Шов скольжения в фундаментах
Обновлено: 29.04.2024
Фундамент на подрабатываемой территории
Сущность изобретения: фундамент включает фундаментные блоки и фундаментный пояс, опертый на блоки через шов скольжения. Блоки выполнены конической формы с обращенной вниз вершиной и частично погружены в грунт. Площадь горизонтального сечения блока на уровне поверхности грунта зависит от предельного сопротивления грунта и нагрузки, действующей на блок. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к строительству, а именно строительству зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях.
Известны здания, сооружения, возводимые на неравномерно деформируемых основаниях подрабатываемых территорий. Эти здания включают в себя опорные плиты, вертикальные элементы, пояс из термоплавкого материала, бетонные блоки. Бетонные блоки расположены на расстоянии друг от друга [1].
Недостатками этой конструкции являются зависимость от влияния горизонтальных деформаций, обусловленная большим значением Fтр, трудоемкость изготовления.
Известна также конструкция фундамента, включающая в себя опорные подушки с углублениями и со скошенными стенками, в каждом из которых размещены с зазором относительно друг друга клиновые блоки. Фундамент снабжен термоплавкими вкладышами, размещенными в зазоре между клиновидными блоками [2] .
Недостатками этой конструкции являются трудоемкость изготовления, небольшая несущая способность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является сооружение, возводимое на деформируемых основаниях подрабатываемых территорий, включающее фундаменты, сдвигающиеся по шву скольжения [3].
Недостатком такого фундаментного шва является повышение врезаемости в грунтовый массив с потерей несущей способности.
Целью изобретения является снижение влияния нагрузок на здание при подработке.
Цель достигается за счет того, что фундаментные блоки выполнены конической формы с обращенной вниз вершиной, угол при которых составляет 75-95 о , при этом блок частично погружен в грунт на глубину 0,6-0,8 его высоты, а площадь горизонтального сечения на уровне поверхности грунта определяется по формуле A = N/P, где А - площадь горизонтального сечения на уровне поверхности грунта; N - нагрузка, действующая на фундаментный блок; Р - предельное сопротивление грунта.
При этом шов качения представляет собой шариковую постель, устанавливаемую на фундаментный блок, диаметр шариков берется равным 50 мм, которые закрепляются на стальной пластине размерами 500х500х20 мм посредством вязких масел. Количество шариков определяется расчетом, исходя из уровня, чтобы нагрузки на шарик не превосходили контактной прочности материалов.
Поставленная цель достигается также тем, что конической части врезаемой поверхности придается угол, равный 75-95 о для создания более плавной врезки в толщу грунта.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается наличием фундаментных блоков со швом качения, угол острия которого, обращенный вниз, составляет 75-95 о . В исходном состоянии фундаментный блок частично погружен в грунт на глубину 0,6-0,8 его высоты.
Таким образом заявляемая конструкция фундамента соответствует критерию изобретения "Новизна".
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что способы снижения влияния нагрузок на здания при подработке широко известны.
Однако при использовании в указанной связи с остальными элементами заявляемый способ проявляет новые свойства, которые компенсируют известное снижение несущей способности подрабатываемого грунта при подработке и уменьшает влияние горизонтальных сил.
Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия".
Поверхность грунта получает при подработке искривления в вертикальной плоскости и горизонтальные деформации. В результате искривления контактные усилия по подошве фундаментов изменяются, в здании возникают дополнительные усилия за счет появления изгибающего момента в вертикальной плоскости.
В результате горизонтальных деформаций появляются горизонтальные силы, действующие на фундаментные элементы здания, кроме того горизонтальные деформации растяжения снижают несущую способность.
На чертеже изображено предлагаемое устройство.
Устройство содержит жесткий цокольный пояс 1; шариковую постель 2; конической формы фундаментный блок 3, толщу грунта 4.
П р и м е р. Горизонтальные деформации грунтов земной поверхности при ее подработке воздействуют на фундаментные блоки 3, которые врезаясь в толщу грунта, увеличивают площадь контакта, компенсируя снижение несущей способности подрабатываемого грунта, а возникающие горизонтальные усилия ликвидируются за счет применения шариковой постели 2.
Описанный способ, выполненный на элементах качения, позволит существенно уменьшить силы, передаваемые от фундаментных блоков на цокольный пояс здания при подработке основания за счет применения шариковой постели между смещающимися плоскостями фундаментных блоков и цокольного пояса. А за счет конической формы фундаментных блоков площадь контакта с грунтовым массивом в грунт возрастает и провала фундамента не происходит.
Однако коническая силовая характеристика этого врезания является "мягкой" и прирост нагрузок на здание при искривлении основания и врезке фундамента у конического фундамента существенно меньше, чем у плоского отдельно стоящего фундамента. При возникновении горизонтальных деформаций в здании нагрузок не возникает, так как фундаментные блоки, отделенные от цоколя швом качения, имеют возможность свободно перемещаться под зданием в горизонтальной плоскости вместе с деформируемым грунтом.
Таким образом предлагаемая фундаментная конструкция позволяет проектировать высотные 9-ти и 12-этажные здания, сооружения на подрабатываемых территориях, где ожидаются по маркшейдерским прогнозам большие горизонтальные деформации земной поверхности величиной 10-15 мм/м, а также существенно уменьшить послеосадочные ремонтные работы.
1. ФУНДАМЕНТ НА ПОДРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ, включающий фундаментные блоки и фундаментный пояс, опертый на блоки через шов скольжения, отличающийся тем, что фундаментные блоки выполнены конической формы с обращенной вниз вершиной, угол при которой составляет 75 - 95 o , при этом каждый блок частично погружен в грунт на 0,6 - 0,8 его высоты, а площадь A горизонтального сечения на уровне поверхности грунта определяется по формуле A = N/P, где N - нагрузка, действующая на фундаментный блок; P - предельное сопротивление грунта.
2. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что шов скольжения выполнен в виде шариков, перемещающихся по металлическим пластинам, установленным на контактных поверхностях фундаментного блока и фундаментного пояса, причем зависимость осадки S фундамента от горизонтальных растягивающих деформаций определяется по формуле S = Sн (1 - B E), где B = 35,7 - эмпирический коэффициент; Sн - осадка фундамента на недеформированном грунте основания;
E - величина относительных горизонтальных растягивающих деформаций, 0 E 12 10 -3 мм/м.
ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Основной конструктивной мерой защиты зданий от неравномерных осадок и горизонтальных смещений основания является разрезка его на отсеки поперечными деформационными швами. При этом деформационные швы должны располагаться на границах планировочных секций. В зависимости от назначения и условий работы здания могут проектироваться по жесткой, податливой или комбинированной конструктивным схемам.
При проектировании по жесткой конструктивной схеме кроме разрезки на отсеки предусматривается исключение возможности взаимного перемещения отдельных элементов несущих конструкций при деформациях основания. Это выполняется следующими конструктивными решениями: усиление несущих конструкций и объединения их в пространственно жесткие блоки, устройство фундаментных и поэтажных железобетонных поясов, устройство фундаментных связей-распорок, устройство фундаментов в виде сплошных железобетонных плит, перекрестных балок, балок-стенок и т.п.
При проектировании зданий по податливой конструктивной схеме предусматривается приспособление конструкций к неравномерным деформациям основания. Для этого производится: разделение зданий на отсеки с устройством между ними деформационных швов, устройство швов скольжения в фундаментных конструкциях; шарнирных и шарнирно-подвижных сопряжений; снижение жесткости колонн и несущих стен и т.п.
Проектирование зданий по комбинированной конструктивной схеме содержит мероприятия по жесткой и податливой конструктивных схем.
При разделении зданий на отсеки необходимо учитывать их конфигурацию в плане, отдавая предпочтение простой форме. Высоту здания в пределах отсека рекомендуется принимать одинаковой. Длина отсека принимается по расчету в зависимости от деформаций земной поверхности и конструктивной схемы здания.
Деформационные швы должны разделять смежные отсеки здания по всей высоте, включая кровлю и фундаменты. Фундаменты под несущие стены в зоне деформационных швов устраиваются сплошными. С целью уменьшения ширины деформационного шва допускается применение прерывистых фундаментов типа «клавиш».
Заделка деформационного шва по наружным стенам не должна препятствовать свободным горизонтальным перемещениям и наклонам соседних отсеков здания.
При проектировании зданий следует предусмотреть меры, направленные на уменьшение дополнительных нагрузок на заглубленную в грунт часть здания. Дополнительные нагрузки следует уменьшать следующим образом: глубина заложения фундаментов должна быть минимальной; устройство швов скольжения; устройство грунтовых подушек на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами (скальные, крупноблочные и др.); рациональная планировка подвалов (их следует предусматривать под всей площадью отсека на одном уровне).
Кроме вышеупомянутых мероприятий требуется устройство в подземной части горизонтальных швов скольжения. Швы скольжения устраиваются в тех местах, в которых устраивают горизонтальную гидроизоляцию при строительстве в обычных условиях (ориентировочно на 200 мм выше поверхности земли). В каждом деформационном блоке шов скольжения устраивается строго горизонтально на одной отметке. В местах устройства швов скольжения стены здания по-возможности не должны иметь проемов. Рекомендуемые конструкции швов скольжения приведены в табл 5.5.
| Материалы заполнения шва скольжения | Расход материала, кг/м 2 | Коэффициент трения |
| Два слоя пергамина с прослойкой: | ||
| - молотого графита общей толщиной 30 мм | 0,5 | 0,2 |
| - щипаной слюды общей толщиной 30 мм | 1,0 | 0,3 |
| - инертной пыли общей толщиной 30 мм | 1,0 | 0,4 |
| Два слоя полиэтиленовой пленки с прослойкой графита общей толщиной 25 мм | 0,4 | 0,15 |
Примечание: Бетонная поверхность под швом скольжения должна быть тщательно выровнена и зажелезнена. Отклонения по вертикали допускаются не более 5 мм на 1 м длины шва.
Конструкции фундаментов, расположенные над швом скольжения, должны быть связаны между собой железобетонными фундаментными поясами, фундаментными плитами или связями-распорками: в свайных фундаментах роль пояса должен выполнять ленточный ростверк, а для кустов свай - связи-распорки между плитами ростверка. Связи-распорки могут соединять фундаменты в продольном и поперечном направлениях.
Шахты лифтов должны проектироваться с учетом наклонов, вызываемых деформациями земной поверхности. В случаях, когда расчетные отклонения стен шахт от вертикальной плоскости превышают допустимые, установленные государственными стандартами, проектами следует предусматривать возможность регулирования положения лифтовой шахты.
В зданиях, проектируемых с учетом возможности их выравнивания, следует предусматривать ниши или проемы, необходимые для размещения выравнивающих устройств.
12.1.4. Проектирование и расчет свайных фундаментов на подрабатываемых территориях (ч.1)
Наиболее важными деформационными воздействиями на сваи являются горизонтальные перемещения грунта, определяемые по формуле (12.2). Возникающие опорные реакции в голове свай в виде горизонтальных сил и изгибающих моментов передаются на ростверк, который помимо распределения вертикальных нагрузок на сваи дополнительно работает в горизонтальной плоскости как фундаментный железобетонный пояс. Для снижения дополнительных усилий в ростверке от воздействия горизонтальных перемещений необходимо уменьшать расчетные перемещения грунта путем разрезки зданий на отсеки, применять податливые схемы сопряжения голов свай с ростверком — шарнирные и через шов скольжения, а также свайные фундаменты с высоким ростверком, использовать сваи с малой нагибной жесткостью [5].
СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаментыВ зависимости от схемы сопротивления головы сваи с низким ростверком допускаются следующие перемещения свай: при жесткой заделке — до 2 см; при условно-шарнирном сопряжении — до 5 см; при шве скольжения — до 8 см.
Для свайных фундаментов с высоким ростверком в результате прогиба свободной части сваи предельные перемещения при жесткой заделке и при условно-шарнирном сопряжении (при соответствующем обосновании) могут быть увеличены.
Помимо горизонтальных деформаций на свайные фундаменты воздействуют наклоны земной поверхности от горных выработок, вызывающие крен здания, а также возникновение опрокидывающего момента и горизонтальных составляющих нагрузок, приложенных к голове свай, и как следствие их изгиб и перераспределение вертикальных нагрузок на сваи. Искривление основания вызывает под жесткими зданиями перераспределение вертикальных нагрузок: выпуклости сваи, расположенные на краях отсеков, разгружаются, а в средней части дополнительно догружаются (на вогнутости — наоборот).
При расположении высоких ростверков в бетонных полах или в других жестких конструкциях, устраиваемых на поверхности грунта, по всему периметру свай следует предусматривать зазор высотой не менее 5 см, который необходимо заполнять пластичными материалами. За счет этого отсутствует жесткая опора свай при воздействии горизонтальных перемещений грунта.
12.1.3. Расчет фундаментов на естественном основании на воздействие горизонтальных деформаций (ч.2)
Различают два типа податливых фундаментов: I — фундаменты, сдвигающиеся по шву скольжения, и II — фундаменты, наклоняющиеся из своей плоскости (рис. 12.3). Фундаменты типа II на сдвиг в плоскости оси стены могут работать как фундаменты типа I.
Для фундамента типа II выполняется неравенство
d/(2h) > μ,где d и h — соответственно толщина и высота фундаментного блока или панели; μ — коэффициент трения по шву скольжения, принимаемый в зависимости от материала его заполнения [3].
СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтахПри устройстве скосов обеспечивается местная устойчивость фундаментных блоков или панелей при воздействии бокового давления грунта и снижение опорных изгибающих моментов. Применение блоков со скосами наиболее целесообразно для зданий с поперечными несущими стенами с коротким их шагом при наличии подвала или технического подполья.
Податливые фундаменты типа I при перемещениях грунта, вызванных горизонтальными деформациями, рассчитываются на трение по шву скольжения t't действующее в направлении продольной (или поперечной) оси здания, и трение по шву скольжения примыкающих стен t'tn , действующее в поперечном направлении относительно этих стен.
Общее продольное усилие растяжения или сжатия в любом сечении х пояса податливого фундамента определяется суммой двух компонентов — Nt и Ntn .
Усилие Nt вычисляется по формуле
Nt = γ'c(l – x)μn,где γ'c –коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от длины отсека:
| Длина отсека 2 l , м | ≤ 10 | 20 | 30 | 40 | ≥ 5 |
| γ'c | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
n — вертикальная нормативная нагрузка на уровне шва скольжения.
Усилие Ntn определяется по выражению
где γ'c1 — коэффициент условий работы, зависящий от числа примыкающих стен на участке l-х :
| Число стен или отдельных фундаментов на участке l–x | 1 | 2 | 3 | 4 | ≥5 |
| γ'c1 | 1 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
t'tni — сила трения по шву скольжения под i -й примыкающей стеной:
t'tni = μni;m — число примыкающих стен на участке l–х .
При расчете ленточных фундаментов, имеющих комбинированную конструктивную схему (когда отметка шва скольжения находится ниже отметки поверхности грунта), к усилиям Nt и Ntn следует добавить усилия Nn и Ng , определяемые по тем же формулам, что и для жестких фундаментов. В этих формулах заглубление фундаментов принимается от планировочной отметки грунта и отметки пола подвала до уровня шва скольжения.
Податливые фундаменты типа II при воздействии горизонтальных перемещений грунта рассчитываются на нагрузки трения по шву скольжения t't в направлении оси здания, бокового давления грунта t'g на наклоняющиеся фундаменты и нагрузки tb , возникающие в элементах пояса под примыкающими стенами от наклона фундамента вследствие эксцентричной передачи на него при этом вертикальной нагрузки.
Перемещение грунта Δl по подошве наклоняющегося фундамента вызывает неравномерное по высоте обжатие грунта (см. рис. 12.3, б). Возникающее при этом давление грунта стремится дополнительно переместить нижнюю часть фундамента в направлении действия горизонтальных деформаций. Этому препятствует слои грунта высотой h2 и сопротивление сдвигу по его подошве. При этом обжатие грунта происходит по треугольнику, максимальная ордината которого на поверхности грунта определяется по формуле
Δl' = Δlh1/h,где h и h1 — соответственно высота фундамента и его заглубление со стороны надвигающегося грунта.
У жестких фундаментов призма выпора образуется от подошвы фундамента. Для наклоняющихся фундаментов на уровне подошвы обжатие равно нулю. В практических целях рекомендуется ориентироваться по средней глубине hi = h1/2 и соответствующему этой глубине обжатию грунта Δli = Δl'/2 . Для этой глубины по формуле (12.11) следует вычислить предельное обжатие грунта Δgi , а по формуле (12.13) понижающий коэффициент k1 . Тогда боковое давление (см. рис. 12.4, б) на 1 м цокольного пояса tg получим по формуле
где D = tg(45° + φ/2) .
Заглубление фундамента h2 со стороны подвала следует проверять на пассивное сопротивление грунта воздействию нижней опорной реакции; при этом может быть учтено сопротивление грунта сдвигу по подошве фундаментов (прочность фундаментной стены должна быть проверена с учетом бокового давления грунта).
Нагрузки tb на 1 м длины пояса определяются по формуле
tbi = nir/h,где r — плечо вертикальных сил, действующих в верхнем и нижнем оголовках наклонившегося фундамента.
Суммарное продольное усилие растяжения или сжатия в любом сечении х цокольного пояса при наклоняющихся фундаментах вычисляется по выражению
Пример 12.2. Рассчитать усилия в фундаментном поясе над швом скольжения податливых фундаментов типа I по оси А отсека пятиэтажного дома для условий, приведенных в примере 12.1 (план несущих стен показан на рис. 12.2, а). Коэффициент трения по шву скольжения μ = 0,3.
Решение. Рассчитываем усилия без учета искривления основания. Вычисляем по формуле (12.18) при коэффициенте γ'c = 0,8 (так как 2l = 19,6 м ≈ 20 м) усилия Nt под стеной А , по формуле (12.19) усилия Ntn , по формуле (12.15) расчетные усилия и все полученные значения сводим в табл. 12.3 (усилия Nn и Ng не возникают).
ТАБЛИЦА 12.3. К ПРИМЕРУ 12.2| Ось (см. рис. 12.2, a) | Nt | Ntn | N | 0,8N |
| 1 | 0 | 81 | 81 | 65 |
| 2 | 76 | 146 | 220 | 176 |
| 3 | 154 | 194 | 348 | 278 |
| 4 | 230 | 194 | 424 | 340 |
Пример 12.3. Для условий примера 12.2 рассчитать усилия в цокольном поясе над швом скольжения податливых фундаментов типа II (наклоняющихся). Поперечное сечение фундаментов показано на рис. 12.4 при высоте панели подвала 1,8 м и толщине 14 см без скосов.
Решение. Усилия Nt в этом примере будут такими же, как и в примере 12.2; усилия Ng при действии деформаций растяжения не возникнут. Рассчитываем значения усилия Nb кН, и суммарные усилия и сводим полученные значения в табл. 12.4.
| Ось (см. рис. 12.2, а) | Nt | Nb | N | 0,8N |
| 1 | 0 | 10 | 10 | 8 |
| 2 | 76 | 22 | 98 | 78 |
| 3 | 164 | 33 | 187 | 160 |
| 4 | 230 | 35 | 265 | 212 |
Как видно из табл. 12.4, усилия Nb , невелики и относительно Nt при наличии скосов в оголовках панелей могут иметь другой знак, поэтому при узких и высоких панелях этим компонентой усилий можно пренебречь.
Руководство
10.7. Величина подъема свай диаметром более 1 м, не прорезающих набухающие слои грунта, должна определяться как для обычного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений. При этом подъем сваи с уширением должен определяться при действии нагрузки N у, равной
где N и Т-обозначения те же, что и в формуле [ (77(30)];
vII -расчетное значение объемного веса грунта, тс/м 3 ;
u гр-объем грунта, препятствующий подъему сваи, м 3 , принимаемый равным объему грунта в пределах расширяющегося усеченного конуса высотой Н с нижним (меньшим) диаметром, равным диаметру уширения D , и верхним диаметром D в= H + D (здесь Н-расстояние от природной поверхности грунта до середины уширения сваи).
К п. 10.7. Требования настоящего пункта распространяются на сваи, общая длина которых от поверхности грунта не превышает 4 м.
При большей длине буронабивных свай, в том числе и с уширением, диаметром 1 м необходимо учитывать развитие касательных сил выпора по боковой поверхности ствола. Для свай с уширением длиной 8 м и более объем грунта, препятствующий подъему, принимается равным объему грунта в пределах цилиндра высотой Н и диаметром, равным диаметру уширения.
10.8. При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах между поверхностью грунта и нижней плоскостью ростверка должен быть предусмотрен зазор размером, равным или более максимальной величины подъема грунта при его набухании.
Примечание. При толщине слоя набухающего грунта менее 12 м допускается устраивать ростверк, опирающийся непосредственно на грунт, при соблюдении расчетного условия [ (77(30) ]
К п. 10.8. При устройстве низкого ростверка необходимо обеспечить надежную анкеровку свай с ростверком, так как при набухании грунта возможен его отрыв от свай. В этом случае такую конструкцию следует рассматривать как фундамент на естественном основании, в котором сваи выполняют роль анкеров, препятствующих подъему фундамента при набухании грунта. Одновременно необходимо учитывать работу свай на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок.
font-weight:normal'>
11.1. При проектировании свайных фундаментов на подрабатываемых территориях кроме требований настоящей главы должны соблюдаться также требования главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях: при этом наряду с данными по инженерным изысканиям для проектирования свайных фундаментов, предусмотренными в разделе 3 настоящей главы, должны также использоваться данные горно-геологических изысканий и сведения об ожидаемых деформациях земной поверхности.
11.2. В задании на проектирование свайных фундаментов на подрабатываемых территориях должны содержаться полученные по результатам маркшейдерского расчета данные об ожидаемых максимальных деформациях земной поверхности на участке строительства, в том числе:
h -оседание, мм,
i -наклоны, мм/м;
e г-относительные горизонтальные деформации растяжения или сжатия, мм/м;
r к - радиус кривизны земной поверхности от подработки территории, км;
S г-горизонтальное сдвижение, мм.
11.3. Расчет свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должен производиться по предельным состояниям на особое сочетание нагрузок, назначаемых с учетом воздействий со стороны деформируемого при подработке основания.
а) жесткие-при жесткой заделке голов свай и свай-оболочек в ростверк путем заанкеривания в нем выпусков арматуры свай и свай-оболочек либо при непосредственной заделке в нем головы сваи и сваи-оболочки в соответствии с требованиями, изложенными в п. 8.5 настоящей главы;
б) податливые-при условно-шарнирном сопряжении сваи и сваи-оболочки с ростверком, выполненным путем заделки ее головы в ростверк на 5-10 см или сопряжении через шов скольжения.
Примечание . Шов скольжения должен предусматриваться в виде прокладки материалов с малыми коэффициентами трения (графита, слюды, полиэтиленовой пленки и т.п.) между ростверком и железобетонным башмаком колонны или опорной плоскостью стены здания. Конструкция швов скольжения должна предусматриваться в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.
б-разрез; в-эпюра продольных усилий в связях-распорках; 1-колонны; 2-фундаменты; 3-распорки; 4-ростверк; 5-шов скольжения; 6-сваи
К п. 11.4. Высота плиты ростверка под башмаком колонны или железобетонной плиты должна определяться из условия расчета ее на продавливание.
Шов скольжения должен устраиваться в пределах отсека на одной отметке. Плоскость шва скольжения должна быть ровной, без выступов.
Для недопущения горизонтальных перемещений колонн при подработке, между башмаками под колонны следует предусматривать в продольном, а в необходимых случаях и в поперечном направлениях связи-распорки, подошва которых должна быть на уровне шва скольжения. Минимальное сечение связи-распорки 20 ´ 20 см; увеличение сечения связи-распорки из условия размещения арматуры целесообразно осуществлять за счет увеличения ее ширины. Размещение арматуры в связи-распорке должно быть в основном у боковых граней ее сечения.
Сопряжение связи-распорки с башмаками под колонны должно осуществляться в вертикальной плоскости по шарнирной схеме.
При направлении подработки к главным осям здания под углом, близким к 45 ° , целесообразно предусматривать также диагональные связи-распорки.
При устройстве между отдельными фундаментами каркасных зданий связей-распорок и отделении ростверка от фундаментных башмаков швом скольжения продольные усилия в любом сечении связи-распорки от трения по шву скольжения при воздействии перемещений грунта определяют по формуле (рис. 42):
где т ¢ -коэффициент, учитывающий неодновременность сдвига ростверков по шву скольжения (принимается по табл. 29 в зависимости от числа колонн на участке от 0,5 L до х, где: L -длина отсека, х-расстояние от оси отсека до рассматриваемого сечения);
Ti -сила трения под i -м фундаментом, определяемая по формуле (80), тс;
п-число колонн на участке от 0,5 L до х;
где f -коэффициент трения по шву скольжения, принимается по указаниям главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях;
Руководство
Нормальное боковое давление t д и сдвигающие силы t тп на рис. 11.2, а показаны для абсолютно жестких фундаментов под поперечными стенами, т. е. без учета их собственного прогиба под воздействием этих нагрузок. За счет прогиба фундаментов интенсивность нагрузок t д и t тп от опор к середине каждого пролета должна быть снижена.
Примечание .
Фундаменты могут считаться абсолютно жесткими на воздействие горизонтальных нагрузок, если отношение пролета их горизонтальной рамы к ширине монолитных или сборных замоноличенных фундаментов, а при сборных незамоноличенных фундаментах - к толщине их железобетонного пояса - меньше 12.
Рис. 11.3. Эпюры обжатия грунта при воздействии деформаций сжатия на фундаменты
а - жесткой конструктивной схемы; б - податливые второго типа; в - комбинированные; 1 - эпюры обжатия грунта (горизонтальная штриховка); 2 - фундаментный пояс; 3 - цокольный пояс; 4 - наклоняющийся фундамент с верхними скосами; 5 - податливая фундаментная подушка; 6 - шов скольжения; R в и R н - горизонтальные опорные реакции от нормального бокового давления грунта и от сдвигающих сил по подошве фундаментов (а) или сил трения по шву скольжения (в)
Рис. 11.4. Фундаменты податливой конструктивной схемы
а - первого типа податливости; б - второго типа податливости; qi - вертикальная нагрузка на фундаменты; t п тп - нагрузка на фундаментный пояс от сил трения
11.22. Расчетное перемещение грунта в пределах отсека определяют по формуле:
11.23. Фундаменты податливой конструктивной схемы на воздействие горизонтальных деформаций грунта должны рассчитываться на нагрузки и усилия в зависимости от типа податливости:
при первом типе податливости, когда фундаменты имеют возможность смещаться по шву скольжения, на силы трения t п тп, возникающие в шве скольжения от сдвига фундаментов (рис. 11.4, a);
при втором типе податливости, когда фундаменты имеют возможность наклоняться, - их следует рассчитывать на наклоны и возникающее нормальное давление грунта (рис. 11.3, б и 11.4, б).
Податливые фундаменты второго типа, наклоняющиеся из плоскости стены, в ее плоскости могут работать как податливые фундаменты первого типа.
Усилия от сил трения по шву скольжения и бокового давления фундаментов примыкающих стен должны передаваться на конструкции фундаментов, расположенных параллельно направлению рассматриваемого горизонтального перемещения.
11.24. При перемещении наклоняющихся фундаментов должны предусматриваться меры по обеспечению местной устойчивости элементов фундаментов и общей устойчивости здания или сооружения в целом.
11.25. Границу между первым и вторым типами податливости фундаментов ориентировочно определяют по формуле:
где d , h - толщина и высота фундаментной стены или фундаментного блока, определяемая от уровня шва скольжения до фундаментной подушки, а при ее отсутствии - до подошвы фундаментов;
f - коэффициент трения по шву скольжения, принимаемый по указаниям главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.
Если левая часть неравенства (11.5) больше правой, то конструкция будет работать по первой схеме, а если меньше правой - по второй схеме податливости.
Если фундаментные блоки имеют вверху и внизу скосы, то в формуле (11.5) следует принимать размер горизонтальной площадки d ', который должен быть не менее 10 см. Если скосы применяются только вверху, в формуле (11.5) следует принимать среднеарифметическую величину ( d + d ')/2.
Устройство скосов в фундаментных блоках обеспечивает: местную устойчивость блоков при воздействии нормального давления грунта;
снижение опорных изгибающих моментов в блоках, вызванных их наклоном.
Применение блоков со скосами наиболее целесообразно для зданий с поперечными несущими стенами при наличии подвала или технического подполья.
11.26. При определении нормального давления грунта на наклоняющиеся фундаменты необходимо учитывать характер эпюры обжатия грунта, наибольшая ордината которой принимается в уровне поверхности грунта (рис. 11.3, б) и определяется по формуле:
h , h 1 - соответственно высота наклоняющегося фундамента и его заглубление со стороны надвигающегося грунта; нулевая ордината обжатия грунта принимается в уровне подошвы фундаментов.
11.27. При комбинированных фундаментах (рис. 11.3, в) конструкции ниже шва скольжения работают по податливой схеме первого типа, а выше в пределах заглубления - по жесткой схеме. Нагрузки от сдвигающих сил грунта но боковым поверхностям и от нормального давления выше шва скольжения должны учитываться по жесткой схеме, а по шву скольжения - по податливой схеме первого типа.
11.28. При шарнирном сопряжении колонн каркаса с фундаментами и ригелем и отсутствии связей-распорок между фундаментами конструкции при воздействии горизонтальных деформаций работают но второй схеме податливости.
При жесткой заделке колонн в фундаменты и в ригель происходит сложное взаимодействие деформирующегося основания и фундаментов, вследствие чего возникает изгиб колонн и элементов ригеля. Нагрузки на фундаменты с жесткой заделкой колонн при отсутствии связей-распорок между фундаментами определяются в зависимости от величины перемещения основания, заглубления фундаментов, жесткости колонн, прочностных и деформационных характеристик основания и грунта засыпки.
11.29 (11.8). На основаниях, сложенных грунтами с низкими значениями модуля деформации грунта (Е<100 кгс/см 2 ), а также при возможности резкого ухудшения строительных свойств грунтов основания в результате подработки рекомендуется применять свайные или плитные фундаменты.
Если в верхней зоне основания зданий или сооружений залегают слои ограниченной толщины насыпных, заторфованных, просадочных и тому подобных грунтов, рекомендуется прорезка этих слоев фундаментами.
11.30 (11.9). К составу мероприятий, снижающих (п. 11.6 настоящей главы) (п. 11.13 Рук.) неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции зданий и сооружений, относятся:
а) уменьшение поверхности фундаментов, имеющей контакт с грунтом;
б) уменьшение глубины заложения фундаментов до пределов, допустимых по условиям деформаций и несущей способности оснований;
в) заложение фундаментов, как правило, на одном уровне;
г) засыпка грунтом пазух котлованов и выполнение фундаментных подушек из материалов, обладающих малым сцеплением и трением на контакте с поверхностью фундаментов;
д) устройство грунтовых подушек на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами;
е) размещение подвалов и технических подполий, как правило, под всей площадью отсека здания;
ж) отрывка (перед подработкой) временных компенсационных траншей по периметру здания или сооружения.
11.31. В фундаментах жесткой конструктивной схемы местные углубления рекомендуется отделять швом скольжения, устраиваемым в уровне нижней отметки железобетонного фундаментного пояса.
Грунтовые подушки следует устраивать в случаях, когда здание или сооружение возводится на скальных грунтах или па прочных глинистых грунтах с величиной расчетного давления R более 5 кгс/см 2 .
11.32. Основным конструктивным мероприятием, снижающим неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции зданий и сооружений, является разрезка зданий на отсеки, благодаря которой снижаются величины перемещений, определяемых по формуле (11.4), и другие деформационные воздействия.
11.33. К числу мероприятий, снижающих неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на конструкции и уменьшающих расход материалов на усиление конструкций фундаментов и заглубленных частей здания или сооружения, относится устройство заведомо податливых и слабых конструктивных элементов, которые в процессе подработки могут деформироваться и даже разрушаться (например, применение ограждающих панелей глубоких подвальных помеще Все страницы Постраничный просмотр:
<< 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224
Читайте также: