Кошик
20 відгуків
ПП Будпостач газобетон, дом из газобетона, газобетон цена, газоблок цена, газоблоки Киев, газоблок
+380 (67) 548-64-12
+380 (67) 760-76-88
+380 (66) 087-53-08

Розрахунок основ фундаментів

Розрахунок основ фундаментів

Розрахунок підстав виробляють по другій групі граничних станів (за деформаціями) — для всіх будівель і споруд, якщо підстава складено нескальными ґрунтами; по першій групі (по несучій здатності) — якщо необхідно забезпечити міцність і стійкість підстави, не допустити зсув або перекидання, якщо на підставу передаються регулярно діючі горизонтальні навантаження (підпірні стінки та ін), якщо підстави обмежені укосами або складені скельними ґрунтами. Для підстав з нескельними порід розраховують опади фундаментів і враховують їх нерівномірність. Завданням розрахунку основ за деформаціями є обмеження деформацій надфундаментних конструкцій межами, гарантують від появи неприпустимих для нормальної експлуатації конструкцій тріщин і пошкоджень, а також змін проектних рівнів і положень.

Норми дозволяють для окремих видів будівель і ґрунтових нашарувань не розраховувати опади та їх нерівномірність при одночасному виконанні наступних умов:

  1. ґрунтові умови майданчика будівництва відповідають одному з наведених далі видів;
  2. інженерно-геологічні умови майданчика будівництва відповідають області застосування типового проекту з п. 5.5.49 СП 50-101-2004;
  3. середній тиск по підошві фундаментів не перевищує розрахункового опору грунту;
  4. ступінь мінливості стисливості основи (відношення найбільшого значення наведеного по глибині модуля деформації грунтів основи в межах плану споруди до найменшим значенням) менше граничної по п. 5.5.49 в СП 50-101-2004;
  5. площі окремих фундаментів під несучими конструкціями відрізняються не більше ніж у 2 рази.

Будівлі і грунти, для яких не обов'язковий розрахунок осад фундаментів (виключаючи виробничі будівлі з навантаженнями на підлогу понад 20 кПа (2 тс/м2)):

1) промислові будинки: одноповерхові з несучими конструкціями, малочувствительными до нерівномірних осідань (наприклад, металевий або залізобетонний каркас на окремо стоячих фундаментах з шарнірно опертыми фермами, ригелями), або, з мостовими кранами вантажопідйомністю до 50 т включно; багатоповерхові заввишки до шести поверхів включно з сіткою колон не більше 6x9 м;

2) житлові і громадські будівлі: багатоповерхові прямокутної форми в плані без перепадів по висоті з повним каркасом і безкаркасні з несучими великоблочними, цегляними або іншими видами кам'яних стін, а також зі стінами з великих панелей (протяжні багатосекційні висотою до дев'яти поверхів включно; несблокированные баштового типу заввишки до 14 поверхів включно).

 

Види ґрунтів основи:

  1. крупноуламкові грунти при вмісті заполнителяменее 40%;
  2. піски будь крупності, окрім пилуватих, щільні та середньої щільності;
  3. піски будь крупності, тільки щільні;
  4. піски будь крупності, тільки середньої щільності при коефіцієнті пористості е < 0,65;
  5. супіски при е < 0,65, суглинки при е < 0,85 і глини при е < < 0,95, якщо діапазон зміни коефіцієнта пористості цих грунтів на майданчику не перевищує 0,2 і Д < 0,5;
  6. піски (окрім пилуватих) при е < 0,7 в поєднанні з глинистими ґрунтами при е < 0,5 і 11 < 0,5 незалежно від порядку їх залягання.

При розрахунку основ фундаментів будівель і споруд необхідно враховувати різницю осад близько розташованих споруд з різняться між собою навантаженнями на грунт, завантаження території поблизу від існуючих фундаментів насипами і т. д. В цьому випадку треба визначити величину додаткових осідань і кренів (при односторонній пригрузке) існуючих фундаментів. При цьому пружні опади, що викликаються дією короткочасних навантажень, можуть не враховуватися. Якщо розраховані опади фундаментів, їх різниця, крени, а також викликані ними відносний прогин і ухили перевищують граничні значення, то потрібно збільшити глибину закладення, розміри підошви фундаменту, передбачити зміцнення грунту, прийняти конструктивні заходи, що підвищують загальну жорсткість будівлі та її елементів, або, навпаки, надати будівлі більшу гнучкість (нечутливість до нерівномірним опадів).

Деформації основи в залежності від причин їх виникнення поділяються на деформації від зовнішнього навантаження (опади, просадки, горизонтальні переміщення) і деформації, не пов'язані з дією зовнішнього навантаження (осідання, просідання від власної ваги, підйоми та ін)

Існують наступні види деформацій основ фундаментів від зовнішнього навантаження:

  1. абсолютні опади;
  2. середні опади;
  3. відносна нерівномірність осад;
  4. крен;
  5. відносний прогин або вигин;
  6. кривизна ділянки будівлі;
  7. відносний кут закручування споруди;
  8. горизонтальне переміщення фундаменту.

Найбільш важливі для нормальної експлуатації будівлі прогин, вигин, перекіс, крен фундаменту або споруди, скручування, горизонтальні переміщення фундаментів або споруди в цілому. Переміщення фундаментів, а також споруд характеризуються абсолютними зміщеннями (опадами та ін), середніми значеннями і нерівномірністю осад (зміщень). Абсолютні опади розглядаються для окремих фундаментів. Максимальну величину абсолютної опади знаходять для самих несприятливих грунтових умов для даного фундаменту.

Величина середньої опади I визначається як середньозважене значення абсолютних осад окремих фундаментів, що мають загальну надземну конструкцію. Гранична величина деформацій підстав визначається досягненням межі експлуатаційної придатності надфундаментної конструкції. Ця величина деформації підстави встановлюється з урахуванням впливу осад, горизонтальних переміщень, поворотів і деформацій тіла фундаментів на напружений стан конструкцій і на умови експлуатації будівель та споруд і пов'язаних з ними пристроїв. Деформації підстав враховуються в необхідних випадках окремо під час будівництва і в період експлуатації будівель і споруд. Граничні величини деформацій підстав зтих фундаментів будівель і споруд, спеціально не пристосованих до нерівномірних осідань, за час будівництва в експлуатації не повинні перевищувати граничних значень.

Якщо основа складено по всій площі будівлі або споруди з грунтів однорідного горизонтального нашарування, стисливість яких з глибиною не збільшується, то розрахунок основ за деформаціями дозволяється проводити за величинами середніх осад підстав.

В ряді випадків враховують розвиток деформації підстав у часі, в тому числі окремо для періодів будівництва і експлуатації. Крім завантаження підстави тиском, що передаються розраховується фундаментом, враховується вплив навантаження сусідніх фундаментів і поверхні грунту біля фундаментів. Якщо споруда зводиться до загасання деформацій грунтів під дією ваги насипу при підсипання території, то ці деформації також враховуються при розрахунку. Якщо в ході будівництва фундаменти завантажуються не одночасно, то необхідно оцінювати нерівномірність деформацій сусідніх фундаментів при будівництві.

Основним методом визначення кінцевої опади, рекомендованим СП 50-101-2004 і СНиП 2.02.01-83, є метод пошарового підсумовування, який базується на визначенні вертикальних нормальних напружень а:р в основі теорії лінійно-деформованого півпростору. При цьому допускається: розподіл напружень в товщі неоднорідних підстав приймати, як для однорідного ізотропного середовища; опади окремих шарів визначати за модулів деформації, встановленим для кожного шару.

Осадка визначається за величиною напружень, вплив інших компонентів напружень не враховується. Для знаходження осад необхідно знати напруги в грунті, що виникають від власної ваги грунту, характер розподілу напружень по підошві фундаменту, розподіл напружень в основі, від тиску, що передається фундаментом. Напруги в масиві ґрунту визначають виходячи з рішень математичної теорії пружності.

При наявності в межах стисливої товщі шару грунту, більш слабкого за несучої здатності, ніж верхні шари, необхідно з'ясувати вплив слабкого шару не деформацію основи будівлі або споруди. Розрахунок деформації такого шару слабкого грунту можливий лише в тому випадку, якщо повний тиск від нормативних навантажень на покрівлі цього шару не перевищує нормативного тиску для умовного фундаменту, що спирається на цей шар. У випадку декількох шарів напруги від кожного шару ґрунту підсумовуються. Якщо частина грунту знаходиться на водоупоре, то нижче рівня ґрунтових вод питома вага грунту приймається з урахуванням вісового дії води, а напруга на верхній межі водоупора збільшується на величину тиску води.

Збір навантажень, діючих на підставу в площині підошви фундаменту, виробляється у відповідності зі статичною схемою споруди (розташування несучих стін і колон, балок і плит перекриттів і ін). При розрахунку підстав нерозрізних і рамних конструкцій збір навантажень можна виробляти без обліку переміщень опор, викликаних опадами підстави, і без урахування неразрезности конструкцій. Сучасні комп'ютерні програми розрахунку дозволяють враховувати спільне деформування будівлі і грунту, що підвищує точність розрахунку.

Значення нормативних навантажень визначають згідно з вказівками Сніп 2.01.07-85. Для спрощення розрахунку за деформаціями дозволяється визначати сумарну нормативне навантаження на підставу зусилля від розрахункових навантажень шляхом їх поділу на середньовзвішений коефіцієнт надійності по навантаженню. Нормативні тиску на грунти основи під існуючими фундаментами приймаються (при надбудові або реконструкції будівель, зміні навантажень на перекриття, підвищення вантажопідйомності кранів і т. д.) у відповідності з станом щільності і вологості грунтів під фундаментами, які виявляють при їх додатковому дослідженні, що проводиться у зв'язку із зміною навантажень на фундаменти.

Нормативний тиск на підставу залежить не тільки від характеристик грунту, але і від глибини закладення і ширини фундаменту. Внаслідок цього визначення розмірів підошви фундаменту проводиться шляхом послідовного підбору. Нормативні і розрахункові характеристики грунтів визначають з урахуванням природного напруженого стану ґрунту, а також можливого його зміни в процесі будівництва та експлуатації, за даними досліджень ґрунтів. За нормативну характеристику даного грунту приймається середнє значення характеристики, отримане за даними випробувань на зразках у кількості, достатній для статистичного узагальнення. Розрахункові характеристики грунту визначають як добуток його нормативної характеристики на коефіцієнт надійності за навантаженням, а в необхідних випадках — на коефіцієнт умов роботи.

Характеристики грунтів в розрахунках підстав повинні визначатися, як правило, за результатами досліджень. Для попередніх розрахунків, а також для призначення характеристик ґрунтів, що входять у розрахунки основ фундаментів будівель і споруд ІІ ...ІV класів, можна приймати значення питомого зчеплення с, кута внутрішнього тертя Ф і модуля деформації Е за таблицями. Є таблиці нормативних значень питомого зчеплення с, кута внутрішнього тертя ф, модуля загальної деформації Е піщаних грунтів четвертинних відкладень.

Визначення величини осідання окремих фундаментів або фундаменту з урахуванням впливу тисків на підставі, викликаному навантаженням від сусідніх фундаментів, проводять в наступному порядку:

  1. контури фундаменту наносять на геологічний розріз підстави;
  2. підставу фундаментів поділяють на горизонтальні шари, однорідні за стисливості, товщина яких не повинна перевищувати 0,4 мінімальної ширини розраховуються фундаментів;
  3. обчислюють нормальні тиску, що виникають в точках перетину вертикальної осі, що проходить через центр ваги підошви фундаменту, з межами виділених шарів основи (як від розглянутого фундаменту, так і від сусідніх у разі врахування впливу останніх);
  4. встановлюють величину стиснутої зони, приймаючи сумарний тиск в разі урахування впливу сусідніх фундаментів;
  5. осідання окремого фундаменту, визначають за формулою.

Крени фундаментів, одержувані в результаті їх взаємного впливу, визначають шляхом розрахунку осідання країв. Для цього вертикальні нормальні тиску обчислюються для точок підстави, що лежать на перетині горизонтальних меж виділених шарів основи з вертикалями, що проходять через краї розраховуються фундаментів.

 

Типові помилки будівництва фундаментів, шляхом недопущення та усунення їх наслідків.

Типові помилки

Наслідки помилок

Шляхи недопущення та усунення їх наслідків

Використання при проведенні досліджень застарілих нормативних документів і призначення у звітах несучого шару, рекомендованого типу фундаменту, розрахункового опору грунту, призначуваних по інтуїції на основі попереднього досвіду
 

Призначення неоптимального варіанту фундаменту, неточний вибір несучого шару, неправильний розрахунок розмірів фундаменту
 

Несучий шар слід призначати при проектуванні фундаментів; розрахунковий опір грунту розраховується виходячи з його характеристик і застосовуваних конструкцій і розмірів фундаментів;рекомендований тип фундаменту визначається з варіантного техніко-економічного аналізу
 

Призначення глибини свердловин при вишукуваннях без урахування вимог проектувальників
 

Невідома глибина стисливої товщі — неможливий точний розрахунок осад, утруднене призначення оптимального варіанту фундаменту
 

Глибина свердловин призначається з урахуванням вимог проектної органі зації з урахуванням норм проектування
 

Призначення інженерно-геологиче ських умов майданчика будівництва без спеціальних досліджень за аналогією з результатами досліджень на побудованих об'єктах поблизу
 

Призначення неоптимального варіанту фундаменту, проектування фундаментів з заниженою або завищеною несучою здатністю. Необхідність витрат на підсилення фундаментів
 

Проведення розвідувальних робіт на всіх майданчиках будівництва, особливо при нерегулярному заляганні шарів ґрунту, при наявності ухилів рельєфу місцевості, заплав річок і т. д.
 

Недостатній обсяг досліджень, рідкісне розташування свердловин і шурфів, недостатня глибина, неповна характеристика властивостей ґрунтів
 

Неповне уявлення про неоднорідності грунтів і нерівномірності нашарувань, що може призвести до прогину або перегину будівлі, появи тріщин, необхідність зсуву споруджуваного об'єкта і зрубки великого обсягу паль і т. д.
 

Проведення вишукувань в повному обсязі
 


Внаслідок неточності вихідних даних для проектування
 

Типові помилки Наслідки помилок Шляхи недопущення та усунення їх наслідків

Неточні дані про навантаження і інших впливах (наприклад, видача тільки статичних навантажень від обладнання, яке в дійсності створює і динамічні навантаження; не вказується можливість агресивних впливів технологічних рідин на грунт при їх аварійний викид; не вказується односторонній нагрівання фундаменту і ін)
 

Необхідність подальшого посилення фундаментів під обладнання (перехід від жорсткої схеми до гнучкої, або навпаки; збільшення або зменшення маси фундаменту; пристрій віброгасників та ін). Пучение грунту, підйом фундаментів при аварійних викидах агресивних рідин, порушення нормальної експлуатації будівлі; трешинообразование при односторонньому нагріванні
 

Подання повних даних про силових і інших впливах на фундаменти. Проектування фунда ментів з урахуванням цих впливів (пристрій гнучких або масивних фундаментів, зашита спеціальним покриттям в місці можливого викиду агресивних рідин, захист фундаментів від одностороннього нагріву або його врахування при проектуванні
 

Неточні дані про розташування і розміри фундаментів раніше побудованих об'єктів, підземних комунікацій, розташованих поблизу проектованого об'єкта
 

Неточне або неправильне призначення відміток підошви фундамен тов, можливі деформаційні впливу на фундаменти і кон інструкції будівлі
 

Подання повних даних про розташування і розмірах раніше побудованих близько розташованих фун даментов і підземних комунікацій (каналів, тунелів, трубопро водів та ін)
 

Неточні дані про умови експлуатації фундаментів
 

Неврахування при проектуванні можливих додаткових силових та інших впливів на фундаменти
 

Подання повних даних про можливі додаткові силових і інших впливах на фундаменти
 


При проведенні розрахунків фундаментів

Типові помилки Наслідки помилок Шляхи недопущення та усунення їх наслідків

Використання неточних розрахункових схем (надмірно ускладнені або спрощені розрахункові схеми, не відображають фактичного стану ґрунту та фундаменту, не вчи тывающие тріщиноутворення, перерозподіл контактних тисків, реалізацію розпору, внецентренную навантаження і т. д.)
 

Відмінність значень і знаків момен тів (для статично неопределимых фундаментних плит), неправильне розміщення арматури, її змінив обсяги фінансування хід, зниження фактичної міцності і тріщиностійкості або їх необґрунтоване підвищення
 

Застосування методів розрахунку, що враховують дійсну роботу залізобетону і грунту. Використання готових програм розрахунку на ЕОМ, що враховують дійсну роботу залізобе тони і грунту
 

Неврахування в розрахунку можливих фактичних умов виробництва робіт (наприклад, проморожування грунту під підошвою фундаментів під внутрішні стіни і колони при їх дрібному закладення)
 

Додаткові деформаційні впливу на фундаменти і конструкції будівлі у зв'язку з промораживанием і відтаванням підстави. Необхідність проведення ремонту
 

Облік всіх особливостей підуть ного виробництва робіт при розрахунку фундаментів
 

Неврахування в розрахунку можливих впливів при експлуатації (наприклад, динамічні впливи більше огрядного транспорту на фундаменти, силовий вплив додаткового привантаження грунту, дія сил негативного тертя на палі і ін)
 

Додаткові деформаційні і силові впливи на фундаменти і конструкції будівлі
 

Облік при проектуванні всіх можливих впливів на конструкції фундаментів
 

Проведення неповних розрахунків (не повний розрахунок крихкої міцності, неврахування розпору і т. д.)
 

Можливе вичерпання міцності фундаментів
 

Докладний розрахунок конструкцій фундаментів
 


При виробництві робіт

Типові помилки Наслідки помилок Шляхи недопущення та усунення їх наслідків

Неприпустимі відхилення міцнісних характеристик бетону і сталі від проектних
 

Зниження міцності і трешиностойкости конструкцій, можливе крихку або в'язке руйнування всієї споруди внаслідок руйнування фундаменту
 

Інструментальний контроль характеристик матеріалів при виробництві робіт
 

Неприпустимі відхилення геометричних розмірів (перетинів бетону, положення фундаментів щодо осей будівлі, положення арматури)
 

Зниження міцності і трещиностой кістки, дію додаткових зусиль на фундаменти (моментів), можливе крихку або в'язке руйнування фундаменту
 

Інструментальний контроль геометричних характеристик фундаментів
 

Зменшення розрахункових перерізів бетону внаслідок відсутності догляду за свіжоукладеним бетоном, проморожування
 

Зниження міцності і тріщиностійкості, можливе крихке руйнування
 

Ретельне виконання норм і правил провадження робіт
 

Руйнування структури ґрунту в котловані внаслідок інсоляції, обводнення, висихання і набухання
 

Додаткові опади фундаменту, деформаційні впливу на будівлю
 

Вжиття заходів щодо запобігання расструктуривания ґрунту в котловані
 

Проморожування дна котловану
 

Те ж
 

Захист дна котловану від проморожування
 

Неврахування відмінності фактичних грунтів в основі фундаментів від закладених в проекті, відсутність авторського нагляду при розтині котловану.
 

Додаткові опади, деформаційні впливу на фундаменти і будівля, дію додаткових зусиль в конструкціях будівлі
 

Ретельний авторський нагляд, перевірка відповідності проектних і фактичних ґрунтових умов, внесення ня необхідних змін в проект за їх відміну. Проведення огляду грунтів котловна.
 

Потрапляння під підошву фундамен тов промороженного неущільненого (пухкого) водонасыщенного грунту (спостерігається при розробці котлованів в зимових умовах)
 

Додаткові опади, деформаційні впливу на фундаменти і будівля
 

Ретельний контроль котловану перед улаштуванням фундаментів
 

Недостатньо ретельна закладення стаканного стику колон і фундаментів
 

Зміна розрахункової схеми колон і фундаментів
 

Контроль якості
 

Недостатнє ущільнення зворотної засипки пазух фундаментів
 

Осідання поверхні підлоги над фундаментами
 

Те ж
 


При експлуатації об'єкта

Типові помилки Наслідки помилок Шляхи недопущення та усунення їх наслідків

Завантаження території поблизу фундаментів
 

Передача додаткового навантаження на фундамент; осадка фундаменту, що перевищує розрахункову; поява тріщин в надфундаментної конструкції
 

Додатковий привантажувач повинен бути врахований у розрахунках; завантаження понад розрахункової величини неприпустима
 

Будівництво нової споруди поруч зі старим без спеціального розрахунку і можливого посилення раніше побудованих фундаментів
 

Передача додаткового навантаження на фундаменти старої будівлі, додаткова осаду або крен обох будівель, поява тріщин, необхідність підтвер ремонту і підсилення
 

Проведення попередніх розрахунків; посилення фундаментів при відповідному обгрунтуванні розрахунком
 

Підйом рівня грунтових вод внаслідок надходження технологічних стоків у грунт
 

Додаткова осаду чи осідання ґрунту, необхідність ремонту
 

Облік можливого підйому рівня ґрунтових вод при проектуванні
 

Передача врахованих в розрахунку на наванта жень і впливів на фундаменти (наприклад, завантаження перекриттів понад розрахункової навантаження, надбудова будівлі без розрахунку, встановлення додаткового обладнання з динамічними навантаженнями, будівництво додаткових внутрішніх стін і перегородок, улаштування нових каналів, приямків та підпірних стін поруч з фундаментами, що веде до зміни раніше прийнятої розрахункової схем фундаменту, оголення стовбурів паль при розробці нових котлованів)
 

Додаткові опади, трешинообразование у фундаментах і конструкціях будівлі
 

Облік можливих силових та інших впливів при проектуванні фундаментів. Недопущення дії неврахованих у розрахунку силових і інших факторів без відповідних чинного розрахункового обґрунтування з можливими заходами щодо посилення фундаментів. Слід враховувати можливість передачі на підставу підвищених навантажень
 

Замочування ґрунту агресивними стоками
 

Передчасне руйнування фундаментів
 

Проектування захисних заходів при відповідному обгрунтуванні
 

 

Види деформацій підстав і споруд та причини розвитку нерівномірних осад.

Під час будівництва і експлуатації споруд грунти підстави деформуються, що, як правило, призводить до розвитку нерівномірних осідань фундаментів і, відповідно, споруд.

У зв'язку з цим може виникнути і часто виникає необхідність в обстеженні підстав і фундаментів або споруди в цілому. Програма, обсяг і методи обстеження намічаються в залежності від того, для яких цілей ведеться обстеження, який характер будівлі, його стан, в який період відбулися деформації і т. п.

Аварії і деформації будівель і споруд відбуваються не стільки із-за помилок в інженерних розрахунках надземних конструкцій, скільки з-за прорахунків, які допускаються при проектуванні (близько 18%) і будівництві (близько 80%) фундаментів. Ще в 1570 р. видатний італійський архітектор і будівельник Палладіо трактат «Чотири книги про архітектуру» писав, що «...з помилок, що відбуваються на будівництві, найбільш пагубні ті, які стосуються фундаменту, так як вони тягнуть за собою загибель усього будівлі та виправляються з найбільшим працею».

Щорічні результати Госглавэкспертизы України свідчать про масовий характер грубих порушень норм і правил проектування і будівництва, в т. ч. пов'язаних із забезпеченням надійності основ і фундаментів споруд різного призначення.

Досвід показує, що пошкодження конструкцій або аварія будівлі рідко відбуваються з якої-небудь однієї причини. Зазвичай це результат взаємодії багатьох факторів, один з яких може відігравати вирішальну роль. Встановлення головної причини деформації будівлі є досить складною задачею, вирішення якої вимагає від фахівця всебічного обліку роботи конструкцій будівлі і його основи, а також ретельного вивчення обставин, що викликали розвиток деформацій.

При появі аварій або деформації будівель і споруд необхідно керуватися «Положенням про порядок розслідування причин аварій будівель і споруд, їх частин та конструктивних елементів на території України.

При нерівномірних кінцевих опадах і нерівномірному загасання їх у часі підстави опускаються на різну величину, спричиняючи перерозподіл зусиль і деформацій у надземних частинах будинків та споруд. Нерівномірні опади погіршують експлуатацію споруд, викликають перенапруження в окремих конструкціях і елементах і їх пошкодження. Тому граничні величини нерівномірних осад встановлюються не тільки за експлуатаційними (фізіологи ческим, естетико-психологічних) і технологічним вимогам, але і по міцності, деформації (трещинностойкости) і стійкості споруд.

Повні деформації споруди і його фундаменту складаються з окремих деформацій, які походять від різних умов навантаження і різних поєднань навантажень та ін.

Основними причинами розвитку нерівномірних осад ущільнення є неоднорідність підстави і неоднорідність напруженого стану.

До неоднорідності підстави відносяться: выклинивание шарів під окремими частинами будівлі, линзообразное залягання ґрунтів, неоднакова товщина шарів, різниця в щільності грунту, використання різних шарів грунту під окремими частинами будівлі (скеля і стискається грунт, скупчення валунів, старі фундаменти) та ін.

Неоднорідність напруженого стану грунтів в основі обумовлюється неоднаковою завантаженням фундаментів, взаємним впливом завантаження сусідніх фундаментів, неодночасному консолідацією грунтів в основі і пр.

Розвиток нерівномірних осад ущільнення зазвичай не закінчується в період будівництва, а продовжується в перші роки або десятиліття експлуатації (на пилувато-глинистих грунтах).

Нерівномірні опади розущільнення пов'язані з откопкой котловану і зменшенням напруги нижче його дна. Величина їх нерівномірності залежить від неоднорідності підстави і зміни напруженого стану при откопке (глибини котловану, наявності підземних вод і інших факторів). Ці опади зазвичай закінчуються в період будівництва.

Нерівномірні опади випирання пов'язані з розвитком пластичних деформацій грунту підстави. Вони можуть розвиватися, якщо тиск по підошві фундаменту перевищує розрахункове опір грунту. Це найчастіше відбувається при збільшенні навантаження на фундаменти під час експлуатації будівель (при заниженій величиною заглиблення підошви фундаменту по відношенню до підлоги підвалу).

Нерівномірні опади расструктуривания пов'язані з порушенням структури природного грунту в період виробництва будівельних робіт, а особливо робіт нульового циклу. Розвиток опади расструктуривания, як правило, закінчується в період будівництва і значно рідше — у перші роки експлуатації.

Нерівномірні опади в період експлуатації будівель можуть розвиватися під впливом ущільнення грунтів, різних вод (ґрунтових, зливових, виробничих), ослаблення підземними і котлованными виробками, динаміки, геологічних процесів та інших чинників.

Слід враховувати три характеристики осад споруди:

1) максимальну величину опади;

2) різниця осад сусідніх частин, яка призводить до їх відносного повороту;

3) різниця осідань фундаменту, яка призводить до деформацій і спотворень усієї конструкції. Залежно від характеру споруди, його чутливості вплив двох останніх величин може мати серйозні наслідки.

Загальна величина опади, яка не веде до пошкодження будівлі, може бути досить великою, якщо вона рівномірна. Наприклад, Національний музей мистецтв в Мехіко за час свого існування (побудований в 1909 р.) дав осідання в 3,6 м і, незважаючи на це, немає ніяких ознак деформації самої будівлі. Однак при великій величині опади можуть пошкоджуватися входи, прибудови, санітарно-технічні комунікації, дренажні та інші пристрої.

Нерівномірна ж осідання окремих частин і споруди в цілому має зазвичай більш серйозні наслідки. Вона є одним з головних факторів, що впливають на міцність та експлуатаційну придатність будівель.

Класифікація видів нерівномірних деформацій будівель і причин, що їх викликають може служити основою для діагностики пошкоджень будівель і споруд.

При наявності достатньо великої товщі однорідних пилувато-глинистих грунтів і рівномірно прикладеного навантаження по довжині будівлі відбувається блюдцеобразное пониження поверхні (прогин), яке поширюється іноді далеко за межі залюдненої майданчики. Середня частина будівлі вгнута, а краї нахиляються до центру завантаженої майданчики. Такий характер деформації пояснюється тим, що на кутових ділянках навантаження розподіляється по більшій площі, поширюючись вперед за межі кінця стіни. Отже, кінці стін, отримуючи велику площу опори, мають і меншу осадку. При такій деформації по краях стін можуть виникати похилі тріщини, що йдуть від країв до середини під кутом приблизно 45°. Нижні кінці тріщин спрямовані в бік менших осад.

У середній частині будівлі часто утворюється тріщина у вигляді перевернутого знака у: більш широка внизу і звужується догори. У верхній частині стіни по середині будівлі можуть бути ознаки руйнування кладки від роздроблення. Якщо на стінах є горизонтальні пояси, то під ними в середній частині будівлі можуть з'явитися горизонтальні тріщини. Деформації прогину можуть з'являтися, якщо під фундаментами в середній частині будівлі є ділянки слабких грунтів або порожнеч, якщо середня частина будівлі несе велике навантаження, якщо в підставі торцевих частин будівлі є тверді включення (скеля, скупчення валунів).

Деформацію выгиба відчувають будівлі з важкими кам'яними стінами і слабонагруженными внутрішніми колонами, а також при наявності слабких або ослаблених підстав в торцевих частинах будинку, розташованих поруч котлованів або траншей (за рахунок видавлювання ґрунту з-під несучого шару підстави), будівель біля торцевих частин будинків, значної кількості жорстких включень під серединою будинку і т. п. Кути в цьому випадку сідають більше і похилі тріщини мають велику ширину вгорі.

Напрямок нижніх кінців тріщин — також у бік менших осад, т. е. до середини будівлі. Зовнішні стіни можуть нахилятися назовні, утворюючи v-подібні тріщини в сполуках з поперечними стінами. Особливо часто це зустрічається при відцентровому завантаженні фундаментів зовнішніх поперечних стін. В залежності від конфігурації загальної опади відповідні похилі тріщини з'являються у внутрішніх стінах. При цьому перекошуються дверні рами (прорізи є ослабленими місцями в стінах і тут концентруються напруги). Перекриття, що спираються на рами каркаса, можуть відчувати великі опади без пошкоджень, але якщо вони спираються безпосередньо на грунт або на окремі фундаменти, які осідають незалежно від стін, можуть виникати серйозні пошкодження і розлади в стиках. Деформація выгиба значно небезпечніше прогину, так як тріщини розкриваються вгорі, а це може призвести до того, що торцеві стіни втратять стійкість, перекриття обрушаться і т. п.

Осадка крайніх частин будівлі або споруди виникає зазвичай з причин, зазначених вище, але робить вплив на одну з торцевих частин будівлі. Цей вид деформації також є небезпечним.

Перекіс будівлі або споруди виникає в результаті різниці осад сусідніх або декількох розташованих в ряд фундаментів за рахунок різної навантаження на поруч розташовані фундаменти або наявності слабких або ослаблених грунтів під одним з фундаментів. Перекіс призводить до виникнення косих тріщин, що особливо небезпечно у вузьких простінках.

Крен (нахил) відчувають жорсткі споруди при нерівномірних опадах окремих фундаментів. Причинами цього виду деформацій можуть бути різні фактори. Крен фундаменту призводить до повороту нижньої частини конструкцій.

Скручування споруд виникає при розвитку крену в різних частинах довгого споруди в протилежні сторони. Найбільші пошкодження отримують, як правило, верхні поверхи окремих конструкцій або будівлі в цілому.

Зазвичай споруди піддаються одночасно різним деформаціям, деякі з них можуть бути переважаючими, а інші — слабко вираженими.

Необхідно пам'ятати, що не всі тріщини в спорудженні з'являються в результаті нерівномірної опади, хоча їх часто відносять на її рахунок. Температурне розширення і стиснення також є важливою причиною розтріскування в тих випадках, коли матеріали з різними коефіцієнтами лінійного розширення працюють спільно. Однак ці тріщини відрізняються від тріщин, викликаних осадкою, тим, що при зміні температури вони то розкриваються, то закриваються.

Найбільш характерний вид ушкоджень стін великоблочних будівель — розриви пе-ремычечных поясів і освіта вертикальних або косих тріщин у простінках. У деяких випадках вертикальні тріщини поширюються на всю висоту стін, що призводить до розриву будівлі на окремі температурні відсіки.

Причина розриву — недостатня міцність зв'язків перемычечных поясів, які при значному зниженні температури розриваються.

Частою причиною розтріскування стін є усадка матеріалу. Пластичний бетон і цегляна кладка на дуже пластичному розчині дають велику усадку.

Штукатурка дає тріщини в тих випадках, коли її усадка відрізняється від усадки матеріалу стіни, на яку вона нанесена. Усадочні тріщини мають вертикальне і горизонтальне напрям, рівномірні по ширині або звужуються до обох кінців.

Вібрація і удари також можуть викликати тріщини. Такі тріщини зазвичай мають форму букви X по кінцях стіни і форму плюса (+) в центрі. Вібрація від проходять поблизу потягів, важких автомашин, від сейсмічних впливів, вибухів, розпушування мерзлого грунту, забивання паль і т. д. може викликати утворення вертикальних тріщин між частинами споруди, що мають різну жорсткість, у тому числі відділення вертикальними тріщинами місць примикання широкого будівлі до вузької прибудові. Якщо будівля має складну конфігурацію в плані, то відбувається відділення вертикальними тріщинами місць примикання широкого будівлі до вузької прибудові; наявність в товстих стінах великих, розташованих по одній вертикалі прорізів викликає тріщини по лініях цих прорізів; підстилкові фундамент слабкі грунти, насичені водою, і культурні нашарування викликають поділ вертикальними і косими тріщинами окремих стін між собою через що збільшуються в таких грунтах амплітуд коливань.

 

Деформації фундаменту.

№ п/п

Споруди

Граничні деформації

 

 

Відносна різниця осідань

Крен

Середня (в дужках — максимальна)

1

Виробничі і цивільні, одноповерхові і багатоповерхові будівлі з повним каркасом — залізобетонним

Виробничі і цивільні, одноповерхові і багатоповерхові будівлі з влаштуванням залізобетонних поясів або монолітних перекриттів

Виробничі і цивільні, одноповерхові і багатоповерхові будівлі з повним каркасом — сталевим

Виробничі і цивільні, одноповерхові і багатоповерхові будівлі з влаштуванням залізобетонних поясів або монолітних перекриттів

 

0,002 0,003

0,004 0,005

(10) (15)

(15) (18)

2

Будівлі і споруди, в конструкціях яких не виникають зусилля від нерівномірних осад

 

0.006

20

3

Багатоповерхові безкаркасні будівлі з несучими стінами:

• з великих панелей

• великих блоків або без армування цегляної кладки

• великих блоків або цегельної
кладки з армуванням, з залізобетонними поясами, а також монолітні

 

0,0016

 

0,0020

 

0,0024

0,005

 

0,005

 

0,005

12

 

12

 

18

4

Залізобетонні елеватори:

• робоче будівлю і силосний корпус монолітної конструкції на одній фундаментній плиті

• робоче будівлю і силосний корпус збірної конструкції

• окремо стоїть силосний корпус монолітної конструкції

• окремо стоїть силосний корпус збірної конструкції

• окреме робоче будівля

 

0.003

0.003

0,004

0,004

0,004

40

30

40

30

25

5

Димові труби висотою, м: .

Н < 100

100

200

300

Н > 300

 

0,005

1/(2)

1/(2)

1/(2А)

40

30

20

10

6

Жорсткі споруди висотою

до 100 м, крім зазначених у пп. 4 і 5

 

0,004

20

7

Антенні споруди зв'язку:

• стовбури щогл заземлені

• стовбури щогл, електрично ізольовані

• башти радіо

• башти короткохвильових радіостанцій

• башти (окремі блоки)

 

0,002

0,0025

0,001

0,002

0,001

20

10

8

Опори повітряних ліній електропередачі:

• проміжні прямі

• анкерні і анкерно-кутові, проміжні кутові, кінцеві, портали відкритих розподільчих пристроїв

• спеціальні перехідні

 

0,003

0,0025

0,002

0,003

0,0025

0,002

Примітки: 1. Граничні значення відносного прогину (выгиба) будівель, зазначених у п. 3, приймаються рівними 0,5

При визначенні відносної різниці осад у п. 8 приймається відстань між осями блоків фундаментів у напрямку горизонтальних навантажень, а в опорах з відтяжками — відстань між осями стисненого фундаменту і анкера.

Якщо основа складено горизонтальними (з ухилом не більше 0,1), витриманими по товщині шарами грунтів, то граничні значення максимальних і середніх осад допускається збільшувати на 20 %.

Граничні значення підйому підстави, складеного набухающими ґрунтами, допускається приймати: максимальний і середній підйом — в розмірі 25 %, відносну різницю осідань будівлі— в розмірі 50% від відповідних граничних значень деформацій фундаментів, наведених у таблиці, а відносний вигин - 0,25.

Для споруд, перелічених у пп. 1 ...3, з фундаментами у вигляді суцільних плит граничні значення середніх осад можна збільшувати в 1,5 рази.

На основі узагальнення досвіду проектування, будівництва і експлуатації окремих видів споруд допускається приймати граничні значення деформацій основи, що відрізняються від зазначених у таблиці.

 

Конструкція фундаменту.

Ствольно-стінова конструктивна система

Громадські будівлі найбільш численні і різноманітні за своїм призначенням, функціональними особливостями, габаритами, плануванні, поверховості і зовнішності. У відповідності з цим також різноманітні і конструкції будівель, що є одним з головних тектонічних коштів архітектури.

Щоб вільно творчо компонувати різні громадські будівлі необхідно досконало знати сучасні інженерні конструкції і вміло застосовувати їх у відповідності з їх можливостями і економікою.

Конструктивне рішення будівлі в цілому визначається на першому етапі проектування вибором конструктивної системи і конструктивної схеми.

Конструктивна система будівлі являє собою сукупність взаємопов'язаних конструктивних елементів будівлі, які забезпечують його міцність, стійкість і необхідний рівень експлуатаційних якостей. Вибір конструктивної системи будівлі визначає статичну роль кожної з його конструкцій. Матеріал конструкцій і техніку їх зведення визначають при виборі будівельної системи будівлі.

 

В залежності від типу навантажень зовнішні стіни діляться на:

  • несучі стіни сприймають навантаження від власної ваги стін по всій висоті будівлі і вітру, а також від інших конструктивних елементів будівлі (перекриттів, покрівлі, обладнання, тощо); навантаження від власної ваги стін по всій висоті будівлі та вітру; ненесучі (у тому числі навісні) стіни - сприймають навантаження тільки від власної ваги і вітру в межах одного поверху і передають їх на внутрішні стіни та перекриття будівлі (типовий приклад - стіни-заповнювачі при каркасному житловому будівництві).

Вимоги до різних типів стін суттєво відрізняються. У перших двох випадках дуже важливі характеристики, оскільки від них багато в чому залежить стійкість усього будинку. Тому матеріали, використовувані для їх зведення, підлягають особливому контролю.

Конструктивна система являє собою взаємопов'язану сукупність вертикальних (стіни) і горизонтальних (перекриття) несучих конструкцій будівлі, які спільно забезпечують його міцність, жорсткість і устойчивость1.

Горизонтальні несучі конструкції (покриття та перекриття - див. рис. 2, поз. 3,5,6) - сприймають все, що доводяться на них вертикальні навантаження і поверхами передають їх вертикальних несучих конструкцій (стін, колон - див. рис. 1, поз. 2,4). Вертикальні конструкції, в свою чергу, передають навантаження на фундамент будівлі.

Ствольно-стінова система поєднує несучі стіни і стовбур з розподілом вертикальних і горизонтальних навантажень між цими елементами в різних співвідношеннях. Застосовувалася при проектуванні будинків вище 16 этажей1.

У сучасному висотному будівництві застосовують різні конструктивні системи і схеми з різноманітними варіантами компоновок. Для підвищення опору зовнішнім впливам несучої системи будівель заввишки понад 250 м застосовують переважно стовбурові конструктивні системи: "труба в трубі" і "труба в фермі". Їх компонувальна схема включає центральний стовбур, що сприймає основну частку всіх навантажень, та розташовані по периметру несучі елементи будівлі у вигляді окремих стійок (колон), гратчастих систем (ферм, складених стрижнів та ін), пілонів, які також можуть бути об'єднані в єдину конструкцію. Жорсткість ствольної системи, її стійкість і здатність до гасіння вимушених коливань забезпечуються закладенням центрального стовбура у фундамент.

Аналіз несучих систем висотних будівель, збудованих по всьому світу, показує, що їх і конструктивне рішення компоновки залежить головним чином від висоти об'єкта. Однак суттєвий вплив на вибір конструктивної схеми мають і такі фактори, як сейсмічна активність району будівництва, инженерногеологические умови, атмосферні і в першу чергу вітрові впливи, архитектурнопланировочные вимоги.

Висотні будівлі можна розділити на діапазони по висоті, для кожного з яких характерні свої конструктивні рішення. При цьому слід зауважити, що межі діапазонів певною мірою умовні в силу перерахованих вище обставин.

У випадках, коли жорсткості стіновий, каркасної або ствольної системи недостатньо, вдаються до комбінованих рішенням, що поєднує в собі ознаки різних конструктивних рішень. Зокрема, для підвищення опору несучого кістяка будівлі зростаючим з висотою над рівнем землі вітрових навантажень застосовують комбінацію ствольної та стіновий систем. У цьому випадку горизонтальні навантаження сприймаються не тільки зовнішньою оболонкою і центральним стовбуром, але і внутрішніми несучими стінами. Комбінована конструктивна система має більшої конструктивної гнучкістю в частині можливості розподілу частки сприйманих зусиль за рахунок варіювання жорсткості несучих елементів кістяка.

Висотні будівлі, особливо будівлі значної висоти, мають свою специфіку, істотно відрізняє їх від звичайних будинків. По-перше, із зростанням висоти будівлі різко збільшуються навантаження на несучі конструкції, у зв'язку з чим з розвитком висотного будівництва було розроблено декілька конструктивних систем таких будівель: каркасна, рамно-каркасна, поперечно-стінова, ствольна, коробчата, ствольно-коробчата («труба в трубі», «труба в фермі») ствольно-стінова та ін.

У свою чергу, стовбурові системи мають свої різновиди: консольне обпирання перекриттів на стовбур, підвішування зовнішньої частини перекриття до верхньої несучої консолі «висячий будинок», або його опір допомогою стін на нижерасположенную несучу консоль, проміжне розташування несучих консолей висотою в поверх з передачею в них навантаження від частини поверхів. Стволом або ядром у висотних будівлях є жорсткий (монолітно виконаний) сходово-ліфтовий узел1

Вибір тієї або іншої конструктивної системи залежить від багатьох факторів, основними з яких вважаються висота будівлі, умови будівництва (сейсмічність, ґрунтові особливості, атмосферні, особливо вітрові, впливу), архітектурно-планувальні вимоги. Слід зазначити, що за даними німецьких дослідників вітрові навантаження в більшості випадків більш значущі, ніж сейсмічні впливи. Одні з найбільш високих на сьогоднішній день будівель – Джон Хенкок Сентер в Чикаго і Міжнародний фінансовий центр в Тайбеї – виконані за схемою «труба в фермі», при якій зовнішній периметр стін жорстко пов'язаний зі стволом та додатково укріплений потужними діагональними зв'язками. У цьому випадку вся будівля працює як жорстка консоль, забита в тіло фундаменту.

Практикою будівництва встановлено, що каркасні і рамно-каркасні системи, що володіють обмеженою жорсткістю, доцільно застосовувати в будинках заввишки до 40 поверхів, стовбурові – до 50-60 поверхів, ствольно-коробчаті і коробчаті – до 80-90 поверхів, а понад цього – за схемою «труба в фермі»1.

Одним з основних вимог, що пред'являються до висотних будівель, як показала світова практика, є вимоги комплексної безпеки, що передбачають забезпечення шляхів евакуації при кризових ситуаціях, протипожежні та антитерористичні заходи, надійний контроль і управління всіма системами інженерного обладнання, дублювання ряду систем життєзабезпечення.

Основні несучі конструкції слід виконувати із залізобетону з гнучкою і жорсткою арматурою із сталі. Зарубіжний досвід показує, що залізобетон доцільно застосовувати при висоті будівель до 60 поверхів. За німецькими джерелами, використання високоміцного бетону класів 80 і вище нераціонального з-за його крихкості, більш низькою порівняно із звичайною технологічністю і високою вартістю. Сталеві несучі конструкції слід надійно захищати від дії вогню, забезпечуючи їх межа вогнестійкості, рівний R 180. В якості стовбурів (ядер) висотних будинків слід використовувати сходово-ліфтові вузли із залізобетону в поєднанні, по можливості, з блоком вентиляційних шахт. Дах висотного будинку слід проектувати з внутрішнім водостоком.

2. Конструкція пальового фундаменту. Набивні палі і забивні. Конструкція суцільного фундаменту

Будівництво будь-якого будинку починається саме з закладки надійного, міцного фундаменту. Будівництво фундаменту - це, безумовно, один з найважливіших етапів зведення довговічного будови: будь то традиційний дерев'яний будинок, затишний котедж або літня дача для комфортабельного відпочинку.

Фундамент - опорна частина конструкції, що компенсує навантаження від будівлі. В залежності від типу грунту може виникнути необхідність у його зміцненні. Штучним називається підстава, що складається з ущільненої грунту. А природним - грунт у його вихідному стані.

Для зведення фундаменту використовуються матеріали підвищеної міцності з високою стійкістю до впливів зовнішнього середовища, наприклад, зміни температури, впливу грунтових вод. До таких матеріалів відносяться бетон, залізобетон, бутовий камінь, залізобетонні плити і блоки. На сьогоднішній день найбільш доцільним вважається використання монолітного залізобетону.

Залежно від типу матеріалу для будівництва стін вибирається вид фундаменту. Від того, як побудований фундамент залежать міцність і довговічність будинку. Функції фундаменту включають в себе передачу навантаження від будівлі грунту, а також опір впливу грунтових вод і морозу.

Вид фундаменту, глибина залягання і вибір матеріалу для його будівництва визначаються геодезичними характеристиками грунту, конструкцією і будівельним сировиною для майбутнього будинку. Глибина його залягання повинна бути нижче рівня промерзання грунту, що для середньої смуги становить 80 - 100 см, але вище рівня грунтових вод. При дотриманні цих умов будинок буде мати міцний і надійний фундамент, в іншому випадку, необхідно зміцнення ґрунту, особливо при розробці проектів із заглибленими гаражами або іншими підвальними приміщеннями. Якщо грунтові води залягають високо, то можливо вдатися до насипів, щоб підвищити рівень відмостки будівлі. Також слід звернути увагу на властивості самого грунту.

Пальові фундаменти незамінні в тих випадках, коли будівництво ведеться на нестійких грунтах. Це сама відповідна конструкція фундаменту для великогабаритного будівництва. В основі конструкції фундаменту використовуються підпірки – стовпи з загостреними нижніми кінцями.

Боротися з грунтовими водами можна за допомогою паль.

Пристрій пальового фундаменту

  • Основна особливість конструкції цього типу – використання паль.
  • Палі – це стовпи з загостреними нижніми кінцями.

Їх вбивають або вкручують в землю з допомогою малогабаритного устаткування. Палі в таких фундаментах впираються в більш тверді шари грунту, проходячи крізь слабкі і рухливі. На ці тверді шари грунту і викладає навантаження від всього будинку. Кожна паля може витримати навантаження від 2 до 5 тонн! Далі верхня частина всіх паль з'єднується балками - утворюється жорстка надійна конструкція.

Виготовлення палі фундаменту безпосередньо в грунті

Іноді використовують таку конструкцію пальового фундаменту, коли палі виготовляються безпосередньо в грунті. Для цього бурять свердловину, вставляють в неї арматурний каркас і порожнисті труби. Далі все це заливають бетоном. Після чого бетон необхідно ущільнити утрамбовуванням або вібрацією.

Ця конструкція фундаменту на палях практично нічим не відрізняється від стовпчастого фундаменту. Різниця лише в розмірі та несучої здатності. Паля – це великий стовп.

В яких випадках застосовують пальові фундаменти?

Для деяких міст, наприклад, Санкт-Петербурга і Венеції фундаменти на палях є характерними із-за специфіки ґрунтових вод.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)

Інші статті

Наскільки вам зручно на сайті?

Розповісти Feedback form banner