Выбор глубины заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов d должна приниматься с учетом:

· назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;

· глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;

· существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

· инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);

· гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;

· глубины сезонного промерзания грунтов d_f.

Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от учета указанных выше условий рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

Конструктивные особенности надфундаментных конструкций, характер и величина нагрузок влияют на глубину заложения фундамента следующим образом. Чем массивней надфундаментные конструкции и больше нагрузки, особенно опрокидывающие и сдвигающие, тем больше должна быть глубина заложения. При большей глубине заложения фундамент становится более остойчив, а расчетное сопротивление грунта, для одного и того же грунта, увеличивается.

Фундаменты сооружения рекомендуется закладывать на одном уровне. При необходимости заложения соседних фундаментов на разных отметках и в случае примыкания к имеющимся фундаментам, допустимая разность в отметках определяется исходя из условия

Dh £ a(tgjI + cI / pI),

(49)

где a -расстояние между фундаментами в свету;

φ_I и с_I - расчетные значения соответственно угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта;

p_I - среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента от расчетных нагрузок (для расчета основания по несущей способности).

Если условие (49) не выполняется, то между соседними фундаментами следует предусматривать устройство шпунтовой стенки или другого ограждения, которые должны воспринять боковое давление от вышерасположенного фундамента.

Самое большое влияние на выбор глубины заложения оказывают инженерно-геологические условия площадки строительства (см. п. 5.2). Необходимо стремиться довести подошву фундамента до надежного слоя грунта, и заглубить в него не менее чем на 10-20 см. Следует избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта малой толщины, если его строительные свойства значительно хуже свойств подстилающего грунта.

6.3.

Учет гидрогеологических условий площадки

При проектировании оснований, фундаментов и подземных сооружений необходимо учитывать гидрогеологические условия площадки и возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения, а именно:

· естественные сезонные и многолетние колебания уровня подземных вод;

· техногенные изменения уровня подземных вод и возможность образования вepxoвoдки;

· высоту зоны капиллярного поднятия в глинистых грунтах над уровнем подземных вод;

· степень агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и коррозионную активность грунтов на основе данных инженерных изысканий с учетом технологических особенностей производства.

Оценку возможных естественных сезонных и многолетних колебаний уровня подземных вод производят на основе данных многолетних режимных наблюдений по государственной стационарной сети с использованием результатов краткосрочных наблюдений, в том числе разовых замеров уровня подземных вод, выполняемых при инженерных изысканиях на площадке строительства.

Для разработки проектов сооружений и производства земляных работ необходимы данные о среднем многолетнем положении уровня подземных вод и их максимальном и минимальном уровнях за период наблюдений, а также о продолжительности стояния паводковых (весенних и летне-осенних) уровней подземных вод.

При назначении глубины заложения фундаментов рекомендуется закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ. Кроме того, при наличии в здании подвальных или подземных помещений расположение подошвы фундамента выше уровня подземных вод упрощает проектные решения по водопонижению и гидроизоляции этих помещений.

При проектировании требуется учитывать колебания уровня подземных вод.

Понижение уровня подземных вод уменьшает взве­шивание сооружений водой, увеличивается давление на основание, грунты уплотняются, что может привести к дополнительным и неравномерным осадкам.

Повышение уровня подземных вод ухудшает условия эксплуатации сооружения, снижаются деформативные и прочностные характеристики грунтов. В некоторых глинистых грунтах возможно их набухание. Развивающееся гидростатическое и гидродинамическое давления оказывают взвешивающее действие не только на грунты, но и на сооружения. Уменьшается давление на основа­ния и как следствие — устойчивость сооружения. Подъ­ем уровня подземных вод при отсутствии надлежащей гидроизоляции может привести к затоплению и быть до­полнительным источником сырости в подземных поме­щениях. В прогнозе изменения уровня подземных вод на­до учитывать возможное подтопление территории горо­дов и промышленных предприятий. При строительстве подземных сооружений и устройстве фундаментов глубокого заложения и свайных фундаментов следует учитывать возможность возникновения барражного эффекта, который проявляется в подъеме уровня подземных вод перед преградой.

Если при прогнозируемом уровне подземных вод возможно ухудшение физико-механических свойств грунтов основания, развитие неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессов, нарушение условий нормальной эксплуатации подземных помещений и т.п., в проекте должны предусматриваться соответствующие защитные мероприятия, в частности:

· гидроизоляция подземных конструкций;

· мероприятия, ограничивающие подъем уровня подземных вод, исключающие утечки из водонесущих коммуникаций и т.п. (дренаж, противофильтрационные завесы, устройство специальных каналов для коммуникаций и т.д.);

· мероприятия, препятствующие механической или химической суффозии грунтов (шпунтовое ограждение, закрепление грунтов);

· устройство стационарной сети наблюдательных скважин для контроля развития процесса подтопления, своевременное устранение утечек из водонесущих коммуникаций и т.д.

При проектировании фундаментов и подземных сооружений ниже пьезометрического уровня напорных подземных вод необходимо рассчитывать их давление и предусматривать мероприятия, предупреждающие их прорыв в котлованы, вспучивание дна котлована и всплытие сооружения.

Давление воды на нижние плоскости заглубленных конструкций (рисунок 39) определяется по формуле

pw = gwH0,

(50)

где g_w - удельный вес воды, кН/м³;

H₀ - высота напора воды, отсчитываемая от подошвы заглубленной конструкции до максимального уровня подземных вод, м.

Определение давления воды на боковые поверхности заглубленных конструкций рассматривается отдельно, например, в [11].

Возможность прорыва напорными водами вышележащего водоупорного глинистого слоя грунта, подстилаемого слоем грунта с напорными водами, проверяют по условию

gwH0 £ gIIh0,

(51)

где g_w - удельный вес воды, кН/м³;

H₀ - высота напора воды, отсчитываемая от подошвы проверяемого водоупорного слоя до максимального уровня подземных вод, м;

g_II - расчетное значение удельного веса грунта проверяемого слоя, кН/м³;

h₀ - расстояние от дна котлована до подошвы проверяемого слоя грунта, м.

Если подземные воды или промышленные стоки агрессивны по отношению к материалам заглубленных конструкций или могут повысить коррозийную активность грунтов, должны предусматриваться антикоррозионные мероприятия в соответствии с требованиями [6].