Навигация:
Главная → Все категории → Фундаменты

Назначение глубины заложения фундаментов


Назначение глубины заложения фундаментов

Как уже отмечалось выше, назначение рациональной глубины заложения является одним из важных этапов проектирования фундаментов. Стоимость фундамента во многом определяется его глубиной заложения: чем выше располагается подошва фундаментов, тем меньше затраты на его устройство, так как в этом случае уменьшается объем земляных работ, а на возведение фундамента расходуется меньшее количество строительных материалов. Однако во многих случаях верхние пласты грунта имеют большую сжимаемость и низкую несущую способность, а также могут изменять свои физико-механические свойства в результате воздействия метеорологических факторов. Поэтому решение задачи о назначении глубины заложения фундамента следует начинать с выбора несущего слоя грунта, который совместно с подстилающими слоями обеспечил бы равномерное развитие осадки, не превышающее предельно допустимых значений, установленных нормами для данного типа здания или сооружения, как в период строительства, так и во время эксплуатации.

При решении этого вопроса учитывают следующие факторы: конструктивные и эксплуатационные особенности возводимых и соседних зданий и сооружений; инженерно-геологические условия района строительства; климатические условия в районе строительной площадки и их влияние на верхние слои грунта.

Окончательный выбор глубины заложения фундамента осуществляется на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов конструктивных решений. Для всех рассматриваемых вариантов определяется сметная стоимость, которая учитывает все расходы по возведению сооружения, включая различные стоимости: возведения надземных конструкций, армирования кладки, устройства осадочных швов, послеосадочный ремонт помещений, поднятия неравномерно осевших Конструкций и т. п. Иногда учитывают экономическую целесообразность возведения фундаментов и всего здания в более сжатые сроки.

Следует отметить, что при назначении Глубины заложения фундамента решается комплексная задача.

К конструктивным и эксплуатационным особенностям зданий и сооружений, влияющих на выбор глубины заложения фундамента, относится специфика общего конструктивного решения здания и его отдельных элементов, включая наличие подвальных помещений, приямков, более глубоких фундаментов под оборудование или утяжеленные части здания, примыкание фундаментов друг к другу в результате наличия ранее построенных или будущих сооружений, характера подземного хозяйства около возводимого объекта.

Соседние фундаменты, примыкающие друг к другу, закладывают, как правило, на одной отметке. Если разница во внешней нагрузке, действующей на соседние фундаменты, велика, тогда они могут иметь разную глубину заложения.

При использовании ленточных фундаментов делают уступы по их длине, высота которых должна быть в пределах 0,3…0,6 м (рис. 4.1, б).

Подошва фундаментов должна обязательно располагаться ниже ввода в здание необходимых коммуникаций, к которым относятся водопроводы, трубы канализации, теплотрассы и различные технологические трубопроводы (рис. 4.2, а).

Рис. 4.1. Взаимное расположение фундаментов с различной глубиной заливки

Рис. 4.2. Назначение глубины заложения фундамента: 1 — фундаментная опита; 2 — трубопровод; 3 — стеновые фундаментные блоки; 4 — пол подвала

В случае выполнения этого условия трубы не испытывают дополнительного давления от фундамента. Не рекомендуется опирать фундаменты на насыпной грунт траншей, которые были вырыты для прокладки труб. Глубина заложения зависит и от наличия или отсутствия подвальных помещений (рис. 4.2, б).

В случае использования сборных фундаментов их глубина заложения дополнительно зависит от принятой конструкции и размещения фундаментных подушек и стеновых блоков, а монолитных — от прочности отдельных сечений фундамента и конструктивных требований.

При возведении фундаментов зданий и сооружений в водоемах или в непосредственной близости от них глубину заложения следует принимать с учетом возможности размыва грунта около фундаментов.

К особенностям сооружении, которые необходимо учитывать при назначении глубины заложения, относят: специфику и особенности нагрузок, передаваемых на основание, чувствительность конструкций к неравномерным осадкам, долговечность, которую определяют классом здания, его уникальностью, и другие факторы.

Следует учитывать, что конструктивными требованиями установлена минимальная глубина заложения не менее 0,5 м от спланированной поверхности земли.

В связи с тем что любая строительная площадка обладает специфическими условиями напластования грунтов, при назначении глубины заложения фундаментов помимо конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий следует учитывать и инженерно-геологические условия района строительства, в частности особенности физико-механических свойств грунтов, слагающих основания, характер напластования, наличие выклинивающихся слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и др.

Индивидуальные особенности напластования грунтов строительной площадки часто затрудняют общую оценку инженерно-геологических условий как основного фактора, влияющего на назначение глубины заложения фундамента, поэтому для облегчения такой оценки все грунты условно разделяют на слабые и надежные.

Слабыми считают грунты, использование которых в качестве оснований не может обеспечить надежного существования проектируемого сооружения на этапе возведения или в стадии эксплуатации. Надежными называют грунты, которые обеспечивают нормальное функционирование здания на всех этапах его существования.

Следует заметить, что слабый или надежный грунт — понятия относительные, поскольку они тесно связаны с типом и особенностями возводимого здания. При возведении легких зданий или зданий, конструктивная схема которых допускает развитие значительных неравномерных осадок, даже основания, сложенные слабыми грунтами, могут считаться надежными. И наоборот, при проектировании тяжелых сооружений, эксплуатация которых всегда связана с большими осадками, или сооружений, не допускающих даже незначительного развития неравномерных осадок, грунты средней сжимаемости, которые могут успешно служить основаниями для обычных зданий, в данном случае приходится считать слабыми.

Деление грунтов на слабые и надежные позволяет условно сгруппировать все возможные виды напластования грунтов строительной площадки по трем основным типам.

Сжимаемость и сопротивление сдвигу грунтов подстилающих слоев не ниже вышележащих слоев грунта. Наиболее оптимальным решением в этом случае является назначение минимальной глубины заложения подошвы фундамента в зависимости от конструктивных особенностей здания и климатических воздействий (рис. 4.3, а). В некоторых случаях при больших нагрузках на фундамент и наличии очень плотного грунта, залегающего на некоторой глубине, более экономичным оказывается решение, когда фундамент опирают на этот более плотный слой грунта (рис. 4.3, б).

Рис. 4.3. Устройство фундаментов в надежных грунтах:
1 — надежный грунт; 2 — более плотный грунт

Тип 2. Начиная со спланированной поверхности земли до некоторой глубины залегает один или несколько слоев слабых грунтов, ниже которых залегают более плотные надежные грунты. В этом случае применяют несколько типов конструктивных решений. При небольшой глубине залегания слабых грунтов нагрузка от сооружения передается на слои надежных грунтов с прорезкой слабых слоев (рис. 4.4, а). При значительных нагрузках и высокоплотных слоях надежного грунта здания часто опирают на столбчатые фундаменты (рис. 4.4, б) или сваи (рис. 4.4, в). При возведении легких сооружений используют передачу нагрузки и на слабые грунты, применяя свайные фундаменты (рис. 4.4, г). Иногда слабые грунты при значительной толщине их напластования уплотняют или закрепляют с помощью специальных методов (рис. 4.4, д) или используют эти грунты в качестве оснований, уменьшив чувствительность несущих конструкций к неравномерным осадкам, повышая жесткость здания за счет применения сплошных фундаментов.

Рис. 4.4. Назначение глубины заложения фундаментов при напластовании грунтов по типу 2: 1 — слабый грунт; 2 — надежный грунт; 3 — зона закрепления грунта

Тип 3. На некоторой глубине в толще слоистого основания

залегает один или несколько слоев слабого грунта. В этом случае слой слабого грунта закрепляют (рис. 4.5, а) или применяют фундаменты с уширенной подошвой, которая позволяет более интенсивно уменьшать давление по высоте основания, понижая его до минимально возможного значения в слое слабого грунта. Таким образом, верхний слой надежного грунта играет роль распределительной подушки (рис. 4.5, б). При напластовании грунтов по типу 3 используют решения с про резанием верхнего слоя надежного и слабого грунта с передачей давления на плотный нижележащий слой, как это показано на рис. 4.4, а — в, при напластовании грунтов — по типу 2.

Рис. 4.5. Назначение глубины заложения фундаментов при напластовании грунтов по типу 3: 1 — надежный грунт; 2 — слабый грунт; 3 — зона закрепления; 4 — эпюра напряжений

Под влиянием климатических факторов, свойственных данному району строительства, грунты оснований способны менять свой объем в результате промерзания и оттаивания, высыхания и увлажнения. Наиболее опасным из вышеперечисленных факторов является промерзание грунта, которое вызывает увеличение объема грунта и приводит к образованию сил пучения. Силы морозного пучения в некоторых типах грунтов могут превысить давления под подошвой фундамента и служить причиной деформации зданий и сооружений. Не всем грунтам свойственно это явление, поэтому грунты делят на две основные категории — пучиноопасные и непучино-опасные. К пучиноопасным относят все пылевато-глинистые грунты, а также пылеватые и мелкие пески; к непучиноопасным — скальные породы, гравий, гальку, пески гравелистые, крупные и средней крупности.

Для развития сил пучения недостаточно влаги, которая содержится в грунте. В результате сложных физико-химических процессов, присущих грунтам, к фронту промерзания возможна миграция воды из нижележащих водонасыщенных грунтов или водоносных горизонтов. Поступая по капиллярам, эта влага способствует развитию сил морозного пучения. Однако, если водоносный горизонт расположен более чем на 2 м ниже глубины промерзания, сил капиллярного поднятия недостаточно для поступления воды к фронту промерзания и некоторые виды пучиноопасных грунтов в данном случае становятся непучин опасными.

Если глубина заложения фундамента назначается независимо от расчетной глубины промерзания, требуется, чтобы соответствующие грунты, указанные в табл. 4.1, залегали до глубины не менее нормативной глубины промерзания.

Приведенные в табл. 4.2 значения kh допускается применять для расчета фундаментов, у которых расстояние от края фундамента до внешней грани стены а/<0,5 м. Если это расстояние составляет 1,5 м и более, то кк увеличивается на 0,1, но не более чем до kh = \, при промежуточном значении вылета внешней грани фундамента kh находят с помощью интерполяции.

К помещениям, которые примыкают к наружным фундаментам, относят технические подполья, подвалы, а при их отсутствии — помещения первого этажа.

Если, среднесуточная температура имеет промежуточное значение, то kh принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в табл. 42.

Глубину заложения внутренних фундаментов отапливаемых зданий принимают без учета промерзания, но не менее 0,5 м. В период возведения необходимо предусматривать мероприятия по устранению промерзания основания в зимний период до включения отопления. Это достигается за счет утепления грунта верхнего слоя или утепления подвалов, включая и лестничные клетки.

Если в здании предусматриваются холодные подвалы и технические подполья, то глубину заложения принимают в соответствии с данными табл. 4.1 от пола подвала или технического подполья. Аналогично поступают и при назначении глубины заложения фундамента неотапливаемого Здания, имеющего подвал или подполье.

В районах, которые имеют отрицательную среднегодовую температуру, глубину промерзания грунта определяют в результате теплотехнического расчета по данным СНиПа по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах.

В случаях применения постоянной теплозащиты основания, а также если технологический режим возводимого здания оказывает существенное влияние на промерзание грунтов (котельные, холодильники и т. п.), расчетную глубину промерзания также определяют по результатам теплотехнического расчета.

При строительстве в южных районах, где существует возможность чередования длительных засушливых и дождливых периодов года, возникает необходимость назначения такой глубины заложения подошвы фундамента, которая бы исключила вредные последствия указанных явлений.

В процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений следует учитывать возможность изменения глубины промерзания, пучения или усадки в результате специфики застройки данной территории.



Похожие статьи:
Фундаменты глубокого заложения

Навигация:
Главная → Все категории → Фундаменты

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум