Расчет фундамента на скальном основании

Обновлено: 28.04.2024

Теоретические основы расчета осадок оснований фундаментов

Постановка задачи. Рассмотрим наиболее простой случай взаимодействия фундамента неглубокого заложения с однородным грунтовым основанием. При глубине котлована менее 5 м деформациями разгрузки грунта ввиду их малости можно пренебречь. Ограничимся задачей определения конечной стабилизированной осадки основания от действия нагрузки, передаваемой на грунты через подошву фундамента.

В § 5.1 (см. рис. 5.1) рассматривалась расчетная схема такой задачи. Далее в § 5.2 было установлено, что для расчетов напряжений допускается определять контактные напряжения в уровне подошвы фундамента по формулам внецентренного сжатия. Полученная таким образом эпюра контактных напряжений рассматривалась как абсолютно гибкая местная нагрузка, заменяющая действие фундамента на грунты основания. С учетом сказанного характерные расчетные схемы этой задачи представлены на рис. 7.3.

В случае плоской задачи при внецентренном нагружении фундамента эпюра контактных напряжений будет иметь вид трапеции с переменной интенсивностью напряжений р(х). В стороны от пО- 192

Рис. 7.3. Схема фундамента (а), расчетная схема передачи нагрузок на основание (б) и различные виды эпюр дополнительного давления (в — д)

дошвы фундамента будет действовать пригрузка, равная природному давлению на глубине заложения фундамента q=yd> где у — удельный вес грунта (рис. 7.3, 6). Как указывалось в § 5.1, до строительства сооружения в любой точке основания существовали напряжения, обусловленные весом вышележащей толщи. Будем считать, что грунты строительной площадки сформировались давно и их самоуплотнение под действием природного давления к периоду строительства завершилось. Тогда осадку поверхности основания в уровне подошвы фундамента будет вызывать уже не полное давление р(х), возникшее после строительства сооружения, а лишь приращение давления, равное p(x)—q. Назовем эту величину дополнительным вертикальным давлением на основание.

В зависимости от характера передачи нагрузок на фундамент могут различаться три разных вида эпюр дополнительного давления (рис. 7.3, в, г, д). Случаи в и д соответствуют внецентрен- ному, случай г — центральному нагружению фундамента. Очевидно, что и характер осадок основания в этих случаях будет различным.

Поскольку эпюра дополнительных давлений рассматривается как гибкая нагрузка, следует ожидать, что прогиб поверхности основания будет иметь криволинейное очертание (сплошные линии на рис. 7.3, в, г, д). В случае центрально-нагруженного фундамента кривая симметрична относительно оси z и максимальное значение прогиба будет совпадать с сечением, относящимся к этой оси. При внецентренном нагружении фундамента кривая имеет несимметричный характер и максимум прогиба смещен относительно оси z в сторону наибольшего значения р (х) — q.

Предположим, что мы умеем определять вид этих кривых для любого случая загружения. Однако, учитывая жесткость фундамента, действительный характер осадок поверхности не будет иметь

криволинейного очертания. Для абсолютно жесткого фундамента он будет соответствовать пунктирным линиям на рис. 7.3, в, г, д. Действительную осадку жесткого фундамента можно найти с помощью следующего приема. Определим, рассматривая эпюру дополнительного давления как гибкую нагрузку, осадки краев и центра фундамента (А, О, В на рис. 7.3, а). На кривых осадок (рис 7.3, в, г, д) эти величины показаны точками. Прямая линия, проведенная как средняя между этими точками в пределах контура подошвы фундамента, и будет соответствовать действительной осадке жесткого фундамента.

Во многих случаях при практических расчетах прибегают к упрощению задачи. Для центрально-нагруженных фундаментов определяется максимальная осадка s по оси z, которая и принимается как характерная величина совместной деформации основания и фундамента. Сопоставление значений s и осадки жесткого фундамента (рис. 7.3, г) позволяет заключить, что в этом случае имеет место некоторое завышение рассчитанной осадки на 21% для квадратного и на 16% для ленточного фундамента.

В случае внецентренно нагруженных фундаментов обычно определяется величина средней осадки и крена (тангенса угла наклона) подошвы фундамента.

Различают две группы методов расчета осадок: основанные на строгих решениях и дополнительных упрощающих предпосылках (приближенные решения).

Определение осадок линейно деформируемого полупространства или слоя грунта ограниченной мощности. В этом случае используются приведенные в § 5.3 строгие решения о распределении напряжений в однородном изотропном массиве грунтов от нагрузок, приложенных на его поверхности. Зависимость между осадкой подошвы центрально-нагруженного фундамента s, площадью фундамента А=Ы (Ь— ширина, / — длина подошвы фундамента) и средним значением дополнительного давления p^—p—yd (рис. 7.3, г) запишется в виде

где со — коэффициент, зависящий от формы площади и жесткости фундамента; Е, v — соответственно модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания.

Значения коэффициентов со были вычислены Ф. Шлейхером и Н. А. Цытовичем для полупространства, М. И. Горбуновым-Поса- доаым для слоя грунта ограниченной мощности h при различных соотношениях размеров подошвы фундамента п=ЦЬ. Для разных расчетных случаев они приведены в табл. 7.1.

Деформационные характеристики грунта Е и v в формуле (7.3) определяются экспериментально. Значения коэффициента Пуассона 194

могут также приниматься в зависимости от вида и физического состояния грунта. Так, для глин и суглинков твердой и полутвердой консистенции v изменяется от 0,1 до 0,15; тугопластичной — 0,2. 0,25; пластичной и текучепластичной — 0,3. 0,4; текучей — 0,45. 0,5; для супесей — 0,15. 0,3; для песков — 0,2. 0,25.

Расчет монолитного столбчатого фундамента вручную

Добрый день!
Мне дали задание просчитать фундаменты под стальные колонны полигона. Фундаменты монолитные, столбчатые, с одной ступенью.
Считать все фундаменты я буду в Мономахе или в BASE, но сейчас села разбираться с ручным расчетом по ПОСОБИЮ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83), чтоб понять вообще как это считается и проверить затем машинный расчет на одном из фундаментов.
Кто-нибудь вообще считал вручную когда-нибудь такие фундаменты?
У меня дело застопорилось пока на нескольких вопросах.

1. Расчет плитной части на обратный момент..
- нужно ли его делать, если у меня трапецивидная эпюра давления на грунт?
- там в пособии нагрузка от пола дана на всю длину фундамента? а на самом же деле нагрузка только внутри здания. поэтому какие величины b и l брать в формулах - фактические?
- в данном расчете вообще никак не учитывается момент от колонны?

2. Подбор арматуры плитной части фундамента
- как найти Nci - что это вообще такое?
- если у меня всего 1 ступень в фундаменте, то я считаю арматуру в одном сечении и ее же принимаю для всей плитной части?

Фундамент на скальном грунте: наверное, самый сложный из фундаментов

Преимущества каменистой почвы известны человечеству с незапамятных времен. Древние римляне, греки, народ майя, а потом европейцы старались возводить фундамент на скальном грунте под свои монументальные сооружения.

Сегодня многие граждане, желающие построить собственный дом редко знают, какая земля преобладает на участке, поэтому приступая к строительству часто разочаровываются. С хорошими участками повезло не всем, а современные цены заставляют хозяев возводить дома в самых неподходящих местах.

Выход всегда есть, поэтому не нужно отчаиваться. Скалистый грунт самый прочный, поэтому отличается большой несущей способностью. Он не размокает от влаги, не подвержен сезонному пучению. По большому счету он считается универсальным и позволяет возводить основания любого типа включая свайный фундамент на скальном грунте. Сваи не всегда верное решение в подобном случае, но другого варианта часто просто не существует.

Особенности

На территории России данное явление достаточно распространенное. С научной точки зрения скалистый грунт состоит из одного или нескольких пород. Обычно это песчаник, известняк, гранит, кварц, состоящие из скрепленных кристаллов. Он может быть единым монолитом, образовавшимся из-за вулканической активности или слоистым, состоящим из различных осадочных пород, способных выдержать давление в 120 Мпа. Он практически не подвержен деформации, если не находится в сейсмоактивной зоне.

Скальная почва – это в большинстве случаев сплошной массив с трещиноватыми слоями настолько прочными, что практически не сжимается. Поэтому сезонное пучение, промерзание ей нипочем. Дом на скале будет невероятно прочным, способным выдержать большие нагрузки.

Как правило, он состоит из различных пород и имеет следующие особенности:

Гранит. Самый прочный, долговечный материал. Часто используют в строительстве, изготовлении различных изделий из камня;
Известняк. Главным материалов в данной породе является кальцит. Не деформируется из-за механических воздействий, не размывается;
Песчаник. Данная порода состоит из обмолочных зёрен, связанных особыми минеральными материалами, в частности цементом. Материал пористый, часто используется в строительстве для сооружения стен, перестенков.

Каменистая почва имеет массу преимуществ, главными из которых являются невероятная прочность, влагонепроницаемость. Достигаются такие особенности по большей мере из-за отсутствия в породе песка, глины. Фундамент на скальном грунте не подергается силам сезонного пучения, что уберегает его от движений, дальнейшего разрушения.

Каменистый грунт имеет определенные недостатки, с которыми следует обязательно ознакомиться. В основном выделяются следующие минусы:

Возведение свайного фундамента на скальном грунте требует присутствия на объекте специальных технических средств, что вероятно приведет к существенному удорожанию проекта;
Исключается возможность возведения цокольного этажа, подвального помещения;
Могут возникнуть серьезные проблемы с прокладкой дренажной системы, различных коммуникаций, что приведет к дополнительным денежным затратам;
Практически не поддается обработке.

Как правило, для свайного фундамента на скальном грунте достаточно углубления 50 см. Если необходимо, то глубину можно существенно увеличить. Подобные изменения приводят к увеличению стоимости строительства.

Можно ли использовать свайный фундамент

Свайный фундамент на скальном грунте используется нечасто. При его монтаже могут возникнуть разнообразные трудности, к основным из которых относятся:

Вкручивание/забивка свай достаточно затруднительно, а иногда вообще невозможно. На пути изделия могут находиться большие твердые валуны, которые не позволяют её углубиться на необходимую глубину;
Большой риск деформирования металлического стержня. Часто даже в относительно мягком грунте стержень может деформироваться из-за преграды, оказавшейся на пути;
Сваи не используются в дисперсной почве, образовавшейся в процессе эрозии пород. После ввинчивания винт стержня не может прочно закрепиться в твердом слое продолжая уходить вглубь. Это может произойти не сразу, поэтому выстроенное здание может перекоситься;
Ввинчивание сваи в каменистый грунт может полностью уничтожить антикоррозийное покрытие, нанесенное на производстве. Может повредится лопасть или полностью оторваться от стержня. Могут частично разойтись швы, что приведет к потере несущей способности.

Использование винтовых свай для фундамента на скальном грунте является нецелесообразным. Дополнительным минусом является факт, что каменистая почва требует использования специальной крупногабаритной техники, что непременно приведет к дополнительным денежным затратам.

Альтернатива свайному фундаменту

Специалисты высчитывают необходимую глубину основания в зависимости от типа почвы на конкретном участке. Как правило, глубина варьируется от 1 до 2.5 метра. Гранит или базальт способны выдерживать нагрузку в 50 000 кг на 1 м2. Самыми распространенными типами в подобном случае являются столбчатый, ленточный основания. Также часто используют монолитное основание.

Лучшей альтернативой свайному фундаменту на скальном грунте будет неглубокое столбчатое основание. Специальным оборудованием проделываются неглубокие скважины, после чего в них устанавливаются столбы или монолитные конструкции. Для придания большей надежности они могут дополняться расширениями на кольцах. Благодаря высокой прочности, проделывать глубокие скважины не нужно. Им не страшны сезонные пучения, прочие выталкивающие силы.
Также отличным вариантом является ленточное основание с небольшим углублением. Прослужит такое основание много десятилетий

Глава 16 фундаменты на скальных и элювиальных грунтах, закарстованных и подрабатываемых территориях

Проектирование фундаментов на скальных н элювиальных грунтах

Особенности строительства на скальных и элювиальных грунтах. Многие считают, что скальные грунты всегда являются идеальными основаниями для любых сооружений. Это представление связано с тем, что монолитный скальный грунт или отдельные куски скальной породы обладают высокой прочностью и ничтожной сжимаемостью, соизмеримыми с характеристиками бетона или железобетона. Однако уже классификация, приведенная на рис. 1.9, свидетельствует о большой изменчивости строения, а следовательно, и свойств скальных грунтов.

Верхняя часть земной коры в результате процессов выветривания представляет постепенный переход от дисперсной зоны, сложенной глинистыми грунтами с возрастающим по глубине содержанием щебня, к обломочной зоне, переходящей к низу в глыбовую и далее — в трещиноватую скальную породу (рис. 16.1). Таким образом, основанием фундамента в этих условиях может явиться как щебенистый глинистый грунт (первая зона), так и обломочный или трещиноватый скальный грунт (вторая или третья зона).

К элювиальным грунтам относят продукты выветривания коренных скальных пород, остающиеся на месте. Переход от элювиальных грунтов к скальным породам осуществляется постепенно, их минеральный состав определяется составом коренных пород, а содержание крупных фракций значительно увеличивается с глубиной.

Р. Гудман выделяет следующие характерные типы контакта поверхности скальных и рыхлых горных пород (рис. 16.2). Случай

I. Дисперсная —

(полное хими-

ческое преобразо- вание исховных лоров)

Л. Обломочная —^tO<S>g=g

(физическая дезинтеграция, частичное химическое разложение)

Ш. Трещинная

(раздробление массива и его разложение по крупным трещинам)

на рис. 16.2, а является идеаль- ным, когда кровля скальных по- род относительно горизонтальна, а породы слабо трещиноваты.

В этом случае опирание фундаме- нта на скальное основание наибо- лее целесообразно. В случае, рас- смотренном на рис. 16.2, 6, име- ет место развитая толща элюви- альных грунтов. Поверхность скалы может быть выражена не- четко, при этом свойства грунтов будут заметно изменяться как по глубине, так и в горизонтальном направлении, что затрудняет вы- бор отметки подошвы фундамен- та (см. также рис. 2.4, в). Кар- стовые породы, представленные на рис. 16.2, в, обладают особыми свойствами. Строительство в этих условиях будет рассмотрено в §

Достаточно часто встречает- ся напластование различных по жесткости пород (например, пере- слаивание жестких песчаников и мягких аргиллитов), представ- ленное на рис. 16.2, г. Здесь уже основание обладает анизотропией

свойств, причем передача нагрузки от фундамента на жесткие слои породы малой толщины может вызвать их изгиб при действии местной нагрузки. Разломы (крупные тектонические трещины) в ос- новании (рис. 16.2, д) могут явиться причиной значительных нерав- номерных деформаций из-за различного залегания кровли породы и уровня подземных вод по обе стороны разлома, повышенной трещиноватости массива вблизи разлома и возможных подвижек по его оси. Наконец, неоднородная трещиноватость различных участ- ков скального массива (рис. 16.2, е) также может явиться причиной неравномерных деформаций сооружения вследствие смыкания тре- щин или взаимного проскальзывания по ним отдельных блоков породы.

В зависимости от минерального состава скальные и элювиальные грунты могут быть подвержены внешним воздействиям: разрушению и распаду агрегатов сланцев, аргиллитов, алевролитов и других пород под влиянием атмосферных осадков, растворению и выносу гипса или каменной соли подземными водами, набуханию

Рис. 16.1. Упрощенная схема инженерно-геологического расчленения коры выветривания (по Г. С. Золотареву)

Рис. 16.2. Характерные типы контакта кровли скальных и подошвы рыхлых грунтов

а — рыхлые отложешш на коренных породах; б — хоитахт элювия со стальным грунтом; « — карстовые грунты; г — переслаивание жестких н мягких скальных грунтов; д — зона тектонического разлома; е — неоднородная тр~~ещин~~оватость скальных грунтов

или просадке элювиальных грунтов и некоторых скальных пород при увлажнении и т. д.

Отмеченные выше особенности оснований, сложенных скальными и элювиальными грунтами, вызывают необходимость проведения детальных инженерно-геологических и геотехнических изысканий для строительства, качество которых в значительной мере влияет на надежность и экономичность принимаемых инженерных решений. Особые сложности возникают при определении характеристик прочностных и деформационных свойств грунтов. Как правило, для ответственных сооружений в этих случаях используются полевые методы исследований, подробно рассмотренные в работе С. Б. Ухова (1975).

Следует отметить, что в процессе инженерно-геологических изысканий не всегда удается получить необходимую информацию о строении и свойствах массива (наличие и расположение трещин, зон дробления, прослоек нескальных грунтов и т. п.). Часто эти сведения приходится уточнять при вскрытии котлованов под фундаменты. Поэтому одна из задач при проектировании на скальных и элювиальных грунтах заключается в выборе таких типов и конструкций фундаментов, которые могли бы быть оперативно модифицированы и приспособлены к изменившимся условиям непосредственно во время строительства.

Степень выветрелости скальных грунтов рекомендуется устанавливать путем сопоставления плотности р выветрелой породы в условиях природного залегания с плотностью р_ы невыветрелой (монолитной) породы. Чем ближе значения р и р_и, тем менее выветрена скальная порода. Допускается величину р_и принимать равной плотности частиц скального грунта р_г.

Количественная оценка степени выветрелости производится по коэффициенту выветрелости к^, который определяется по формуле

где 1_ш=(р_г—р)1р — показатель выветрелости.

Классификация скальных и элювиальных грунтов по степени выветрелости в соответствии с их классификацией по прочности (см. § 2.2) приведена в табл. 16.1.

Таблица 16.1. Классификация групп» аок_тяЯ_е

Коэффициент выветрелости к_ш

по степени выветрелости

магматические и мета- морфичесхие породы

осадочные сцементированные породы

сжатие ^ МПа

Фундаменты на скальных грунтах. Закладка фундаментов в массиве скальных грунтов целесообразна, если мощность слоя четвертичных отложений относительно невелика и позволяет осуществить возведение фундаментов в открытом котловане, использовать сваи или буровые опоры. В любом случае целесообразность такого решения должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом.

Размеры подошвы фундаментов определяются расчетом по первой группе предельных состояний в соответствии с изложенным в начале § 6.3. Значение вертикальной составляющей силы предельного сопротивления основания N_u, сложенного скальными грунтами, определяется по формуле (6.28).

Несущую способность F_d забивных свай, свай-оболочек, набивных и буровых свай, опирающихся на скальный грунт, следует определять как для свай-стоек в соответствии с правилами, приведенными в § 11.3.

При наличии значительных горизонтальных нагрузок необходимо выполнять проверку устойчивости фуццамента на сдвиг по

подошве s опрокидывание. Фундаменты, устраиваемые под опоры линий электропередачи, под телебашни и другие сооружения, испытывающие воздействие ветровых нагрузок, должны проверяться расчетом на выдергивание.

Присутствие в основании сооружений наклонно падающих трещин, зон сдвигов, особенно при расположении сооружений на откосах, требует проведения расчетов устойчивости, использующих расчетную схему сдвига по заданной поверхности скольжения. В этом случае нагрузки, передаваемые на скальное основание, могут оказаться ограниченными меньшими пределами, чем определенные по формуле (6.24).

Расчеты скальных оснований по деформациям, как правило, не производятся. Исключение могут составлять только особо ответственные сооружения с жесткими требованиями к неравномерным осадкам при значительной неоднородности оснований. Для расчетов сооружений (например, плитных фундаментов) может возникнуть необходимость определения контактных напряжений. Указанные расчеты следует выполнять в соответствии со СНиП 2.02.02 — 85 «Основания гидротехнических сооружений».

При небольшой глубине залегания кровли скальных грунтов применяют монолитные фундаменты, сооружаемые в открытых котлованах. Особое внимание при этом следует уделять обеспечению сохранности поверхности скалы и ее защите от разрушения. Разработка котлована должна вестись мелкошцуровыми зарядами с оставлением защитного слоя и его ручной доборкой непосредственно перед укладкой бетона. Не следует допускать длительного увлажнения поверхности грунта атмосферными или подземными водами. Особенно это опасно в случае сильно размокающих полу- скальных грунтов. При продолжительных сроках строительства или перерывах в работе вскрытая поверхность скального грунта должна защищаться с помощью распыления асфальтового или бетонного покрытия.

Вскрытые котлованом в местах постановки фундаментов крупные трещины очищают от заполнителя, промывют водой под давлением и заделывают цементно-песчаным раствором на глубину, равную 4. 5 ширинам их раскрытия. Более значительные ослабленные зоны, обычно приуроченные к местам пересечения или сгущения трещин, расчищают и заполняют тощим бетоном с уплотнением.

При возведении монолитных фундаментов для уменьшения объема разработки скального грунта поверхность основания под подошвой фундамента часто обрабатывают уступами (рис. 16.3, а). Такую же обработку применяют для повышения устойчивости фундамента на сдвиг при наличии значительных горизонтальных нагрузок от сооружения. В случае больших выдергивающих нагрузок устраивают выпуски анкеров из фундамента, заделываемых 476

Рис. 16.3. Характерные схемы фундаментов на скальных грунтах:

а, б — фундаменты с уступчатой н ступенчатой подошвой: * — свал-обсшочха; г — опускные холодцы; 1 — сван-оболочка; 2 — бетонное заполнение; 3 — арматурный каркас; 4 — буровая скважина в скальном грунте; 5 — скальный грунт; 6 — иадфуидаментная конструкция; 7 —

плита; 8 — опускной колодец

в нижележащий скальный массив. При наклонном залегании кровли скалы подошву фундамента выполняют в виде ступенек (рис.

В случае глубокого залегания кровли скальных грунтов применяют свайные фундаменты, сваи-оболочки или опускные колодцы. При использовании забивных свай для лучшего их внедрения в поверхностный слой скалы на острие сваи надевают специальные металлические наконечники.

Сваи-оболочки (рис. 16.3, в) забуривают в скальный грунт по расчету, но не менее чем на 0,5 м. Диаметр скважины не должен превышать внутренний диаметр оболочки, а для оболочек диаметром 2 м и более обычно диаметр скважины снижается на 20. 40%. Скважины в скале армируют каркасом из стержней диаметром не менее 26 мм и спиралью диаметром 8. 10 мм с шагом 10. 12 см. Оболочки, опираемые на скальные грунты, могут нести значительные сжимающие нагрузки (10 МН и более). Для восприятия этих сил оболочки обычно полностью заполняются бетоном. В толстостенных оболочках иногда удается ограничиться устройством нижней бетонной пробки.

Значительные затруднения часто возникают при посадке на скальные грунты опускных колодцев. При наклонном залегании скалы не всегда удается равномерно опереть колодец по всему периметру (рис. 16.3, г), кроме того, верхние слои скальных грунтов могут быть разрушены процессами выветривания и подлежат удалению. Это бывает сопряжено со специальными сложными работами, а иногда и с переоборудованием колодца в кессон.

Выработки под тяжело нагруженные опоры могут вскрыть субвертикальные трещины, зоны дробления породы и разломы

с раскрытием, соизмеримым с площадью опирания. В таких случаях обычно идут на дополнительное заглубление фундаментов до отметок, на которых ослабленные зоны выйдут за пределы площади опирания. Например, в процессе сооружения буровых опор под одно из зданий в Чикаго, проектная глубина заложения которых в доломиты составляла около 50 м, пришлось увеличить глубину заложения опор до 60 м, пока зона пересекающихся трещин не вышла из площади опирания.

Субгоризонтальные трещины вблизи поверхности чаще всего раскрыты вследствие разгрузки массива в процессе эрозии. Находясь вблизи подошвы фундамента, такие трещины могут служить причиной неравномерных осадок. В этом случае целесообразна закладка фундаментов или устройство буровых свай с опиравшем ниже зоны развития субгоризонтальных трещин или их расчистка и последующая цементация.

Фундаменты на элювиальных грунтах. При проектировании оснований и фундаментов на элювиальных грунтах следует учитывать их значительную неоднородность по глубине и в плане, наличие грунтов с большим диапазоном изменения прочностных и деформационных свойств (скальных разной степени выветре- лости и различных типов нескальных грунтов). Надо также иметь в виду склонность элювиальных грунтов к снижению прочности во время их пребывания в открытых котлованах, возможность перехода элювиальных супесей и пылеватых песков в плывунное состояние при их водонасьпцении. Иногда элювиальные пылеватые пески проявляют просадочные свойства. Глинистый элювий при замачивании отходами технологического производства способен набухать.

Рекомендуемые характеристики механических свойств элювиальных грунтов приведены в «Пособии по проектированию оснований зданий и сооружений» (к СНиП 2.02.01 — 83*). Эти данные в основном могут быть использованы при проектировании сооружений II и III классов или для предварительной оценки оснований. Проектирование оснований и фундаментов тяжелых и ответственных сооружений должно выполняться на основе экспериментального изучения механических свойств элювиальных грунтов с применением лабораторных и, если необходимо, полевых методов исследований* (см. § 4.5).

Большое разнообразие грунтовых условий даже в пределах площадки строительства часто предполагает неоднозначность проектных решений и необходимость вариантных проработок. Это относится к выбору типа и глубины заложения фундаментов, их размеров, назначению мероприятий по обеспечению устойчивости

*Федоров В. И. Прогноз прочности и сжимаемости оснований из обломочноглинистых грунтов. М., 1988.

оснований и сооружений, откосов строительных котлованов, выбору конструктивных и других способов ограничения деформаций оснований и сооружений допускаемыми пределами.

Если в основании преобладают дисперсные грунты с незначительным (по разным оценкам, менее 30. 40% по объему) содержанием скальных включений в виде глыб, обломков, щебенистого материала, то размеры опорных площадей фундаментов назначаются в соответствии со свойствами наиболее слабых разностей. В противном случае упрочняющее влияние твердых включений на интегральные характеристики грунта является очевидным и такая оценка должна быть произведена при выполнении геотехнических исследований (см., например, расчетно-экспериментальный метод в § 4.5).

Расчеты по предельным состояниям выполняют обычными методами, рассмотренными в гл. 6 и 7. Важно отметить, что при определении осадок фундаментов на элювиальных грунтах мощность сжимаемой толщи устанавливается в зависимости от гранулометрического состава грунта. Рекомендации для определения этой величины приведены в табл. 16.2.

Таб лица 16.2. Ооределене глубины сжимаемой толщи

Отношение °zpl a zg для определения величины сжимаемой толщи основании

Глинистые и песчаные (содержание частиц крупнее 2 мм до 25% по массе)

Глинистые и песчаные, дресвяные, глинистые щебенистые (содержание частиц крупнее 2 мм от 25 до 50% по массе)

Теоретические основы расчета осадок оснований фундаментов

Расчет фундамента на скальном основании

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений

Design and construction of soil bases and foundations for buildings and structures

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова (НИИОСП) - филиалом ФГУП "НИЦ "Строительство"

ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВНЕСЕНЫ опечатка, опубликованная в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 8, 2008 г. и опечатка, опубликованная в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 8, 2010 г.

Опечатки внесены изготовителем базы данных.

Введение

Свод правил по проектированию и устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений разработан в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.01-83* и СНиП 3.02.01-87.

Свод правил содержит рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений, в том числе подземных и заглубленных, возводимых в различных инженерно-геологических условиях, для различных видов строительства.

Разработан НИИОСП им. Н.М.Герсеванова - филиалом ФГУП НИЦ "Строительство" (доктора техн. наук В.А.Ильичев и Е.А.Сорочан - руководители темы; доктора техн. наук: Б.В.Бахолдин, А.А.Григорян, П.А.Коновалов, В.И.Крутов, В.О.Орлов, В.П.Петрухин, Л.Р.Ставницер, В.И.Шейнин; кандидаты техн. наук: Ю.А.Багдасаров, Г.И.Бондаренко, В.Г.Буданов, Ю.А.Грачев, Ф.Ф.Зехниев, М.Н.Ибрагимов, О.И.Игнатова, И.В.Колыбин, Н.С.Никифорова, B.C.Поляков, В.Г.Федоровский, М.Л.Холмянский; инженеры: Я.М.Бобровский, Б.Ф.Кисин, А.Б.Мещанский); ГУП Мосгипронисельстрой (д-р техн. наук B.C.Сажин).

1 Область применения

Настоящий Свод правил (далее - СП) распространяется на основания и фундаменты вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений*, возводимых в открытых котлованах.

* Далее вместо термина "здания и сооружения" используется термин "сооружения", в число которых входят также подземные сооружения.

Настоящий СП не распространяется на проектирование и устройство оснований и фундаментов гидротехнических сооружений, опор мостов и труб под насыпями дорог, аэродромных покрытий, сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов, а также оснований глубоких опор и фундаментов машин с динамическими нагрузками.

2 Нормативные ссылки

В настоящем Своде правил приведены ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах

СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия

СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах

СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений

СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений

СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии

СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения

СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения

СНиП 2.06.03-85 Мелиоративные системы и сооружения

СНиП 2.06.14-85 Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод

СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита территории от затопления и подтопления

СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты

СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия

СНиП 3.05.05-84 Технологическое оборудование и технологические трубопроводы

СНиП 3.07.03-85* Мелиоративные системы и сооружения

СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения

СНиП 12-01-2004 Организация строительства

СНиП 23-01-99* Строительная климатология

СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства

СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства

СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч.I-III)

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) состава

ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20276-99 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 23061-90 Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности

ГОСТ 23161-78 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 24143-80 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

ГОСТ 24846-81 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

ГОСТ 25192-82 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ 30672-99 Грунты. Полевые испытания. Общие положения

3 Определения

Определения основных терминов приведены в приложении А.

4 Общие положения

4.1 Основания и фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) сведений о сейсмичности района строительства;

в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;

г) нагрузок, действующих на фундаменты;

д) окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся сооружений;

е) экологических требований (раздел 15);

ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других подземных конструкций.

4.2 При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.

При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.

4.3 Работы по проектированию следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1). Порядок разработки проектной документации изложен в приложении Б.

4.4 При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751: I - повышенный, II - нормальный, III - пониженный.

4.5 Инженерные изыскания для строительства, проектирование оснований и фундаментов и их устройство должны выполняться организациями, имеющими лицензии на эти виды работ.

4.6 Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями СНиП 11-02, СП 11-102, СП 11-104, СП 11-105, государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Наименование грунтов оснований в описаниях результатов изысканий и в проектной документации следует принимать по ГОСТ 25100.

4.7 Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора типа основания, фундаментов и подземных сооружений и проведения их расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов, а также вида и объема инженерных мероприятий по ее освоению.

Проектирование без соответствующего инженерно-геологического, а также инженерно-экологического обоснований или при их недостаточности не допускается.

Примечание - При строительстве в условиях существующей застройки инженерные изыскания следует предусматривать не только для вновь строящихся сооружений, но и для окружающей застройки, попадающей в зону их влияния.

4.8 Конструктивное решение проектируемого сооружения и условия последующей его эксплуатации необходимы для выбора типа фундамента, учета влияния конструкций на работу основания, а также на окружающую застройку, для уточнения требований к допускаемым деформациям и т.д.

Читайте также: