Определение глубины заложения фундаментов.

Под глубиной заложения фундамента d принято понимать размер от поверхности планировки до подошвы фундамента. Для фундаментов мелкого заложения величина d – один из основных параметров, подлежащих определению.

К фундаментам мелкого заложения относятся фундаменты, имеющие отношение глубины заложения d к ширине подошвы b, не превышающее четырех. В расчетах принимается допущение о том, что фундаменты мелкого заложения передают нагрузку на грунты основания только через подошву. Обычно глубина заложения этих фундаментов не превышает шести метров. Из возводят в отрытом на полную глубину открытых котлованах.

При конструировании фундаментов стремятся к тому, чтобы нагрузка от сооружения равномерно была передана на грунт основания; при этом во всех элементах конструкции фундамента усилия были бы близки к предельным значениям, а также максимально использовались прочностные и деформационные свойства грунтов основания.

Глубина заложения фундамента d зависит от конструктивных особенностей здания (наличия подвалов, коммуникаций и ввода трубопроводов), глубины промерзания, геологических условий, наличия грунтовых вод, прочности и деформационных свойств грунтов основания, наличия имеющихся и строящихся соседних сооружений и др.

Конструктивные особенности здания.

В зданиях, имеющих подвалы, минимальное заглубление подошвы фундамента относительно пола подвала назначается не менее 0,5 м. Подошвы фундаментов стен не должны располагаться над несущими коммуникациями (водопровод, канализация и др.).

Сезонное промерзание (основной фактор).

В грунтах, подверженных пучению (глины, суглинки, пылеватые и мелкозернистые пески), глубина заложения d фундаментов должна приниматься из условия непромерзания грунта ниже подошвы фундамента, т.е. d > d_f,

где d_f – расчетное значение глубины сезонного промерзания грунтов основания.

d_f =d_fn∙k_n,

где d_fn – нормативная глубина сезонного промерзания (в курсовом проектировании определяется по карте сезонного промерзания территории России [2] стр.81 и приложение 1);

k_n – коэффициент, учитывающий тепловой режим эксплуатации сооружения или здания, принимается по указаниям СНиП 2.02.01-83* - стр. 5 (для отапливаемых зданий k < 1, для неотапливаемых k_n = 1,1).

Сначала определяется нормативная глубина промерзания d_fn по карте для суглинков и глин и определяют расчетную глубину промерзания для этих грунтов.

Если же фундамент опирается на супеси и пески, то для супеси и мелкозернистых песков применяют переходный коэффициент, определенный с использованием зависимостей:

- суглинок и глина (есть карта);

- супесь, мелкозернистый песок.

Откуда для супеси и мелкозернистого песка

(по карте).

Геологический фактор.

Оцениваются инженерно-геологические условия площадки строительства. При этом могут быть следующие основные варианты:

а) основания представлено грунтами, которые характеризуются как надежные (малосжимаемые):

пески от гравелистых до мелких, средней плотности и плотные; глинистые грунты от тугопластической консистенции до твердой; моренные грунты; даже пылеватые маловлажные пески.

б) основание с поверхности на большую глубину (более активной толщи) сложено сильно сжимаемыми (слабыми) грунтами:

пески пылеватые водонасыщенные – плывуны, водонасыщенный мелкозернистый песок; пылеватый средний и более рыхлый песок; озерно-морские мягко-пластичные ленточные супеси; биогенные грунты – торф, ил; насыпные грунты.

в) наиболее распространенными являются основания, в которых слабые сильносжимаемые грунты, залегающие с поверхности, на определенной глубине подстилаются прочными, малосжимаемыми грунтами.

г) схема, распространенная на Санкт-Петербург.

песок мелкозернистый маловлажный   супесь текучая   суглинок твердый

В различных районах города имеются свои особенности. Все острова характеризуются сложными геологическими условиями.

Невский район, Васильевский остров – особые зоны – тиксотропные супеси. Купчино – ледниковые отложения – хорошие песчаные грунты.

Фундамент стараются опереть на прочный грунт. Если предполагаемая глубина заложения фундамента, исходя, например, из условия непромерзания, оказывается в толще слабого грунта, а ниже залегает грунт с большей несущей способностью, то целесообразно заглубить подошву фундамента в прочный грунт на 20 – 30 см (рис. 1). Это повышает устойчивость здания, вызовет меньшие осадки и, возможно, будет дешевле.

Рис. 1

Если плотный грунт залегает глубоко, то применяют следующие мероприятия:

1. уплотнение или упрочнение слабого грунта;

2. замена слабого грунта другим, более прочным грунтом.

Гидрогеологический фактор.

Рассмотрим три наиболее характерных случая:

предпочтительнее

сезонные циклы осушения-обводнения быстро разрушают материал фундамента

УГВ подвержен сезонным колебаниям (летом – понижение, осенью и зимой – повышение).

По этой же причине нельзя откачивать воду из подвала, если он затоплен.

Следует заметить, что в крупных городах происходит техногенное влияние на УГВ. С годами произошло повышение УГВ в результате действия промышленных предприятий и уменьшилась амплитуда сезонных колебаний.