Показать сообщение отдельно
Старый 02.12.2015, 15:13   #3
Маргошик
Местный
 
Регистрация: 24.08.2013
Адрес: Параллельная реальность
Сообщений: 239
Сказал спасибо: 153
Поблагодарили 312 раз(а) в 102 сообщениях
По умолчанию

41. Область применения свайных фундаментов

В тех случаях, когда на поверхности залегают слои слабых грунтов, которые не могут служить основанием для фундаментов мелкого заложения проектируемого сооружения, возникает необходимость передачи нагрузки на более плотные слои, расположенные на глубине. В подобных ситуациях чаще всего прибегают к устройству свайного фундамента.
Особенно актуально применение свай:
• при подвижных грунтах;
• в районах вечной мерзлоты;
• при высоком уровне грунтовых вод;
• при сложном рельефе в районе строительства.
Сваей называют погруженный в готовом виде или изготовленный в грунте стержень, предназначенный для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания.1
Отдельные сваи или группы свай, объединенные поверху распределительной плитой или балкой, образуют свайный фундамент.
Распределительные плиты или балки, объединяющие головы свай, выполняются, как правило, из железобетона и называются ростверками. Ростверк воспринимает, распределяет и передает на сваи нагрузку от расположенного выше сооружения. Если ростверк заглублен в грунт или его подошва расположена непосредственно на поверхности грунта, то его называют низким ростверком, если подошва ростверка расположена выше поверхности грунта – это высокий свайный ростверк. Наиболее часто применяют низкий ростверк, высокий ростверк устраивают в опорах мостов, набережных, пирсов и т. д.
Свая, находящаяся в грунте, может передавать нагрузку от сооружения либо через нижний конец (пята), либо совместно с боковой поверхностью сваи за счет трения последней об грунт.
В зависимости от характера передачи нагрузки на грунт сваи подразделяются на:
• сваи-стойки;
• висячие сваи (сваи трения).
К сваям-стойкам относятся сваи, прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на практически несжимаемые или малосжимаемые грунты (крупнообломочные грунты с песчаным наполнителем, глины твердой консистенции). Такие сваи практически всю нагрузку передают через нижний конец, т. к. при их малых вертикальных перемещениях не возникают условия для возникновения сил трения на ее боковой поверхности.6
Свая-стойка работает как сжатый стержень в упругой среде, ее несущая способность определяется или прочностью материала, или сопротивлением грунта под ее нижним концом:
Fd=Rs,
где
Fd – несущая способность сваи;
Rs – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа.
К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Под действием продольной силы N свая получает перемещение (дает осадку), достаточное для возникновения сил трения между боковой поверхностью сваи и грунтом. В результате нагрузка на основание передается как боковой поверхностью, так и нижним концом сваи. Несущая способность такой сваи определяется суммой сопротивления сил трения по ее боковой поверхности и грунта под острием:
Fd=Rf+Rs,
где
Rf – расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи.
По условиям изготовления сваи делятся на:
1. сваи, изготовляемые заранее на заводах или полигоне (предварительно изготовляемые) и затем погружаемые в грунт;
2. сваи, изготовляемые на месте, в грунте.
По расположению свай в плане различают следующие виды свайных фундаментов:
1. Одиночные сваи применяют под легкие сооружения в качестве опор (теплицы, склады и др.), когда несущей способности одной сваи достаточно для передачи нагрузки на грунт
Сложность состоит в том, что необходимо точно забить (погрузить) сваю. Отклонение от оси в плане у одиночных свай не должно превышать ±5 см, от вертикальной оси – не более 5º.
2. Группы свай (свайный куст) устраивают под колонны или отдельные опоры конструкций, передающие значительные вертикальные нагрузки.
3. Ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий и другие протяженные конструкции. Сваи в таком фундаменте располагаются в один или несколько рядов.
4. Сплошные свайные поля устраивают под тяжелые сооружения башенного типа, имеющие ограниченные размеры в плане. Сваи располагаются в определенном порядке под всем сооружением.
В зависимости от материала предварительно изготовленные сваи подразделяют на:
• Деревянные (условия эксплуатации – ниже уровня подземных вод).
Простейшая деревянная свая представляет собой бревно с заостренным нижним концом. На верхний конец бревна надевают бугель (стальное кольцо), который защищает сваю от размочаливания оголовка во время забивки. На заостренном конце при погружении сваи в грунты с твердыми включениями закрепляют стальной башмак. Достоинство таких свай – простота изготовления и небольшой вес. Недостаток – малая несущая способность, трудность погружения в плотные грунты, опасность гниения в условиях переменной влажности. Деревянные сваи имеют ограниченное применение.
• Стальные.
Изготавливают из стандартных стальных труб диаметром d = 0,2–0,8 м, используют также двутавровые балки, швеллеры и другие прокатные профили.
Если после погружения в грунт стальная трубчатая свая заполняется бетоном, ее называют трубобетонной. Достоинство этого вида свай – возможность наращивания сваркой по мере погружения в грунт. Недостаток – подверженность коррозии (для защиты поверхность труб покрывают битумом или эпоксидными смолами).
Стальные сваи рекомендуется применять в сложных для забивки грунтовых условиях (включения валунов, гальки и т. д.), их также применяют в качестве ограждения.

• Железобетонные (получили наибольшее распространение в практике строительства).
Подразделяются по форме поперечного сечения, форме продольного сечения, способу армирования.
По способу армирования подразделяются на:
1. с ненапрягаемой арматурой и с предварительно напряженной продольной арматурой;
2. с поперечным армированием и без него.
По конструктивным особенностям железобетонные сваи подразделяются на цельные и составные.
• Комбинированные (составные по длине из двух различных материалов).
Комбинированные сваи в практике строительства применяются значительно реже, чем сваи других видов. Как правило, комбинированные сваи состоят из двух частей: нижней деревянной и верхней бетонной или железобетонной. Реже встречается комбинация: нижняя часть — деревянная, верхняя — металлическая.
Свая состоит из нижней деревянной части, погружаемой ниже горизонта грунтовых вод, и верхней железобетонной части. Соединение частей осуществляется с помощью штыря, заделанного в железобетонную часть; деревянная часть снабжена сверху стальным бугелем.

Добавлено через 7 минут
48. Фундаменты из тонкостенных оболочек

Тонкостенная оболочка представляет собой пустотелый цилиндр из обычного или предварительно напряженного железобетона, начала широко применяться только с появлением мощных вибропогружателей, позволяющих погружать в грунт элементы больших размеров.
Оболочки выпускаются секциями длиной 6-12 м и наружным диаметром 1-3 м. Длина секций кратна 1 м, толщина стенок составляет 12 см. Наилучшие типы стыков - сварной, применяемый для предварительной сборки на строительной площадке, и фланцевый на болтах, используемый для наращивания оболочек в процессе погружения.
Погружение оболочек в грунт осуществляется, как правило, вибропогружателями. Для облегчения погружения, а также для предотвращения разрушения оболочки при встрече с твердыми включениями конец нижней секции снабжается ножом.
Обычно для повышения сопротивления оболочки действию значительных внешних усилий ее полость после погружения до заданной глубины заполняют бетоном. При погружении в песчаные грунты внизу оставляют уплотненное песчаное ядро высотой не менее 2 м.
Благодаря этому сохраняется естественная плотность песчаного грунта в основании оболочки, что обеспечивает лучшее использование его несущей способности.
Чтобы снизить объем укладываемого бетона или вообще исключить производство бетонных работ на строительной площадке, разработаны конструкции оболочек с утолщенными до 16-20 см стенками ¬(усиленные оболочки). Разновидностью усиленных оболочек являются оболочки с несущей диафрагмой. Диафрагма устраивается в нижней секции оболочки на высоте 1-2 ее диаметров и имеет центральное отверстие для извлечения грунта из ее полости при погружении.
В нескальных грунтах увеличение несущей способности оболочки по грунту достигается устройством внизу уширенной плиты.
Достоинство тонкостенных оболочек:
• индустриальность изготовления;
• высокая сборность и механизация работ;
• лучшее использование прочностных свойств материала фундамента.
Наиболее рационально тонкостенные оболочки применять при больших вертикальных и горизонтальных нагрузках. Такие сочетания нагрузок наиболее характерны для мостов, гидротехнических и портовых сооружений.

Добавлено через 17 минут
54. Определение глубины заложения фундаментов

Расчетные параметры основания и фундамента зависят от климатических условий региона строительства, в том числе от глубины промерзания, степени пучинистости грунтов, уровня грунтовых вод и величины нагрузок. Часть параметров задают конструктивно, другие рассчитывают в зависимости от выше перечисленных условий.
Ширину цоколя определяют конструктивно из условия размещения надфундаментных конструкций стен, балок или плит цокольного перекрытия.
Ширину подошвы рассчитывают в зависимости от величины нагрузки на основание, глубины заложения фундамента и минимального расчетного сопротивления грунта или песчаной подушки.
Высоту цоколя задают конструктивно в зависимости от толщины снегового покрова в регионе строительства и необходимой жесткости поперечного сечения фундамента.
Заглубление фундамента задают конструктивно в зависимости от степени пучинистости грунтов, уровня грунтовых вод и величины нагрузок на фундамент. В непучинистых грунтах глубину заложения принимают конструктивно (независимо от глубины промерзания). В пучинистых грунтах глубину заложения уточняют из условия обеспечения устойчивости фундамента при действии касательных сил пучения.
Ширину траншей под ленточные фундаменты или размеры котлованов под столбчатые фундаменты определяют расчетом из условия устойчивости фундаментов под действием касательных сил пучения при засыпке пазух непучинистым грунтом — крупным или средней крупности песком. Размеры выработок зависят от степени пучинистости грунтов, величины нагрузок, передаваемых на фундаменты, и принятого заглубления. Решение находится методом приближения. При отсутствии устойчивости увеличивают ширину траншей или уменьшают глубину заложения, или используют оба мероприятия.
Толщину противопучинной подушки определяют расчетом из условия, чтобы деформации пучения грунта, залегающего ниже дна выемки, с учетом нагрузки от дома не превышали допустимого значения. Толщина подушки зависит от степени пучинистости грунтов, глубины промерзания в регионе строительства, от величины нагрузок на основание и от допустимых деформаций для стен домов (различных для деревянных и из кладочных материалов – кирпича, пеноблоков и др.).
Глубину траншеи или котлована определяют как сумму принятого заглубления и расчетной толщины противопучинной подушки.
Высота фундамента-цоколя определяется как сумма заглубления фундамента и высоты цоколя. При недостаточной жесткости поперечного сечения из условия не превышения относительных деформаций пучения (прогиб, выгиб) высота цоколя может быть увеличена.
На строительных площадках с уклоном высота фундамента-цоколя определяется как сумма высоты цоколя в наиболее высокой части строительной площадки в пределах габаритов дома, максимального перепада высот в пределах габаритов дома и заглубления фундамента в низкой части строительной площадки.

Добавлено через 22 минуты
44. Особенности поведения структурно-неустойчивых грунтов под нагрузками

К структурно-неустойчивым грунтам относят: мерзлые и вечномерзлые грунты, лессовые просадочные грунты, слабые водонасыщенные, пылевато-глинистые, засоленные, заторфованные грунты. В определенной мере сюда могут быть отнесены и насыпные грунты. Несмотря на различие в условиях образования грунты этой группы объединяет общее свойство: в природном состоянии грунты обладают структурными связями, которые при определенных воздействиях резко снижают свою прочность или полностью разрушаются (это может быть от быстро возрастающих, динамических, вибрационных нагрузок или физических процессов, например повышение температуры в случае мерзлых грунтов, обводнение лессовых или засоленных грунтов и т. д.).

Структурно-неустойчивые грунты часто называют региональными, т. к. грунты сконцентрированы преимущественно в определенных географо-климатических зонах (регионах).

При строительстве на таких грунтах кроме общепринятых для обычных условий решений требуется проведение комплекса специальных мероприятий, учитывающих их особые свойства. Эти мероприятия разделяются на четыре группы:

меры, предпринимаемые для исключения неблагоприятных воздействий на грунты;
способы искусственного улучшения структурных свойств оснований, с помощью которых нейтрализуются последствия воздействия неблагоприятных факторов;
конструктивные мероприятия, понижающие чувствительность зданий к неравномерным деформациям основания;
применение специальных типов фундаментов.

Последний раз редактировалось Маргошик; 02.12.2015 в 15:35. Причина: Добавлено сообщение
Маргошик вне форума   Ответить с цитированием
2 пользователя(ей) сказали cпасибо: