Защита фундамента от грунтовых вод.

Для сохранения стен дома от грунтовых вод устраивают дренаж (гидроизоляцию) фундамента.

Иногда борьбу с подземными водами ведут с помощью системы дренажа. Цель этой системы понизить на необходимом участке уровень грунтовых вод. Но необходимо учитывать, что устройство системы дренажа требует больших начальных расходов при строительстве.

Дренаж фундамента— это инженерное сооружение, которое защищает здание от воздействия избыточной влаги. Грамотно спроектированная и правильно собранная система дренажа фундамента способна предотвратить повреждения здания, вызванные повышенной влажностью:

образование инея, обмерзлости, плесени;

подтопление погребов;

отсыревание пола первого этажа здания;

образование наледей и луж на дорожках, расположенных вблизи здания.

Гидроизоляция.

Гидроизоляция — плотная водонепроницаемая прослойка из окрасочных, рулонных или других материалов, предназначенная для защиты строительных конструкций или других объектов от увлажнения грунтовыми водами или другими жидкостями.

Гидроизоляция устраивается в виде нескольких изоляционных слоев водонепроницаемых материалов (толя, рубероида и др.), укладываемых на мастике или цементном растворе, а также в виде штукатурки жирным цементным раствором с добавлением церезита.

По способу устройства и виду используемых материалов различают следующие виды гидроизоляции:

Штукатурная асфальтовая гидроизоляция.

Окрасочная гидроизоляция.

Оклеенная гидроизоляция.

Литая асфальтовая гидроизоляция.

Цементная штукатурная гидроизоляция.

69. $$$Основание положения расчета фундаментов из большеразмерных плит и лент. Гибкие фундаменты. – 150

Гибкие сооружения, передавая нагрузку на основание, следуя за осадкой, которая может быть различна в каждой точке. При такой деформации в них не возникает практические никакие усилия разрушения. Такие сооружения имеют статически определенную схему. Гибкие могут быть фундаменты у которых отношение h/l<1/3.
Такими фундаментами являются:

· Ленточные под колонны промышленных и гражданских зданий

· Сплошные ж/б плиты высотного здания, элеваторов, АС.

· Фундаменты из перекрестных лент

· Коробчатые фундаменты

· Кольцевые фундаменты дымовых труб

Выбор конструкции гибких фундаментов производится с учетом конструктивной схемы здания, величины и характера распределения нагрузок в плане, несущей способности и деформативности основания.
Ленточные фундаменты под колонну устраиваются в виде одинарных или перекрестных лент. Плитные фундаменты устраиваются под всем зданием, выполняются из монолитного ж/б класса В15. при глинистом основании необходима песчаная или гравийно-песчаная подсыпка под бетонную подготовку.
Армирование производят в двух зонах, как в верхней так и в нижней. Каждая зона должна иметь арматуру рабочую в двух направлениях (А3).
Наибольшее распространение в практике проектирования гибких фундаментов получили следующие методы:
Теория местных деформаций (Теория Винкнера)

Теория упругого полупространства

Теория упругого слоя, ограниченной толщины, на несжимаемом основании

теория упругого слоя с переменным модулем деформации основания по глубине

Условие прочности плитного фундамента на продавливание бетона базами колонн или подколонниками (банкетками) без учета поперечной арматуры принимают в соответствии с указаниями главы СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций в виде зависимости

(27)

где

Р_п - продавливающая сила, определяемая по формуле

(28)

здесь

Р - расчетная нагрузка на колонну;

F₀ - площадь нижнего основания пирамиды продавливания;

р - среднее давление на грунт в пределах нижнего основания пирамиды продавливания от расчетных нагрузок (для предварительных расчетов р принимают равным отношению расчетной нагрузки на колонну в уровне верха фундамента к площади фундамента, определяемой как произведение полусумм расстояний между колоннами, но не более, чем 6 × 6 м, а затем уточняют по результатам статического расчета);

R_p - расчетное сопротивление бетона на осевое растяжение;

b_ср - средний периметр пирамиды продавливания;

h - рабочая высота сечения плитного фундамента;

k_п - коэффициент, принимаемый равным 1 (для тяжелого бетона).

70. $$$Виды фундаментов глубокого заложения. Область применения опускных колодцев. Определение размеров опускного колодца в плане. Расчёты на всплытие, затирание, прогиб, перегиб. Кессоны. Область применения. – 151

В практике современного строительства используют фундаменты глубокого заложения, хотя по сравнению с фундаментами, возводимыми в открытых котлованах, и свайными область их применения несколько ограничена. В основном данный тип фундаментов применяют при возведении уникальных сооружений — с большими нагрузками на основание, а также при строительстве заглубленных помещений зданий, подземных гаражей, пешеходных переходов и туннелей, отстойников, водозаборных сооружений, мостовых опор и др.
В настоящее время применяют следующие типы фундаментов глубокого заложения: оболочки, опускные колодцы и кессоны, глубокие опоры (набивные столбы), фундаменты, возводимые методом «стена в грунте».
Опускной колодец представляет собой сборную или монолитную железобетонную конструкцию, которая может иметь прямоугольное или кольцевое очертание в плане. Тяжелые массивные опускные колодцы выполняют, как правило, в монолитном варианте, а облегченные — в виде сборных свай-оболочек.
Массивный опускной колодец погружается в грунт следующим образом. На поверхности основания возводят пустотелую нижнюю часть фундамента (рис. 1, в). Затем, используя землеройные механизмы, через вертикальную полость извлекают грунт. Под действием собственного веса колодец погружается (рис. 1, г). По мере опускания колодец можно наращивать, получая фундамент требуемой глубины. По достижении проектной отметки нижнюю часть колодца заполняют бетонной смесью, увеличивая площадь подошвы фундамента. При возведении канализационных насосных станций известны случаи погружения опускных колодцев диаметром до 70 м на глубину более 70 м.
Способ возведения фундаментов с помощью кессона основывается на отжатии подземных вод из зоны разработки грунта с помощью избыточного давления, создаваемого сжатым воздухом.
Кессон представляет собой жесткую коробчатую конструкцию, имеющую потолок и боковые стенки консоли, располагаемые в нижней части фундамента. В рабочую камеру подается сжатый воздух по трубам, давление которого назначается таким, чтобы уравновесить давление столба воды высотой Н и обеспечить ее отсутствие в рабочей камере. Для сообщения с рабочей камерой, которое необходимо в основном для прохода людей, подачи материалов и оборудования, на шахтной трубе устанавливают шлюзовой аппарат. Разработку грунта часто осуществляют гидромонитором, а его удаление — с помощью эрлифта.
По мере разработки грунта в рабочей камере кессон под действием собственного веса и надкессонной кладки погружается в грунт. Надкессонную кладку наращивают по мере погружения кессона. По достижении кессона проектной отметки рабочую камеру заполняют кладкой или бетонной смесью, шахтные трубы и шлюзовые аппараты снимают, а шахтные колодцы также заполняют кладкой или бетонной смесью.
Кессоны выполняют из монолитного или сборного железобетона и рассчитывают на нагрузки, действующие на опускные колодцы совместно с дополнительными: от веса кладки и избыточного давления на стенки рабочей камеры.
Рис. 11.1. Опускные колодцы:
а – массивный опускной колодец, разделенный на ячейке; б — легкий опускной колодец из цилиндрической сваи-оболочки; в — установка колодца на поверхности грунта; г — разработка грунта грейфером и заполнение нижней части бетонной смесью

71. $$$Расчет оснований фундаментов глубокого заложения по предельным состояниям. – 152

Проектирование конструкций сооружения и их оснований осуществляется по предельным состояниям, которые подразделяются на две группы. Первая группа – по несущей способности – потеря устойчивости или формы, возможные виды разрушений, ползучесть или текучесть материала, чрезмерное раскрытие трещин и др. Вторая группа – по непригодности к нормальной эксплуатации.
Предельные состояния оснований существенно отличаются от предельных состояний строительных конструкций, в том числе и самого фундамента, т.к. у них различные условия работы, а именно: материалы в строительных конструкциях и грунтов в основаниях; физико-механические свойства; критерии оценки прочности и деформативности оснований и возводимых на них фундаментов и надземных конструкций.
Предельными состояниями основания считается такие, в результате которых возникают предел. состояния самого сооружения.
Основной целью расчёта по предельным сост. является: ограничение усилий (I-я группа предел. сост.) F< F_u и деформаций (II-е пред.сост.) S < S_u , чтобы они не наступили, т.е. была бы обеспечена в дальнейшем возможность эксплуатации зданий и сооружений.
По I- пред. сост. оценивается:
- надёжность конструкций , из условия недопущения потери общей устойчивости основания.
F – усилие от сооружения
F_u – несущая способность основания
Если оцениваем по вертикальной составляющей несущей способности N < N_u ,
несоблюдение этого условия не гарантирует, что может быть допущена дальнейшая эксплуатация здания или сооружения.
По первому пред. сост. расчёт ведут в случаях:
– основание – скальный грунт
– если на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки, в том числе и сейсмические
– сооружение расположено на откосе или в близи его
– сооружение расположено на медленно уплотняющихся водонасыщеных грунтах
– при анкерных фундаментах
В остальных случаях оценка по II-му пред.сост., ограничивает нагрузки и они значительно меньше чем мы получили бы от использования условий по I-му предельному сост.
По II-му предельному состоянию оценивается:
Выполнение основного условия S < S_u, где
S – совместная деформация основания и сооружения, в том числе осадка или относительная разность осадок
S_u – предельно допустимая деформация или предельная относительная деформация
Условие S < S_u – основное для II-го пред. сост., а значения S и S_u имеют обобщённое значение, т.е. средняя или max осадка, горизонтальные перемещения, относительная разность осадок , крен и т.п.
Величина S_u – предельное значение полученное в результате строительного опыта, наблюдений и т. п. – берётся из норм, для принципиально новых зданий и сооружений назначается проектировщиками.
Проверка по II-му предельному состоянию и оценка согласно его критериев обязательны, кроме:
- под S подразумевается конечная стабилизирующаяся со временем деформация, однако расчёт по деформациям можно не делать , если давление под подошвой не превышает расчётного сопротивления (P< R₀), а сжимаемость грунтов в пределах здания , сооружения изменяется в ограниченных пределах.
- если инженерно-геологические условия площадки соответствуют области применения типового проекта.

72. $$$Сваи. Классификация свай: материалы, конструкций, способ изготовления, область применения. Методы устройства свай: забивка, вибропогружение, вдавливание, завинчивание. Оборудование для погружения свай. -153

Свайный фундамент состоит из свай и ростверка.
Назначение свай – воспринимать давление сооружения и передавать их на более плотные грунты основания. В общем случае свая – это стержень, находящийся в грунте в вертикальном или наклонном положении. Служат для передачи нагрузки на основание за счет нижнего конца и боковой поверхности. Достоинства:
-высокая несущая способность
- индустриальность
- сокращение земляных и водопогружательных работ
- снижение осадок и неравномерностей
- повышение устойчивости при действии наклонных и горизонтальных нагрузок
Классификация свай:
1. в зависимости от характера работы сваи в грунте:
- сваи-стойки. Конец сваи опирается на несжимаемое основание (скальное, плотные пески, пылевато-глинистые грунты твердой консистенции, J_L<0 – показатель текучести)
- висячие сваи
2. по расположению ростверка по отношению к земной поверхности.
- с низким ростверком
- с высоким ростверком
3. по расположению свай относительно вертикали
- вертикальные
- наклонные
- козловые
4. по способу погружения и возведения
- забивные
- набивные (выполняются на строительной площадке в скважинах)
- винтовые
5 по форме поперечного сечения
- с полостью
- трубчатые
6 в зависимости от профиля продольного сечения
а. постоянного круглого или призматического
б. переменного поперечного сечения по высоте
в. с уширение ствола
- на нижнем конце
- по середине сваи
- в верхнем конце сваи
7. по материалу сваи
- ж/б
- деревянные
- металлические
- комбинированные
- грунтовые (как искусственное основание)

Сваи погружают в грунт забивкой, вибрацией, завинчиванием и ударом с подмывом струей воды. Забивают сваи с помощью сваебойной установки, состоящей из свайного молота и копра, монтируемого в качестве навесного оборудования на тракторе или экскаваторе. Свайные молоты подразделяют на механические, паровоздушные, дизель-молоты и электрические — вибропогружатели и вибромолоты.

73. $$$Буронабивные сваи, технология производства работы, применяемое оборудование. -154

Буровые сваи используются при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, на строительных площадках со сложными геологическими и инженерными условиями. Очень важным плюсом буровых свай является их малошумность. Основные преимущества буронабивных свай: не нужно доставлять и хранить большое количество свай, заводского изготовления, безопасно для близлежащих построек, высокая несущая способность буровых свай, не надо вывозить грунт со стройплощадки, высокая производительность.
Бурение скважин ведется с применением инвентарных обсадных труб длиной от 1 до 3 метров, либо без обсадных труб с использованием проходного шнека. В нижнем фланце первой секции обсадной трубы установлен режущий наконечник. В процессе бурения совершаются непрерывные возвратно-вращательные движения обсадной трубы. Типа грунта определяет вид бурового инструмента для устройства буронабивных свай (буровых). По окончании бурения скважины устанавливается арматурный каркас, затем производится заполнение скважины бетоном при помощи инвентарных бетонолитных труб, извлекаются обсадные трубы.
Буронабивные сваи с применением обсадных труб.
После бурения скважины в нее помещается свайный каркас в виде трубы. Обсадная труба позволяет: перекрывать горизонты плывунных грунтов; обеспечивает безопасность ведения свайных работ; позволяет контролировать параметры буровой скважины; обеспечивает высокое качество заполнения скважины бетоном.
Данная технология позволяет изготавливать сваи с уширением до 1200 мм, что дает возможность использовать несущую способность опорной толщи грунтов основания и увеличивает эффективность применения свай.
Буронабивные сваи , устраиваемые по технологии проходных шнеков.
Конструкции проходных шнеков оснащены породоразрушающим инструментом с теряемым башмаком. Технология постановки свай бурением с использованием проходных шнеков обеспечивает сооружение свай без ударов и вибраций, что особенно важно при изготовлении свай вблизи существующих зданий и сооружений. При погружении шнек уплотняет стенки скважины, а выход выбуренного грунта не превышает 30-40% от объема скважины. Достоинством этой технологии является отсутствие «мокрого» процесса — глинистый раствор не нужен. Сваи заполняются литым бетоном через трубу шнековой колонны при помощи бетононасоса. Армирование осуществляют как через трубу в шнековой колонне, так и погружением армокаркаса в бетон заполненной скважины с помощью вибратора. Глубина погружения каркаса задается проектом. С целью исключения возможной деформации фундаментов рядом стоящих зданий и сооружений, сваи устраивают «в разбежку» (не менее 8-10 метров друг от друга) с возвращением к прежнему месту работ (около существующих домов) через 2-3 суток.
Возведение фундамента из буронабивных свай начинается с тщательного исследования инженерно-геологических характеристик объекта. Достаточно часто на этом этапе также проводится исследования состояния фундамента окружающих зданий, поскольку даже при таком щадящем методе, как возведение буронабивных свай, невозможно полностью исключить деформацию и проседание грунтов основания.
На втором этапе работ изготавливаются опытные образцы буронабивных свай , проводятся испытания несущей способности, что позволяет еще на этапе подготовительных работ с высокой точностью принять допустимую расчетную нагрузку на сваю, а также определить требуемые конструктивные параметры: диаметр, длину, армирование. Данный этап очень важен для ведения всех последующих работ. Именно в этот период можно убедиться в правильности выбранных материалов, типа фундамента и типа армирования. В результате второго этапа работ создаются окончательные чертежи свайного поля и изготавливаются рабочие образцы.
На третьем этапе происходит непосредственное возведение буронабивных свай согласно установленным чертежам.
На четвертом этапе происходит сдача фундамента из буронабивных свай заказчику, завершение нулевого цикла строительства до состояния, пригодного для возведения наземной части здания. Все работы проводятся с постоянным мониторингом состояния фундаментов и грунтов основания окружающих зданий.

74. $$$Схема взаимодействия свай с грунтом. Определение несущей способности свай при действии вертикальной и горизонтальной нагрузок. – 155

Первая группа предельных состояний характеризуется потерей несущей способности или полной непригодностью здания к эксплуатации.
Несущая способность свай по грунту рассчитывается на сочетания, при которых в них возникают максимальные сжимающие нагрузки с учетом дополнительных нагрузок сжатия от искривления основания, наклона и ветровой нагрузки. Расчет производится по формуле
где Nз - расчетная вертикальная нагрузка от веса отсека здания, кН;
n - общее число свай;
ΔN - дополнительная вертикальная нагрузка на сваю от искривления основания, кН
Фподр. - несущая способность свай по грунту основания при подработке территории, кН ,
где (гамма)сг - коэффициент условий работы, учитывающий изменение физико-механических свойств грунтов и перераспределение вертикальных нагрузок при подработке территорий: для свай-стоек в фундаментах любых зданий (гамма)сг = 1; для висячих свай в фундаментах податливых зданий (например, одноэтажных каркасных с шарнирными опорами) (гамма)сг = 0,9; для висячих свай в фундаментах жестких зданий (например, бескаркасных многоэтажных зданий с жесткими узлами) (гамма)сг = 1,1;
Fd - несущая способность сваи, кН, определенная расчетом или по результатам полевых исследований (динамических, статистических испытаний свай, зондирования грунта) в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85;
(гамма)к - коэффициент надежности, принимается в соответствии с указаниями п. 3.10 СНиП 2.02.03-85.
Рис. 31-1. Схема взаимодействия упругой оси сваи, имеющей шарнирное сопряжение с ростверком, и грунта при действии горизонтальной нагрузки или перемещения:
а - деформация оси сваи (1) и эпюра обжатия грунта (2); б - эпюра давления грунта на сваю; в, г - эпюра поперечных сил и изгибающих моментов в свае; 3 - касательная к эпюрам давления в точке В.
Рис. 31-2. Схема взаимодействия упругой оси сваи с жесткой заделкой головы в ростверк с грунтом при действии горизонтальной нагрузки или перемещения:
а - деформация оси сваи (1) и эпюра обжатия грунта (2); б - эпюра давления грунта на сваю; в, г - эпюры поперечных сил и изгибающих моментов в свае; 3 - касательная к эпюрам давления в точке В.

75. $$$Определение полной стабилизированной осадки свайного фундамента. Определение крена. – 156

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕНА ФУНДАМЕНТА
Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле
где E и v - соответственно модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания (значение v принимается по п.10); в случае неоднородного основания значения Е и v принимаются средними в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями п.11;
kе - коэффициент, принимаемый по (табл. 5 СНиП 2.02.01-83*);
N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы;
Е - эксцентриситет;
а - диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью А принимается;
km - коэффициент, учитываемый при расчете крена фундаментов по схеме линейно деформируемого слоя (п. 2.40б) при а і 10 м и Е і 10 МПа (100 кгс/см2) и принимаемый по (табл.3 СНиП 2.02.01-83*)
Коэффициент Пуассона v принимается равным для грунтов: крупнообломочных – 0,27; песков и супесей – 0,30; суглинков – 0,35; глин – 0,42.
Средние (в пределах сжимаемой толщи Нс или толщины слоев Н) значения модуля деформации и коэффициента Пуассона грунтов основания (Ē и ) определяются по формулам и где Аi - площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i-го слоя грунта; для схемы полупространства допускается принимать Аi = s_zp,ih_i , для схемы слоя – A_i = k_i - k_i-1;
Ei,vi,hi, - соответственно модуль деформации, коэффициент Пуассона и толщина i-го слоя грунта;
Н - расчетная толщина слоя, определяемая по п. 8;
n - число слоев, отличающихся значениями E и v в пределах сжимаемой толщи Hс или толщины слоя H.
Расчет осадки свайного фундамента как условного фундамента
Расчет осадки фундамента из висячих свай, производимый как для условного фундамента на естественном основании, следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01.
Границы условного фундамента определяют следующим образом: снизу - плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай; с боков - вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай, но не более 2d в случаях, когда под нижними концами свай залегают глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6, а при наличии наклонных свай - проходящими через нижние концы этих свай; сверху - поверхностью планировки грунта ВГ.
Расчет осадки условного фундамента производят на дополнительное вертикальное давление, передаваемое на основание подошвой условного фундамента, т.е. за вычетом вертикального напряжения от собственного веса грунта на уровне этой подошвы, при этом в собственный вес условного фундамента включают вес свай, ростверка и грунта в объеме условного фундамента.
Если при строительстве предусматривают планировку территории подсыпкой (намывом) высотой более 2 м и другую постоянную (долговременную) загрузку территории,
"Рис. 1. Определение границ условного фундамента при расчете осадки свайных фундаментов" эквивалентную подсыпке, а в пределах глубины погружения свай залегают слои торфа или ила толщиной более 30 см, то значение осадки свайного фундамента из висячих свай следует определять с учетом уменьшения габаритов условного фундамента, который в этом случае как при вертикальных, так и при наклонных сваях принимают ограниченным с боков вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай.
Рис. 1. Определение границ фундамента при расчете осадки свайных фундаментов

76. $$$Расчет свайного фундамента по предельным состояниям. Испытание свай. – 157

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 27751 по предельным состояниям:
1) первой группы:
а) по прочности материала свай и свайных ростверков;
б) по несущей способности грунта основания свай;
в) по несущей способности грунта оснований свайных фундаментов;
2) второй группы:
а) по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;
б) по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов;
в) по образованию или чрезмерному раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
В расчетах оснований свайных фундаментов следует учитывать совместное действие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.
Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям - на основные сочетания.
Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете свайных фундаментов мостов и гидротехнических сооружений следует принимать согласно требованиям СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06.
Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и грунтов.
Испытания свай выполняются с целью получения данных, необходимых для обоснования предпостроечного выбоpа типа свайных фундаментов, их паpаметpов и способов устpойства, а также пpовеpки несущей способности свай при увеличении проектной нагрузки на сваю при реконструкции зданий, при наличии отступлений при производстве работ от принятой технологии устройства свай (для буронабивных свай).
Испытания свай необходимо в обязательном порядке проводить при возобновлении строительства зданий и сооружений после длительного перерыва.
Наиболее широко используемым методом являются испытания свай статической вдавливающей нагрузкой.
При наличии на сваях ростверка испытания свай вдавливающей нагрузкой производятся под ростверком, для чего сваи вырубаются из ростверка для установки домкрата, а упором домкрату служил ростверк. При отсутствии вышележащих конструкций (стен) ростверк пригружается упорной балкой или грузом.
При отсутствии ростверков испытания свай вдавливающей нагрузкой производятся при помощи грузовой платформы, упорных балок, системы анкерных свай и тарированных грузов.
Варианты схем установок для испытания свай статической вдавливающей нагрузкой:
Установка с гидравлическим домкратом, системой балок и анкерными сваями

Установка с грузовой платформой, служащей упором для гидравлического домкрата

Установка с тарированным грузом

Установка комбинированная

Проведение испытаний свай на начальном этапе строительства позволяет точно оценить несущую способность свай, в результате чего может быть принято решение по увеличению этажности строящегося здания либо своевременные меры по усилению его фундаментов до возникновения деформаций конструкций

77. $$$Работа свай в составе фундамента и их размещение в ростверке. Конструкции высоких и низких ростверков. Расчет ростверков. – 158

Сваи применяют для передачи нагрузки от возводящихся зданий и сооружений нижележащим слоям грунта или для уплотнения грунта и увеличения его несущей способности как основания. По характеру работы сваи подразделяют на сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный грунт, расположенный под толщей слабого фунта, и висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий грунт через трение о боковые стенки.
В плане сваи располагают полями — в несколько рядов или в шахматном порядке, кустами — группами из нескольких свай, рядами, сплошными шпунтовыми рядами. В грунт сваи забиваются вертикально и наклонно под некоторым углом. Верх свай срезают под один уровень и соединяют между собой ростверком, принимающим на себя нагрузку от зданий и сооружений, равномерно распределяя ее на сваи.
Размещение, тип, размер, глубина и способы погружения свай указываются в проектах.
Свайный фундамент с ростверком – строительная конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание.
Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.
Ростверки бывают высокие и низкие. Низкий ростверк обычно располагают ниже поверхности грунта и он передает часть вертикального давления на грунт основания, в то время как высокий ростверк эти нагрузки передает на сваи.

Устройство сборных железобетонных и монолитных ростверков представляют наиболее приемлемые варианты для дачного строительства.
а – металлическую; б – железобетонную
Ростверки являются составной частью свайных фундаментов, объединяют головы свай и служат для передачи нагрузки от надземной части здания через сван на основание.
После размещения свай в плане и определения габаритов ростверка уточняют вертикальную нагрузку на отдельную сваю в фундаменте по формуле
, (1)
Расчетную горизонтальную нагрузку Р, mс, на сваю определяют из условии равномерного распределения нагрузки на все сваи фундамента. При этом плита ростверка по отношению к сваям принимается бесконечно жесткой.
Ростверки ленточные и под отдельные колонны рассчитывают в соответствии с требованиями СНиП II-В.1—62* по первому предельному состоянию на основное, дополнительное и особое сочетание расчетных нагрузок, а при необходимости — по раскрытию трещин на основное и дополнительное сочетание нормативных нагрузок.
Проверка ширины раскрытия нормальных трещин производится при применении арматуры из стали класса А-Ш для армирования подошвы ростверка. Расчет по раскрытию трещин следует производить согласно указаниям п. 10.4 СНиП II-В.1—62*. Ширина раскрытия нормальных трещин a_Т должна быть не более 0,2 мм.
Расчет ростверков на сваях сплошного круглого сечения производят так же, как и на сваях квадратного сечения.
Сборные и монолитные железобетонные ростверки свайных фундаментов должны изготавливаться из бетона проектной марки не ниже соответственно 200 и 150.
Высоту железобетонного ленточного свайного ростверка определяют расчетом. Рекомендуемая минимальная высота ростверка — 30, ширина — 40 см.
Размеры подошвы ростверка под колонны, ступеней и подколонника в плане из условия унификации рекомендуется принимать кратными 300 мм. Высоту плитной части, ступеней и подколонника следует принимать кратной 150 мм.
Арматуру для армирования ростверков применяют стержневую горячекатаную периодического профиля из стали классов A-II, А-III и круглую класса A-I.
Плиты ростверка рекомендуется армировать в каждом направлении отдельными сварными сетками, у которых расстояние между рабочими стержнями равно 200 мм. Диаметр рабочей арматуры следует принимать из менее 10 мм при длине стержней до 3 м и не менее 12 мм при длине более 3 м. Арматурные сетки должны быть сварены во всех точках пересечения стержней. Допускается часть пересечений связывать проволокой при условии обязательной сварки всех точек пересечений я двух крайних рядах по периметру сеток. Для обеспечения анкеровки рабочей арматуры по концам сеток на расстоянии 25 мм от конца продольных стержней должны быть предусмотрены поперечные стержни вдвое меньшего диаметра, чем продольные.
В случае заделки верхних концов свай в ростверк на глубину 50 мм арматурные сетки укладывают сверху на головы свай. При заделке свай в ростверк на глубину более 50 мм стержни, попадающие на сваи, вырезают, а сетки укладывают с защитным слоем бетона 50 мм.
Стенки стакана ростверка под сборные железобетонные колонны армируют продольной и поперечной арматурой. Поперечное армирование стенок стакана следует выполнять в виде сварных сеток с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок. Диаметр арматурных стержней принимается по расчету, но не менее 0,25 диаметра продольной арматуры стенок. Расстояние между сетками принимается не более 0,25 глубины заделки колони и не более 200 мм.
В верхней части стакана рекомендуется устанавливать 2—3 сетки с шагом 100 мм.
Диаметр продольной арматуры стенок стакана определяют расчетом.
Сетки, необходимые по расчету на смятие под торцами сборных железобетонных колонн, укладывают не менее 2 шт., а под опорными плитами базы стальных колонн — не менее 4 шт. с расстоянием по высоте 50—100 мм.
Железобетонные монолитные, а также стальные колонны соединяются с монолитными ростверками так же, как и с монолитными фундаментами на естественном основании.

78. $$$Уплотнение и закрепление грунтовых оснований. Применение песчаных, грунтовых, песчано–гравийных подушек. Определение необходимости уплотнения, закрепления или замены грунта. – 159

Закрепление грунтов - искусственное преобразование свойств грунтов для целей строительства в условиях их естественного залегания. В результате чего, увеличивается несущая способность основания сооружения, повышается его прочность, водонепроницаемость, сопротивление размыву и др. Закрепление грунтов широко применяется при строительстве промышленных и гражданских зданий на просадочных грунтах, для укрепления откосов выемок дорог и стенок котлованов в водонасыщенных грунтах, в качестве противооползневых мероприятий, при проходке горных выработок, создании противофильтрационных завес в основании гидротехнических сооружений, для защиты бетонных сооружений (фундаментов) от воздействия агрессивных промышленных вод, для увеличения несущей способности свай и опор большого диаметра и т.д. Закрепление грунтов достигается нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием на грунт электрическим током, нагреванием и охлаждением.
Уплотнение грунтов, искусственное преобразование свойств грунтов в строительных целях без коренного изменения их физико-химического состояния; представляет собой процесс взаимного перемещения частиц грунта, в результате которого увеличивается число контактов между ними в единице объёма вследствие их перераспределения и проникновения мелких частиц в промежутки между крупными под действием прилагаемых к грунту механических усилий. Уплотнение грунтов производится главным образом для обеспечения их заданной плотности и, следовательно, уменьшения величины и неравномерности последующей осадки оснований и земляных сооружений.
Подушка под фундамент
Подушка под фундамент – это некая насыпка, подготовленная основа для непосредственного возведения фундамента. Основанием под бетонный ленточный фундамент может служить как подушка из смеси песка и щебня, так и заливная бетонная подушка. Укладывание подушки из смеси крупного песка и щебня – процесс довольно простой, хоть и занимает достаточное количество времени. Смесь укладывается в подготовленную под фундамент траншею точно до отметки низа фундамента. Как правило, толщина подушки составляет 20-30 см, из которых порядка 15 см составляет песок, все остальное – щебень. Материалы лучше засыпать небольшими слоями и тщательно утрамбовывать после засыпания каждого слоя.
Подушка под фундамент - это основа вашей постройки . Укладывать подушку под фундамент можно только сделав необходимые расчеты.

79. $$$Расчеты, необходимые при устройстве искусственного основания с помощью грунта. Средства уплотнения. Контроль качества уплотнения. – 99, 160, 180

сновным работам по уплотнению грунтов и устройству грунтовых подушек должно предшествовать опытное уплотнение, в ходе которого должны быть