые – почва включает в себя глину, мелкий щебень, песок и землю. Такой состав устойчив к воздействию влаги. Выбор глубины заложения фундаментов на такой почве не зависит от глубины промерзания.
  3. Песчаные – большинство строителей почву на основе зернового песка считает одной из самых удобных для работ. В процессе возведения песчаный грунт легко трамбуется и уплотняется, не задерживает влагу. При этом глубина промерзания не превышает 1 м.
  4. Глинистые – полная противоположность предыдущему типу: накапливают влагу, подвержены размоканию и пучению. Уровень промерзания свыше 1,5 м и больше. Возводиться на такой почве без предварительной подготовки невозможно.
  5. Суглинки, супеси – являясь смесью песка и глины, грунт с такими характеристиками зависит от преобладания того или другого компонента. Если превалирует глина, грунт удерживает влагу и сильно размокает.
  6. Торфяные – часто их соотносят с болотистыми почвами. Отличаются высокой насыщенностью влаги и уровнем грунтовых вод. Неправильно подобранный фундамент на такой почве может попросту «затянуть».

Невзирая даже на высокий профессионализм, застройщик не сможет повлиять каким-то образом на характеристики почвы и уровень промерзания. Поэтому, чтобы максимально упростить и удешевить процесс строительства, еще в момент приобретения участка обращайте внимание на особенности почвогрунта.

Уровень грунтовых вод

Чем выше уровень содержания влаги, тем больше грунт подвержен промерзанию и пучению в сильные заморозки. При негативном расположении такой грунт может вообще вытолкнуть фундамент, особенно в весенний период.

Уровень глубины грунтовых вод менее 2 м рассматривается как высокий, что создаст в дальнейшем проблемы при устройстве глубокого котлована.

Необходимо понимать, что данный показатель не статичен и зависит от сезона. Например, в летний период грунтовые воды максимально опускаются при сильной засухе.

Проблемой становится выбор глубины фундамента при совпадении уровня промерзания и уровня грунтовых вод. В таком случае часто прибегают к «плавающим» типам, где подушка выполняет функцию амортизатора в период пучения.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания – важный показатель в аспекте рассмотрения характеристик грунта. И этот показатель разнится в зависимости от типа грунта. Скалистая почва практически не подвержена промерзанию, так как в ней не содержится влага. И напротив, водонасыщенные грунты не только промерзают на значительную глубину, но и подвержены сильному пучению.

Типы фундамента

Рассмотрим зависимость фундамента от грунта, а также важные моменты в устройстве каждого из вида фундаментного основания.

Выбор фундамента в зависимости от грунта:

  1. Ленточный фундамент. В зависимости от типа постройки может быть мелкозаглубленным или глубокозаглубленным. Первый вариант идеален для небольших строений на скалистой и песчаной почве. Ленточный фундамент глубокого залегания – один из самых надежных. Монолитная лента при таком устройстве погружается на уровень ниже промерзания почвы, что обеспечивает устойчивость и статичность основания на пучинистых грунтах с большой глубиной промерзания.
  2. Монолитная плита – вариант фундамента для торфяников и других типов размываемых почв. Для дополнительной прочности бетонную плиту армируют. Благодаря своей надежности выбор этого вида фундамента целесообразен для возведения, как небольших легких построек, так и кирпичных тяжелых домов. Влияние грунта сведено к минимуму. А вот неровные поверхности со склоном для такого основания не подойдут.
  3. Свайный фундамент – отлично подходит для строительства на болотистых почвах. Благодаря тому, что сваи могут быть различной высоты, свайная конструкция выравнивает поверхность. Стальные сваи обязательно покрываются антикоррозийным составом. При установке железобетонных свай, вяжется арматурный каркас в скважинах, которые потом заливаются бетонным раствором.
Читать еще:  Прокладка стальных труб отопления через фундамент здания и их заделка

Последствия допущенных ошибок в выборе фундамента

Доверившись непрофессионалам или решив выполнить монолитные работы самостоятельно, не обладая достаточным уровнем компетентности, вы рискуете столкнуться с рядом ошибок и их последствий. К наиболее распространенным относят:

  • перекосы, трещины и разломы стен и плит перекрытий;
  • образование зазоров и щелей из-за нарушенной теплоизоляции;
  • трещины фундамента в цокольной части;
  • перекос воротных (если речь идет об ангаре) и оконных систем;
  • просадка сооружения;
  • наклон в стороны и сдвиги сооружения из-за силы пучения.

Чтобы такого не допустить, выбирайте только квалифицированных строителей, к которым относится команда компании Эвриал. Наличие ресурсов для проведения геологических изысканий и топосъемки, грамотных инженеров-конструкторов и многолетнего опыта в сфере проектирования и строительства под ключ, позволяет нам делать свою работу качественно и в срок.

Как самостоятельно определить тип грунта: виды и свойства почв, особенности построения фундамента

Надежное основание необходимо для обеспечения прочности всего здания. Выбор конструкции фундамента, применяемого при возведении строения, зависит от многих причин.

Определяющими факторами в этом вопросе состав являются грунта, уровень грунтовых вод и глубина промерзания.

Баня, построенная на прочном фундаменте, простоит долгие годы без разрушения несущих конструкций и трещин в стенах и перегородках.

Перед началом расчетно-проектных работ на земельном участке проводятся инженерно-геологические изыскания.

В ходе указанных мероприятий на стадии разработки строительной документации решается ряд задач:

  1. Определение состава грунтов и их механических свойств для получения с целью получения данных для расчетов фундамента.
  2. Полевые испытания почвы на предмет определения деформационных и прочностных параметров почв.
  3. Исследование способности грунтов противостоять динамическим и статическим нагрузкам, возникающим в результате возведения того или иного вида фундамента.

Решением перечисленных задач занимаются высококвалифицированные специалисты с использованием специальных приборов и лабораторного оборудования. Это достаточно дорогостоящие исследования.

При индивидуальном строительстве обычно используются упрощенные методики, которые доступны подавляющему большинству наших сограждан.

Классификация почв и их свойства

В ходе инженерно-геотехнических изысканий осуществляется комплексное изучение природных условий строительной площадки.

Для закладки фундамента достаточной прочности решающее значение играет состав грунтов и их свойства. В строительной отрасли имеется четкая система классификации почв, которая выделяет следующие их виды:

  1. Скальные породы.
  2. Полускальные грунты.
  3. Крупнообломочные.
  4. Песчаные и супесчаные несвязанные почвы.
  5. Глинистые или связанные грунты.

Cтроителям часто приходится работать со всеми перечисленными типами. Каждый из видов грунтов имеет присущие только указанной категории свойства.

При закладке фундамента учитывается не только тип почвы, которая по мере заглубления не является однородной.

Обычно земельные участки имеют верхний растительный или плодородный слой, ниже могут располагаться песчаные, супесчаные породы, глина и суглинки.

Толщина слоев грунта при выборе конкретной схемы расчета фундамента также учитывается наряду с другими факторами.

Характеристики отдельных типов почв

В средней полосе России преобладают грунты песчаного и глинистого типов, реже встречаются крупнообломочные, полускальные и скальные породы. Каждый тип обладает определенными свойствами.

Песчаные и супесчаные грунты состоят в основном из мелких частиц размером от 0,05 до 2 мм осадочных пород и характеризуются крайне низкой пластичностью.

При возведении фундаментов на такой земле следует закладывать больший запас прочности.

Глинистые грунты в своем составе имеют еще более мелкие частицы с размером менее 0,05 мм. Такая почва образовалась в результате разрушения первичных скальных пород и их преобразования в условиях высокого давления.

При закладке фундаментов тип грунта определяет технологию проведения земляных работ, общие трудозатраты и соответственно их сметную стоимость.

От вида почвы зависят также и выбор типа основания, и его основные параметры.

Методики самостоятельного определения видов почв

Практика индивидуального строительства предполагает необходимость экономии средств. Многие операции, в том числе и по определению состава грунта, выполняются своими силами без привлечения специалистов.

Существуют достаточно простые способы определения вида почвы участка, где будет возводиться фундамент.

Земля, изъятая с площадки, смешивается с небольшим количеством воды и раскатывается в виде цилиндра.

Полученную массу пытаемся свернуть в колечко, если это удается, грунт имеет в своем составе не менее 2/3 глины и суглинков. В случае распада на отдельные фрагменты небольшого размера почва содержит большое количество песка.

Еще один несложный тест – немного грунта помещается в прозрачную емкость с водой, помутнение жидкости означает большое присутствие мелких суглинистых частиц.

Виды строительных оснований

Определение состава грунтов на участке позволит обосновано выбрать конкретный вид фундамента.

Основные типы оснований: ленточный, плитный, столбчатый и свайно-ростверковый применяются в зависимости от конкретных условий площадки.

Грунт, на котором придется строить здание, подвергается довольно высоким механическим нагрузкам и в свою очередь оказывает влияние на опорные конструкции.

Наиболее прочный вид фундамента – ленточный, который представляет собой бетонную полосу прямоугольного или квадратного сечения, армированную стальным прокатом или композитными материалами.

Наиболее экономичный вариант с мелкозаглубленным основанием делается на стабильных грунтах.

Для самых неустойчивых и насыщенных влагой почв рекомендуется использование монолитных плитных фундаментов.

Выбор типа основания в зависимости от типа почв

По результатам инженерно-геотехнических изысканий и определения вида грунта осуществляется моделирование процессов.

Наиболее распространенный тип фундамента для малоэтажного строения – ленточный, технология строительства такого основания отработана и проверена временем. На заболоченных и подвижных грунтах лучшим вариантом будет использование свай с перевязкой.

В фундаменте такого типа основная нагрузка передается через опорные элементы на более глубокие и стабильные слои.

При использовании легких конструкций возможно применение винтовых и свайно-ростверковых оснований. Несущие балки могут иметь контакт с грунтом и частично заглубляться в него.

Основное преимущество таких опорных конструкций – отсутствие необходимости в сложной и дорогостоящей гидроизоляции.

Особенности закладки оснований на разных типах почв

При возведении фундамента имеют значение такие характеристики грунтов, как плотность, влажность, механическая прочность и пластичность.

Эти показатели необходимо учитывать при проведении земляных работ.

Особое значение имеет такой параметр как сцепление и максимальный угол естественного откоса. Легче всего работать на песчаных и супесчаных грунтах, но фундамент в таком случае нуждается в дополнительном усилении.

Исследование состава почвы на участке перед началом строительства – процедура обязательная.

Только по итогам инженерно-геотехнических изысканий можно получить обоснованные рекомендации об оптимальном для данной площадки типе фундамента.

Изыскания могут производиться как профессионалами, так и самостоятельно без привлечения специалистов.

Конструктивные схемы фундаментов и их выбор в зависимости от инженерно- геологических условий

По глубине залож-я ф-ты подраздел-ся на:

— неглубокого залож-я (d

Столбчатые ф-ты от свайных отлич-ся большей глубиной заложения (d > 1,5 м) и вертикальностью положения. Столбчатые ф-ты состоят из столбов и ростверка или м.б. без ростверка.

Свайные ф-ты бывают:- с высоким ростверком, прим-т при стр-ве на местности, покрытые водой, или при устр-ве проветриваемых подполий;- с низким ростверком, прим-т на местности, не покрытые водой, а также в тех случаях, когда на ф-ты перед-ся значит. горизонт. нагрузки.Свайные ф-ты устр-ся:- с одними вертикал. сваями, компенсирующие вертикал. нагрузки;- с вертикал. и наклонными сваями, компенсирующие и вертикал. и горизонт. нагрузки.

По характеру работы в грунте различают ф-ты глубокого заложения на:- висячих сваях, концы кот. не доходят до прочных малосжимаемых скальных или полускальных грунтах;- сваях – стойках, кот. опир-ся на скальные или полускальные грунты.По способу устройства ф-ты подраздел-ся на:- забивные (молотом, вибратором);- забивные в лидерные скважины сваи меньшего диаметра или такого же, как и скважина; — буронабивные (бурят скважину, крепят стенки, каркас и заполняют бетоном через шланг);- буронабивные с уширенной пятой;- винтовые (вращением);- сваи-франки (на дно скважины размещают сухую смесь песка и цемента, втрамбовывают в водонасыщенный грунт и так процию за порцией);- сваи – Бенато (устраивают с помощью специал. станков, кот. бурят скважины, удаляют грунт, погружают обсадную трубу, арматуру и т.д.)По форме поперечного сечения сваи:- квадратные;- круглые;- квадратные с круглой полостью;- сваи – оболочки.По форме продольного сечения:- прямоугол.;- прямоугол. с уширен. пятой;- телескопические;- призматические.Свайные ф-ты вып-ся из:- дерева- металла- ж/б.Сваи забивают:- рядами соосно;- рядами в шахматном порядке;- в виде куста;- в виде свайного поля по регулярной сетке.НЕЛЬЗЯ использовать рыхлые пески, пылев.-глин. грунты, мягкопластичные, текучепластичные и текучей консистенции, биогенные (ил, торф), искусств-е (строй мусор) – такие грунты наз-ся слабыми, их прорезают и заглубляют в более прочные грунты min на 0,5м до кровли скального грунта (или на большую глубину, если столбы или сваи-стойки проектируются как защемлённые). Желательно, чтобы все фунд-ты опирались на один и тот же грунт, а подстилающий слой был не менее прочным, чем несущий. Слои грунта, имеющие близкие значения хар-к прочности и сжимаемости м.б. объединены и рассм-ся, как однородные. В неоднор-х сильносжимаемых грунтах рекоменд. проектировать монолитные жесткие фундаменты, наиб-е приспособленные к неравномерным осадкам.Если в верхней части ИГР залегают слабые грунты их прорезают и заглубляются в более прочные. Если в верхней частиразрезов располаг. неск. слабых грун-в, кот-е чередуются с более прочными, то прорезают все слои, при необходимости переходят от фунд-в. неглуб. заложения к фун-м глубокого заложения. Если прочные и малопрочные грунты, залегающие в верхней части разреза имеют достаточно большую мощность, а ниже залегают прочные гр., то пректир. фун-т глубокого заложения. Здания, предающие на основание небольшие нагрузки м.б. запроектированы с фундаментами, расположенными в слое малопрочного грунта или в слое прочного, кот-го подстилает более слабый грунт. В последнем случае требуется проверка несущей способности подстилающего слоя. Т.О. в качестве основания ф-ов неглуб-го залож-я можем использовать ИГЭ, выдержанный по мощности и обладающий достаточной несущей способностью, а для ф-ов глубокого залож-я, выдерж-й по мощ-ти и облад-й max несущей спрособ-ю.Выбор типа фундамента: учитываются следующие факторы: 1. данные о инженерно-геологических изысканиях; 2. особенности конструктивного решения сооружения; 3. сведения о нагрузках; 4. гидрогеологические условия площадки.

Читать еще:  Стропильная система асимметричная двускатная крыша

13 Физико-механические свойства грунтов основания

Физ-е св-ва характер-т физич-е состояние грунта и способ-ть изменять это состояние под влиянием физико-хим. факторов. Физ-е св-ва, определяемые опытом:

1) Объемн-й вес грунта — вес ед-цы V грунта. Устанав-т для образцов ненаруш-го слож-я и природной влаж-ти.

-объем-й вес влажного грунта – отнош-е веса образца грунта к его V,

-объемн й вес скелета грунта – отнош-е веса образца грунта, высушенного при 100-105°С, к его первон-му V. 2) Удел-й вес грунта вес ед-цы объёма минер-х частиц, при отсутствии пор.

3) Влажн-ть грунта (W) – отнош-е веса содерж-ся в грунте воды к весу абсолютно сухого грунта, выраж-е в %. для крупнообл-х и песчаных грунтов по степени влаж-ти: маловлажный, влажный, насыщен-й водой4) Граница текуч-ти – влаж-ть, при увелич-ии кот-ой глинистый грунт переход-т их пластич-го состояния в текучее5) Граница раскатывания – влаж-ть, при увелич-ии кот-ой глинистый грунт переходит из пластич-го состояния в твёрдое. 6) Гранулометр-ий состав — %-е содерж-е (по весу) в грунте частиц, различных размеров.Крупнообл-ый: валунный (глыбовый), галечниковый (щебенистый), гравийный (дресвяный). Песок: гравелистый, крупный, ср. крупности, мелкий, пылеватый7) Плотность сложения песков вычисл-ся по знач-м коэф-ов пористости песка в самом рыхлом, естест-ом и самом плотном сост-ях. Плотный, ср. плотности, рыхлый

Физ-е св-ва, вычисляемые по форм-ам:1) Порист-ть грунта – отнош-е V пор ко всему V, заним-му грунтом, выраж-е в %. Отношение V пор к V твёрдой фазы наз-ся коэф-ом порист-ти (е).)

2) Число пластич-ти (Jр) интервал влаж-ти, в кот-м глинестый грунт нах-ся в пластич-м состоянии. Супесь, суглинок, глина3) Показатель текучести- отнош-е разности влажностей, соотв-х двум состоян-м грунта: естест-му и на границе раскатыв-я, к числу пластичности Ip.

Супесь: пластичная, текучая, суглинок и глина: твердые, полутвердые, тугопласт-е, мягкоплос-ые, текучеплас-е, текучие.Механич-е св-ва – характер-ют их сопротивляемость деформир-ю и разрушению под воздейс-м мех-х сил1) Прочностные св-ва – показывают сопротивление грунтов нагрузке. Характер-ой деформир-ти грунтов при сжатии является модуль деформ-и (Е), кот-й определяют в полевых, лабор-х условиях и по табл (для не точных расч-в).

2) Деформативные – поведение грунтов под нагрузкой. Характ-ки прочности угол внутр-го трения (φ) и (С) определяют в лабор-х, полевых условиях и по табл (для не точных расч-в).

Угол внутр-го трения (φ) – отнош-е приращения разруш-го касат-го напряж-я к соответств-му приращению нормального напряж-я на поверхности сдвига.

Удельное сцепление – сопротив-е структурных связей всякому перемещению связываемых ими частиц грунта

14. Организация инженерных изысканий и проект-я в стр-ве. Виды изысканий и стадии проектир-я

Изыскания включают в себя: экон-х, тех-х и инж. исслед-й района стр-ва.

Экон-ие изыскания – предшеств-т технич-м; изучает-ся эконом-ое состояние и развитие рай-ов стр-ва, опр-ся числ-ть нас-я, динамика жилищного и соц-быт. стр-ва, анализ-ся транспорт-е схемы, подсчит-ся будущие затраты по охране окр. ср. Проводятся на предпроект-ой стадии и стадии тех-го проекта. Сбор исходных данных производ-ся по статистич-м данным, мониторингу.

Окончат-е реш-е о стр-ве прин-ся только после соответ-щей ТЭОценки рассматр-ых вариантов.

Инж-е (технич-е) изыскания Провод-ся на предпр-ой стадии, на стадии разраб-ки тех.проекта и раб. чертежей.Инж-е. изыскания включают:

-инж.-геодезич-е (рельеф с отметками, зел-е насаждения, дороги);

-инж.-геологич-е (структура, св-ва грунтов, УГВ и хим. состав);

-инж.-гидрометеоролог-ие (tº, влаж-ть, осадки, роза ветров);

-инж.-эколог-е (почва, воздух, вода)

-специализ-е.Изыскания проводят по тех. заданию и разраб-ой программе в три этапа: 1) подгот-ый (на основе тех. задания составляют программу и смету изысканий, оформляют договор, изучают имеющиеся материалы), 2) полевой 3) камеральный (камерал-й период обрабат-ся все полевые матер-ы и составляется сводный отчет).

Проект-ые работы. Проект — комплекс графич-х и текстовых матер-в, содержащих реш-я по технологии и оборудов-ю будущего предпр-я или зд-я, арх.-планиров-е и конструктив-е реш-я, технико-экономич-е расчеты и обосн-я, сметы и необх-ые пояснения.

Проектир-е начинается после передачи заказчиком задания, кот-е включает: наим-ие, адрес объекта, данные о площ-ке и р-не стр-ва, сроки и др. указания и рекоменд-и)

Этапы проектирования: 1) Предпроек-я подгот-ка (цель, источники инвестир-я, ресурсы)

2) Проектные работы (инж. изыскания, обоснов-е и др.)

Проект-я докум-я может разраб-ся в 1 или 2 стадии. Одностад-е проектир-е (рабочий проект) осущест-ся на реконстр-ю объекта и новое строит-во по типовым проектам. Технич-ки сложные объекты в 2 стадий — проект и рабочая докум-я.

3) Технологич-ое проектирование (для грамотной орг-ии строй процесса. ПОС, ППР)

ПОС содержит: КП, СГП, графики потребности. ППР: КП для отдел-х работ, прокладка временных коммун-ий, ТБ, перечень инвентаря Проект производства работТехнико-экономическая оценка ПОС и ППРСогласование проектно-смет-й док-ии (с органами Госнадзора)

Экспертиза проектно-смет-й док-ии (Главное управл-е гос. экспертизы)

5.Принципы исп-ия мерзлых грунтов в качестве оснований.

Два принципа:1 — в основании сохраняется вечномерзлое состояние грунтов как в процессе строительства, так и в течение всего периода эксплуатации; 2 — использу­ются предварительно оттаянные грунты или грунты, оттаиваю­щие в период эксплуатации.

Сохранение вечномерзлого состояния грунтов в основании зданий при проектировании и строительстве по принципу 1 обеспечивается следующими приемами: возведением зданий на подсыпках теплоизоляцией поверхности грунта под, полом здания; устройством вентилируемых подполий; расположением в 1-м этаже зданий неотапливаемых помещений; прокладкой под полом здания охлаждающих вентиляционных каналов; искусственным охлаждением грунтов с помощью специальных установок.

По принципу 2 проектирования и строительства фундаментов оттаивание грунтов в основании допускается как после возведения здания; так и перед устройством фундаментов при инженерной подготовке территории под застройку.

Допуская оттаивание грунтов в основании во время эксплу­атации зданий, всегда следует считаться с возможностью воз­никновения дополнительных просадок. В связи с этим при проектировании и строительстве фундаментов по принципу 2 необходимо возводить здания из конструкций, малочувствительных к неравномерным осадкам, а в некоторых случаях предусматривать возможность регулирования процесса оттаивания. поскольку наиболее опасны неравномерности осадок, необходимо ,так про­ектировать здания, чтобы тепловое влияние их развивалось примерно равномерно под всеми фундаментами. Для оттаивания грунтов используют паровые иглы, электропрогрев и др. При­менение паровых игл обеспечивает максимальную скорость процесса оттаивания, но приводит к дополнительному увлаж­нению грунтов, что обычно недопустимо. Оттаявшую массу грунта, как правило, надо уплотнить.

6.Фунд-ы на пучинистых грунтах. Способы защиты от действия сил морозного пучения.

Фундаменты в условиях пучинистых грунтов. Применяют малозаглубленные и незаглубленные фндаменты. Важна оценка касательных и нормальных напряжений. Замерзая около фундамента, грунт примерзает к его боковой поверхности. Развивающиеся гидро-динамические силы пучения стремятся вместе со слоем замерзшего грунта переместить фундамент вверх! При этом если статические связи смерзания грунта с фундаментом оказываются меньше сопротивления его заанкеривания и нагрузки от сооружения возникает смещение-сдвиг мерзлого пласта относительно фундамента. Сопротивление этому смещению при динамических связях смерзания грунта с фундаментом определяет касательные силы пучения. С увеличение слоя промерзющего, пучащегося грунта может наступить такой момент, когда динамические связи привысят сопротивление заанкеривания и нагрузки. В этом случае вместе с грунтами начинается перемещение или выпучивание фундамента. Дальнейшее промерзание под фундаментом обуславливает развитие нормальных сил пучения у его подошвы. Противопучинистые мероприятия: 1)конструктивные (прим.констр.снижающих силы выпуивания); 2)физические (мероприятия снижающие силы выпучивания-обмазки, замена грунтов пучинистых непучинистыми); 3)химические (гидрофобизация(жидкое стекло, смолы, дегти); засоление грунта);4) гидромелиоративные(водопонижение, водоотведение).

19.Проектирование свайных фундаментов в зависимости от инженерно геологических условийФ-ты проектир-ся с целью передачи нагр-ки на прочный гр-т, залег-ий на боьшой глубине.Обл.прим-я:

-гр-ты,обл-ие высок.несущ.способ-тью залегают на глуб.более 4м;

-площадки с высок ур.гр.вод(поверх.вод), когда возвед-е зд.в откр-х котлованах не рац-но из-за больш.затрат на понижение ур-ня гр.вод;

-в случае когда на гр-т перед-ся локально больщ.нагр-ки.

Осн-е условие, кот.пров-ся при проектиров.свайн.ф-ов:Nсв I ≤Р, где Nсв I – нагр.на сваю, Р – допуст.нагр.на сваю.

Опред-е несущ.способн.сваи по гр-ту: сваи подразд.по услов.работы в гр-те на сваи-стойки и висячие сваи. Первые опир-ся на несжимаем.основания и поэтому обл-т только лобовым сопротивлением Fd≥Rc, вторые – на сжимаемые и перемещ-ся под нагр-ой, поэтому их несущ.спос-ть склад-ся из лобового и бокового сопротив-я: Fd=Rc+Rf.

Эти ф-ты воспр-т больш.нагр-ки, т.к.значит.глубина их погружения искл-т возм-ть выпирания гр-та из под подошвы конца сваи, при этом часть нагр-ки компенсир-ся трением развив-ся на бок.пов-ти сваи.

Свайн.ф-ты м.б. в виде:

-в виде лент под стены с расолож-м свай в 1,2 и более рядов соосно или в шахм.порядке.

20.Конструктивные решения и перспективные типы фундаментов на многолетнемерзлых грунтах

При строит-ве на вечно мерз.гр-ах:

1)сохр.мерзлого сост-я гр-та в основании ф-та(испол.там, где твердо-мерзлое сост.гр-та, мерзлота имеет больш.мощность);

2)оттаивание мерзлых гр-в основания в процессе стр-ва или эксплуатации(небольш.мощность мерз.гр-ов и темпер.от-0,1до -0,3).

-Меры по усилению мерзлого состояния гр-та основания(1пр-п):

Метод предварит.естеств.или искусств.охлаждения(суть в создании переохлажд-ой зоны оптимальн.разм-ов, кот.нужно сохр.в период стр-ва и поддерживать в процессе экспл-ции с пом.вент-х подполий или спец.устр-в). Прост-ий прием – уборка снега со стр.площадки. Более сложное – устройство скважин, в кот.погруж-т спец.оборуд-е сваи, обеспеч-е вент-ю воздуха с пом принуд.циркуляции – термосвая Лонга(в верхн.части трубы раб.жидкость конденсир-ся, в нижн.кипит при «-»темпер-ре).

Установка Ганеева(2трубы разн.диаметра, в кот.циркулир-т керосин)

Охлажд.трубы или каналы, а также вентилир-е ф-ты.

-При использ.оснований по2 пр-пу проектир.как правило отд.и ленточн.ф-ты неглуб-го заложения или сваи-стойки, опир-ся на практ.несжим-е гр-ты. Выбор мероприят.оценив.по ТЭП. Для уменьшения деформаций предусматрив-ся:

-предварит(до возв.зд.)искусств.оттаиван.и уплотнение гр-та;

-замена льдистых гр-в основания талыми или непросадочными при оттаивании(песчаными или крупнообломочными);

-огранич.глуб.оттаивания мерзлых гр-в основания в т.ч. со стабилизацией верх.пов-ти вечн.мерз.гр-в в процессе эксплуатации;

-увеличение глуб.залож-я ф-ов с прорезкой льдистых гр-в и опиранием ф-ов на скальн-е или др.малосжимаемые при оттаивании гр-в.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector