Принципы устройства фундаментов на просадочных грунтах
При возможности замачивания грунтов и развития недопустимых просадок следует предусматривать одно из мероприятий:
- устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей просадочной
толщи;
- прорезку просадочной толщи глубокими фундаментами;
- осуществление комплекса мер, включающего подготовку оснований, частичное устранение просадочных свойств грунтов, водозащитные и конструктивные мероприятия.
Выбор указанных мероприятий должен производиться с учетом типа грунтовых условий, вида возможного замачивания, расчетной просадки, конструктивных особенностей сооружений, взаимосвязи проектитруемых сооружений с соседними объектами и коммуникациями.
В грунтовых условиях 1 типа устранение просадочных свойств грунтов допускается выполнять только в пределах верхней части зоны просадки, но не менее 2/3 ее высоты, если конструкции сооружения рассчитаны на возможные деформации основания, а просадки и их неравномерность не превышают 50 % предельных деформаций, допустимых для данного сооружения. Устранение влияния просадочности в этих грунтовых условиях возможно следующими способами:
1. снижением давления по подошве фундаментов малоэтажных зданий до величины, при которой в основании на всех глубинах напряжение меньше просадочного давления;
2. уплотнением грунта тяжелыми трамбовками, массу которых подбирают в зависимости от мощности просадочной толщи в пределах 5-10 т и более;
3. устройством грунтовых подушек или путем сочетания уплотнения нижней зоны просадочной толщи с уплотненной грунтовой подушкой в верхней зоне;
4. устройством набивных или забивных фундаментов в вытрамбованных котлованах, а также изготовлением коротких набивных свай или забивкой пирамидальных свай;
5. прорезкой просадочной толщи сваями и передачей нагрузки на подстилающие грунты.
В грунтовых условиях 2 типа возможны варианты устройства фундаментов:
1. прорезка просадочной толщи сваями различного типа или глубокими фундаментами;
2. закрепление грунтов химическими или термическими способами;
3. уплотнение грунтов предварительным замачиванием в сочетании с глубинными взрывами и уплотнение тяжелыми трамбовками;
4. уплотнение грунтов тяжелыми сваями.
В грунтовых условиях 2 типа должны предусматриваться водозащитные мероприятия, а также соответствующая компоновка генерального плана застраиваемой территории. Лучшим решением является сохранение природного рельефа местности и дернового покрова, а также эффективная система водостоков и других водозащитных мероприятий.
После уплотнения или закрепления просадочной толщи грунтов определяют показатели их физико-химических свойств, необходимые для расчета фундаментов.
6.10 Определить ширину подошвы ленточного фундамента под стену бесподвальной части здания, имеющего соотношение L/H = 5. Пол подвала грунтовый, d=1,8 м
Дано: вертикальная нагрузка на обрез фундамента ∑FvII =160 кН/м, d1 = 0,5 м, db =1,8 м.
Грунтовые условия: однородное грунтовое основание представлено песком мелким со следующими физико-механическими характеристиками, определенными непосредственно испытаниями: g = 19 кН/м3, j = 28º, С = 4 кПа, е=0,55, песок маловлажный средней плотности.
Решение:
Определяем площадь подошвы стакана под колонну:
| Аf = | åFv0II | , | ||
| R o - gmf | ||||
| × d |
где ∑Fv0II – нормативная нагрузка на фундамент, кН;
∑Fv0II =∑FvII /YfYf=1,15–1,2
Nn=160/1,2=133кН/м
R0 =200 КПа– условное расчетное сопротивление грунта, кПа; γf = 20 кН/м3; d – глубина заложения фундамента.
| Аf = | = 0,81 м2. | ||
| 200 - 20 ×1,8 |
Ширина подошвы: b =А/1м=1м
Можно проверить верность расчетов.
Расчетное сопротивление грунта определяется по формуле:
| R = | gc1gc2 | [M g k z bg II + M q d1g¢II | + (M q - 1)d b g¢II + M c c II ], кПа | ||||
| k | |||||||
| Характеристики | Единицы | Для фундамента | |||||
| измерения | ленточного | ||||||
| Коэффициенты γС1 | 1,3 | ||||||
| γС2 | 1,1 | ||||||
| k | |||||||
| Угол внутреннего трения грунта | φ | град. | |||||
| Коэффициенты Мγ | 0,98 | ||||||
| Мq | 4,93 | ||||||
| Мс | 7,4 | ||||||
| kz | 1,0 | ||||||
| Удельное сцепление грунта | СII | КПа | |||||
| Ширина подошвы фундамента | м | ||||||
| Глубина заложения фундамента | d1 | М | 0,5 | ||||
| Глубина подвала db | м | 1,8 | |||||
| Осредненное значение | удельного | веса | кН/м3 | |||||
| грунтов ниже подошвы фундаментов γ | ||||||||
| Тоже выше подошвы фундаментов | γ'II | кН/м3 | ||||||
| Расчетное сопротивление грунта | R | КПа | ||||||
| Аf = | åFvII (N) | = | = 0,55 м | |||||
| R - gmf × d | - 20 ×1,8 | |||||||
Окончательно принимаем b=0,8-1 м.