Влияние структуры грунта на конструкции.



Часто слои, обладающие слабой несущей способностью, залегают на большой глубине. В таких случаях закладку фундамента нужно производить непосредственно на несущем слое.

Однако в тех случаях, когда толщина покровного несущего слоя сравнительно небольшая, следует определить целесообразность закладки фундамента на таких грунтах. Необходимо сравнить затраты на повышение жесткости и устойчивости конструкции верхней части здания с затратами на возможное глубокое заложение фундамента. Найдено, что затраты на усиление конструкции и устройство деформационных швов меньше затрат на глубокое заложение. Если толщина слабонесущего слоя составляет 2—3 м до подошвы фундамента, то его можно заменить песчаной или гравийно-песчаной подушкой.

На степень деформации основания фундамента оказывает влияние толщина сжимаемого слоя. В этом осадка и деформация зданий, возведенных в подобных условиях. Как показывает практика, при большой толщине сжимаемости грунта наибольшая осадка наблюдается в центре здания. При небольшой толщине наибольшая осадка происходит по краям здания вследствие выдавливания грунта в стороны.
Значительное влияние на деформацию здания оказывает также вид грунта основания. В этом случае деформация здания на несвязных грунтах (особенно песчаных) и на связных грунтах (например, на глинистых).

В заключение необходимо также сказать о влиянии органических веществ, содержащихся в значительно сжимаемых слоях. Чем больше органических веществ содержит грунт, тем выше степень его сжимаемости и неравномерности оседания. Поэтому наличие сильно сжимаемого слоя с органическими веществами может быть причиной неравномерной осадки зданий. Если рассматривать деформацию только относительно закономерностей механики грунтов, можно сделать ряд выводов: чем выше степень сжимаемости грунта, тем больше будет и неравномерная осадка здания. Если объект заложен на слабосжимаемых грунтах, не следует принимать во внимание ни величину площади отдельных фундаментов, ни общий характер планировочного решения объекта, поскольку неравномерная осадка здания будет несущественной.

Однако на сжимаемых грунтах следует учитывать все факторы, которые могли бы повлиять на осадку здания, в связи с чем необходимо своевременно предусмотреть соответствующие меры. Необходимо уделять внимание также грунтам, которые в естественном состоянии обладают высокой несущей способностью и слабой сжимаемостью, но при нарушении их структуры или увлажнении они утрачивают эти свойства. Это относится, прежде всего, к глинистым грунтам, озерным отложениям, суглинкам и супесям при высоком уровне стояния грунтовых вод, лёссам и тому подобным грунтам. Поэтому нельзя грубо нарушать структуру грунта под подошвой фундамента, где наблюдается наибольшая сжимаемость грунтов основания.


Существует много характеристик структуры грунта основания. Здесь приведены только наиболее существенные. Если грунты по своей структуре неудовлетворительны, особенно для закладки фундаментов сооружений, наиболее чувствительных к неравномерной осадке (как-то: мостовые опоры, зерносилосы, силосы для цемента, большие подпорные стенки), следует принять способ глубокого заложения.

Для жилых зданий, особенно малоэтажных (четырех-пятиэтажных), этот способ экономически не обоснован. При закладке фундаментов многоэтажных зданий в подобных условиях целесообразно отказаться от способа глубокого заложения при условии правильного выбора типа конструкции, устройства деформационных швов, что обеспечит значительную экономию средств.

Следовательно, необходимо искать наиболее простое и дешевое конструктивное решение, которое должно отвечать всем требованиям. Грунты основания редко бывают однородными и благоприятными по всей площади здания, особенно, если речь идет о зданиях большой площади в плане, поэтому некоторые специалисты-строители, во избежание повреждений конструкции здания вследствие неравномерной осадки, принимают даже для легких зданий глубокое заложение фундамента или членение здания деформационными швами на большое число частей, самостоятельно деформируемых. Однако деформационные швы, воспринимающие неравномерную осадку, следует устраивать сквозными через все здание и фундаменты. Совершенно очевидно, что устройство деформационных швов, особенно при заложении в уровне стояния грунтовых вод, не всегда является простым делом. Особенно сложно производить уплотнение деформационных швов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Поэтому прежде чем выбрать подходящую конструкцию здания, необходимо сопоставить все возможные варианты обеспечения надежности конструкции. Нельзя проектировать заложение фундамента только с учетом геологических условий без знания конфигурации здания в плане, его функционального назначения, конструктивного решения и т.д. Часто, как показывают практика и исследования, решение, предусматривающее обеспечение надежности конструкции здания, может быть экономически неэффективным. Фундамент здания должен быть прочным настолько, чтобы исключить возможность повреждения здания, и одновременно затраты на его устройство не должны быть высокими в процентном отношении к общей стоимости здания.

Последующая часть этого раздела книги предназначается для инженеров-конструкторов, занимающихся проектированием зданий на неравномерно деформируемом основании. Окончательное решение всегда должно быть оптимальным при сопоставлении нескольких вариантов.

1- й вариант решения. Относительное расширение фундаментов.
Относительное расширение фундаментов принимают для того, чтобы воспрепятствовать неравномерной осадке по законам механики грунтов. Если различие грунта основания или нагрузки отдельных частей здания сравнительно невелики, можно запроектировать относительное расширение фундаментов в целях восприятия неравномерной осадки и усилить конструкцию здания железобетонными поясами жесткости.

2- й вариант решения. Увеличение жесткости всего здания или его нижней части.
Конструкция здания должна быть настолько жесткой, чтобы работать как единое целое.
Жесткость здания обеспечивают повышенной жесткостью фундаментов (например, с помощью плитной конструкции фундамента, жесткими конструкциями перекрытий, поясами жесткости и прочими конструктивными способами.

3- й вариант решения. Планировка здания должна соответствовать форме основания фундамента.
Такое решение может уменьшить или исключить неравномерную осадку. Необходимо, чтобы проектировщики в самой начальной стадии проектирования знали геологический профиль основания фундамента. Нет необходимости подчеркивать, что скорректированный с учетом этого обстоятельства проект принесет значительную экономию.

4-й вариант решения. Членение здания с помощью деформационных швов на небольшие жесткие блоки.
Если здание слишком большой площади в плане и нельзя гарантировать его общую пространственную жесткость, необходимо расчленить здание на небольшие жесткие блоки. При выборе размещения деформационных швов необходимо учитывать направление деформации отдельных блоков. Швы должны быть выполнены и размещены так, чтобы не было нарушено свободное перемещение отдельных блоков.

Ширина шва должна обеспечивать возможный наклон верхней части блоков. Для отдельных деформационных блоков здания следует заранее определить необходимый строительный подъем, чтобы после уплотнения грунта они по возможности остались в одном уровне. Благодаря такому конструктивному приему существенно снизится процент армирования конструкций, необходимый для обеспечения жесткости всего здания. Это решение целесообразно в тех сучаях, когда часть здания заложена на большей глубине, на неоднородном грунте с различной сжимаемостью и где могут возникнуть значительные деформации. Здесь изображено членение здания деформационными швами на отдельные части, заложенные на разной глубине и на различных грунтах основания.

Интересное решение, связанное со снижением или исключением опасной деформации здания, заложенного на разной глубине. Чтобы обеспечить равномерную осадку всего здания, используем решение А. которое предполагает увеличение осадки средней части путем применения глиняной подушки. Второе решение Б исключает деформацию благодаря тому, что весь средний блок заложен на одинаковом грунте с помощью коротких свай, а крылья здания, возведенные на грунте с меньшей несущей способностью, достаточно хорошо разделены деформационными швами.

5- й вариант решения. Применение щебенисто-песчаных .
Для уменьшения неравномерной осадки иногда целесообразно произвести искусственное изменение грунта основания путем уплотнения, устройства щебенисто- песчаной или суглинистой подушки, что позволит уменьшить пли увеличить осадку отдельных частей здания.

6- й вариант решения. Использование фундаментов глубокого заложения.
Если слой грунта не обладает достаточной несущей способностью или значительно меняется толщина верхних его слоев, целесообразно использовать способ глубокого заложения фундамента. Тип фундамента глубокого заложения зависит от вида основания и экономичности способа его устройства.

Добавить комментарий

  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent