1. 
   Предельные состояния оснований сооружений
   

Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения.

Предельными состояниями называются такие состояния для здания, сооружения, а также основания или отдельных конструкций, при которых они перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям, а также требованиям, заданным при их возведении. То есть либо теряет способность сопротивляться внешним воздействиям, либо получает недопустимую деформацию или местное повреждение

Предельные состояния делятся на 2 группы:

І группа – состояния, когда эксплуатация сооружения невозможна из-за исчерпывания его несущей способности (прочность, стойкость).

Предельные состояния І группы проявляются в виде просадок фундамента, вызванных потерей устойчивости грунтов основания, а также в виде потери устойчивости положения фундамента и всего сооружения в результате опрокидывания, плоского или глубинного сдвига и т.д. Наиболее опасные нарушения.

ІІ группа – состояния затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения

Нарушения предельного состояния ІІ группы выражаются в виде осадок фундаментов.

Предельные состояния первой группы проверяются расчетом на максимальные (расчетные) нагрузки и воздействия, возможные при нарушении нормальной эксплуатации, предельные состояния второй группы - на эксплуатационные (нормативные) нагрузки и воздействия, отвечающие нормальной эксплуатации конструкций.

Суть расчета: имеет своей целью не допустить наступления ни одного из предельных состояний, которые могут возникнуть в основании и привести к повреждению здания.

При деформации грунтов под нагрузкой выделяют три фазы:

I - фаза нормального уплотнения. Осадка пропорциональна приложенной нагрузке.

II - фаза сдвигов. Из-за концентрации напряжений под краями фундамента в фазе сдвигов происходит разрушение грунта в локальных областях

III - фаза выпирания грунта. При дальнейшем увеличении давления по подошве фундамента разрушения грунта развиваются в ширину и в глубину основания, при этом под подошвой фундамента формируется уплотненное ядро в виде клина.

Грунтовые основания деформируются под нагрузкой от сооружения всегда. При действии на фундамент только вертикальных центрально приложенных сил, основание сжимается равномерно. Если в нагрузках есть горизонтальные силы и момент, то деформации неравномерны, возникают крены (наклоны) сооружений.

---

Просадки – это вертикальные деформации, вызванные коренным изменением структуры грунта.

Осадки – это деформации, вызванные уплотнением грунта без коренного изменения его стуктуры.

2. 
   Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций
   

Здания, сооружения и их отдельные элементы в зависимости от чувствительности к деформации разделяют на три типа: гибкие, абсолютно жесткие и конечной жесткости.

1) Гибкие сооружения, передавая нагрузку на основание и следуют за осадкой (- деформации, вызванные уплотнением грунта) так, что дополнительные усилия в их конструкциях практически не возникают. Пример – земляная насыпь. Если насыпь возведена, на слабых грунтах, то она способна неравномерно деформироваться вместе с ними без риска разрушения. Для сохранения проектных параметров ее досыпают дополнительным грунтом, на предполагаемую величину осадки или досыпают по мере просаживания грунта.

2) Абсолютно жесткие сооружения, при деформациях основания не изгибаются, а дают осадку как единый массив, причем поверхность основания в границах подошвы сооружения остается плоской. Это дымовые трубы, мостовые опоры, доменные печи и др. как правило, компактные в плане, установленные на массивном фундаменте. При действии моментной нагрузки или в случае неравномерно деформирующихся оснований, кроме осадки может возникнуть крен сооружения. Контактные напряжения по подошве фундамента абсолютно жесткого сооружения существенно неоднородны. Для массивных фундаментов, имеющих большой запас прочности на изгиб, они не опасны.

3) Большинство зданий и сооружений обладают конечной жесткостью (рамные и неразрезные железобетонные конструкции, кирпичные, блочные и панельные дома). Неравномерные осадки основания сопровождаются искривлением профиля сооружения. В результате в несущих конструкциях возникают дополнительные усилия, которые при неправильном проектировании могут привести к появлению трещин и разрушению конструкции.

3. 
   Типы фундаментов, возводимых в открытых котлованах (мелкого заложения) и область их применения
   

Отличительной чертой фундаментов мелкого заложения является глубина закладки, которая составляет от  40 до 90 см. Фундаменты мелкого заложения состоят из:

---

Обреза – верхней части, которая принимает нагрузку.

Подошвы – нижней части, которая передает нагрузку.

Боковых сторон – вертикальных частей фундамента, образующих фундаментную стену.



Фундамент мелкого заложения применяется в таких случаях:

• 
  При постройке деревянных домов.
  
• 
  При постройке домов из легких материалов.
  
• 
  Для небольшой кирпичной постройки.
  
• 
  В малоэтажном строительстве.
  
• 
  Для небольшого подвала.
  
• 
  При низком прохождение грунтовых вод, которое не приводит к вспучиванию.
  

Виды фундаментов мелкого заложения

Выделяют ленточные, столбчатые и плитные фундаменты мелкого заложения, которые в свою очередь разделяются технологией конструирования, и материалами, используемыми для строительства.

Классификация фундаментов мелкого заложения по технологии конструирования:

• 
  Монолитные – арматура устанавливается только на плитной части фундамента.
  
• 
  Возводимые или колонные.
  
• 
  Сборные – с использованием железобетонных подушек и бетонных блоков.
  
• 
  Комбинированные или сборно-монолитные.
  

4. 
   Типы свай по характеру работы в грунте
   

Сваи применяют для устройства фундаментов под различные здания и сооружения, повышения несущей способности слабых грунтов

Сваи по характеру передачи нагрузки на грунт подразделяются на сваи-стойки и висячие сваи.



Сваи-стойки прорезают толщу слабых или недостаточно прочных грунтов и опираются на прочные грунты твердой консистенции (скальные, полускальные, плотные песчаные грунты, глинистые грунты)

Свая-стойка всю свою нагрузку передает через нижний конец, так как при малых ее перемещениях - осадках не происходит мобилизации сил трения по боковой поверхности. Свая-стойка работает как сжатый стержень в упругой среде. Ее несущая способность определяется прочностью самого материала на сжатие и сопротивлением грунта под нижним концом - острием.

Свая-стойка подобна колонне, которая опирается на несжимаемый грунт и поэтому ее несущая способность определяется только размером ее поперечного сечения.

К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Они имеют перемещения под воздействием нагрузок значительно большие, чем сваи-стойки, при этом в работу включаются силы трения, возникающие по боковой поверхности. У висячих свай нагрузка передается основанию не только через нижний конец, но и боковой поверхностью. Нагрузка на такую сваю определяется суммой этих двух воздействий.

---

Висячая свая под действием нагрузки перемещается относительно окружающего сжимаемого грунта, при этом на ее боковой поверхности возникает трение, которое оказывает сопротивление внедрению сваи в грунт. Поэтому несущая способность висячей сваи зависит как от площади поперечного сечения, так и от площади боковой поверхности сваи.

Свайный куст — несколько рядом расположенных свай, совместно воспринимающих общую нагрузку;

Ростверк — конструкция, объединяющая сверху сваи для их совместной работы

По условиям изготовления сваи подразделяются на:

1) предварительно изготовленные на заводе или полигоне и затем погружаемые в грунт;

2) сваи, изготовляемые непосредственно в грунте.

Материал изготовления

Основным материалом являются бетон и железобетон. Сваи изготавливаются также из дерева, металла, асбоцемента. Возможно комбинирование из этих материалов по длине сваи. Например, применение дерева для части сваи, располагающейся ниже уровня грунтовой воды, и бетона в зоне переменного увлажнения.

5. Виды свайных фундаментов и типы ростверков

Виды свайных фундаментов:

1) одиночные сваи - применяют под отдельно стоящие опоры. Разновидность таких свай, служащих одновременно фундаментом и колонной надземной конструкции, называют сваей – колонной. Одиночные сваи широко применяют при строительстве легких сельскохозяйственных сооружений;

2) свайные кусты - это фундамент, состоящий из группы свай. Свайные кусты устраивают под колонны сооружений, передающие значительные вертикальные нагрузки;

3) ленточные свайные фундаменты – это фундаменты расположены в один или несколько рядов. Ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий или протяженные конструкции;

4) сплошные свайные поля – это когда фундамент состоит из свай, расположенных в определенном порядке под всем сооружением. Такие фундаменты устраивают под тяжелые сооружения башенного типа.



Типы ростверков:

Ростверк - это верхняя часть фундамента соединяющая сваи или столбы, распределяющая нагрузку равномерно.

Ростверки разделяются:

1. По конструкции:

- ленточный ростверк. Связывает один ряд свай, устанавливается под стены сооружений. Особенность: в отличие от кустовых и многорядных ростверков при забивке свай отклонения недопустимы. При отклонении в 5 см часть сечения выступает за ростверк, требуется установка специального выступа. При монолитном ростверке это сделать невозможно.

---

- секционный ростверк. Соединяет сваи по всей площади фундамента. Допустимы несущественные отклонения. Недостатки – трудоемкость и дороговизна.

2. По материалу

- деревянный ростверк – брус (используется при строительстве деревянных домов);

- стальной ростверк (используется на Ж/Б и винтовых сваях);

- железобетонный (бетонный) ростверк. Бетонные плиты, наличие арматуры. (используется при строительстве типовых многоэтажных зданий, реже – для загородных домов).

3. По степени заглубления:

- заглубленный (низкий) ростверк. Плита опущена ниже уровня грунта. Противопоказан на вспучивающихся грунтах, т.к. грунт, поднимаясь, будет выдавливать ростверк из земли, возможно разрушение соединений со сваями;

- низкий (повышенный) ростверк. Оголовки свай расположены заподлицо с грунтом, плита лежит на его поверхности. Грунт, который может вспучиваться, из-под плиты удаляют, на его место подсыпают не подверженный вспучиванию – щебень, крупнозернистый песок;

- высокий ростверк. Плита располагается на 10-15 см выше грунта. Подходит для вспучивающихся грунтов. Недостаток: такой фундамент требует утепления.

6. Предварительно изготовленные забивные и вдавливаемые сваи

Забивные и вдавливаемые сваи — это стержни цельные или полые внутри, которые заглубляются в грунт и воспринимают нагрузку от здания и передают ее на основание. Забивные – забиваются, вдавливаемые – вдавливаются в грунт.

Виды:

- железобетонные, деревянные и стальные;

- погружаемые в грунт без его разбуривания или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, устройств, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью.

Стандартные железобетонные сваи изготавливаются на заводах и поставляются на объекты строительства в готовом виде.

Виды по форме поперечного сечения:



Вдавливаемые сваи

Способы вдавливания:

1. 
   Точечный способ - используется при работах в непосредственной близости от существующих строений и инженерных коммуникаций. Отличительная черта этого метода сохранение в целостности близлежащих коммуникаций. координатный метод подразумевает последовательное перемещением по продольным и перпендикулярным осям проекта.
   
2. 
   Линейный и вдавливания свай используют при возведении сплошных свайных полей. Линейное вдавливание подразумевает установку свай строго по продольным осям будущего основания
   
3. 
   Координатный способы. Координатный метод подразумевает последовательное перемещением по продольным и перпендикулярным осям проекта.
   

---

Смотрите также файлы

• Стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Делопроизводство и архивное дело. Термины и определения (утв. Приказом Росстандарта от 17. 10. 2013 n 1185ст).rtf

• Контрольная работа по дисциплине Математическая логика и теория алгоритмов вариант Студент гр з432П52 В. Н. Ветютнев.docx

• Контрольная работа по дисциплине Сейсмостойкость зданий и сооружений Вариант 7 Выполнил студент группы.docx

• Практикум Дисциплина Практика оценки стоимости недвижимости.docx

• 1) мотив, цель и эмоции (понятие и значение) Мотив преступления.docx