Файл: Реферат на тему " фундаменты глубокого заложения".docx

Министерство науки и высшего образования РФ

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Институт Строительства и Архитектуры

Кафедра строительных конструкций и механики грунтов

Реферат на тему:
“ФУНДАМЕНТЫ ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ”


Выполнил студент: Жданов В. Д.
Группа: СТ490003

г. Екатеринбург, 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Здания и сооружения играют важную роль в жизни современного общества. Можно сказать, что уровень цивилизации, развития науки, культуры и производства во многом зависит от количества и качества построенных зданий и сооружений.

Жизнь и средства к существованию людей зависят от наличия, пригодности для использования по назначению и технического состояния необходимых зданий и сооружений.

В нашей стране ведется масштабное строительство. В стране строится больше домов, чем во всех странах Западной Европы вместе взятых. Ежегодно строится 2,1 миллиона квартир и повышается уровень жизни более 10 миллионов граждан. Это делает строительство третьим по величине сектором экономики в нашей стране после промышленности и сельского хозяйства.

Здания и сооружения — это сложные и дорогостоящие объекты, состоящие из множества конструктивных элементов и систем механического оборудования, которые выполняют четко определенные функции и обладают определенными функциональными свойствами.

Основным направлением экономического и социального развития города является строительство общественных зданий, школ и объектов общественного питания, которое будет сопровождаться строительством жилья и значительным увеличением объемов капитального строительства. Надежность и экономия затрат на строительство, необходимые для фундаментов и оснований в современной городской застройке, зависят от правильной оценки физико-механических свойств грунтов, формирующих основания, и их совместной работы с фундаментами и другими надземными сооружениями.

---

1. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПЛОЩАДКИ

Назначение и конструктивные особенности подземной части здания.

Проектирование фундаментов является одним из сложных вопросов проектирования конструкций зданий и сооружений. При проектировании инженер решает сам вопрос о выборе материала, из которого будет выполняться конструкция. При проектировании фундаментов необходимо считаться с имеющимися грунтами на площадке строительства и использовать их строительные качества, с тем, чтобы принять их рациональное решение [1, c. 166].

В грунтах хорошего или умеренного качества деформация, вызванная оседанием фундамента, относительно невелика, что обеспечивает безопасное расположение зданий и сооружений. Эти почвы называются "надежными" почвами. В этом случае работы по проектированию фундамента значительно упрощаются. Однако если первоначальное решение приводит к значительному увеличению стоимости фундамента, может возникнуть необходимость пересмотреть вопрос о надземных и подземных сооружениях.

При проектировании фундаментов в сложных грунтовых условиях необходимо учитывать совместную работу грунтов основания и надземных конструкций.

Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий производят в соответствии с СНБ 5.01.01-99 «Основания и фундаменты зданий и сооружений».

Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрогеологические условия.

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки начинается с изучения напластования грунтов. В колонке скважина фиксируем уровень воды и указываем водоупорный слой.

Таблица 1. Геологический разрез по скважине

№ грунта	Мощность, м	Глубина подошвы слоя, м	Абсолютная отметка подошвы слоя, м	Скважина, м	Наименование грунта
1	0,2	0,2	139.8		Почвенный слой
2	4,0	4.2	135.8		Песок мелкий
3	3,0	7.2	132.8		Суглинок
4	5,0	12,2	127.8	132.1	Песок средней крупности
5	4,0	16.2	125.8		Глина

---

Строительная классификация грунтов площадки.

В механике грунтов выделяют два существенно различающихся по своим механическим свойствам основных класса грунтов: скальные и нескальные.

Скальными называют твердые горные породы, которые в не выветренном состоянии и при отсутствии тектонической раздробленности и трещиноватости отличаются очень малой сжимаемостью и значительной прочностью.

Нескальными – грунты, состоящие из легко разделяющихся в воде несцементированных или слабо сцементированных обломков горных пород и минеральных частиц различной крупности. Они образуют пористые толщи, часто достигающие значительной мощности.

На площадке по исходным данным имеются глинистые грунты, а именно суглинок и глина. Мощность почвенного слоя составляет 0,2 м. Отметка уровня подземных вод равна 132,1 м, и по данным геологического разреза грунтовые воды находятся в слое песка, под которым находится слой глины-водоупора.

Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные варианты фундаментов здания.

Для качественной оценки строительных свойств грунтов производится их классификация согласно ГОСТ 25100-82. По данным в таблице 2 вычисляем характеристики физических свойств, к которым относятся:

- для песчаных грунтов – коэффициент пористости и степень влажности;

- для пылевато-глинистых грунтов – число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности;

Коэффициент пористости (отношение объема пор к объему частиц грунта) определяется по формуле:



где - плотность частиц грунта;

– плотности грунта;

w – природная влажность в долях единицы;

Степень влажности грунта определяется по формуле:



где - плотность воды, 1г/см3;

– коэффициент пористости;

Типы пылевато-глинистых грунтов устанавливают по числу пластичности определяемому по формуле:

---

где – влажность на границе текучести;

– влажность на границе раскатывания;

Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов находится по формуле:



По значениям характеристик физических свойств грунтов, определяющих их тип и разновидность выписываются из соответствующих таблиц СНиП 2.02.01-83

Значения угла внутреннего трения φ, удельного сцепления С, модуля деформации Е, и расчетного сопротивления грунта [2, c. 116].

2. НЕОБХОДИМОСТЬ ФУНДАМЕНТА ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Фундамент глубокого заложения (ФГЗ)  — представляет собой конструкцию, опорная подошва которой размещена ниже границы промерзания земли. Средняя глубина закладки ленточных и плитных фундаментов - 2 м, при монтаже свайных оснований она может доходить до 15 и больше метров. 

ФГЗ предназначены для строительства зданий любой этажности, в зависимости от грунтовых условий на таких оснований возводятся как 1–3-этажные постройки из кирпича и дерева, так и многоэтажные сооружения.


Рисунок 1. Карта глубины промерзания грунтов в России

Необходимость в использовании данных фундаментов возникает при строительстве зданий на пучинистых грунтах. Пучение - это выталкивающая нагрузка, которую почва оказывает на расположенную в ней конструкцию. Причиной пучения является сезонное замерзания грунтовых вод, которые при кристаллизации расширяются, вследствие чего грунт увеличивает свой объем и давит на основание.

Существует два вида сил пучения - вертикальные и касательные. Последние воздействуют на стенки фундамента, в результате трения с горизонтальными поверхностями расширяющейся почвы. Вертикальные воздействия работают на подошву основания снизу-вверх, давление от таких нагрузок, в сравнении с касательными, значительно больше [3, c. 165]. 



Рисунок 2. Схема воздействия пучения на фундамент

В отличие от ФГЗ ленточного и плитного типа, свайные фундаменты применяются для возведения домов в слабых грунтах. Поверхностный пласт почвы любого строительного участка представлен низкоплотным

---

, сжимаемым  слоем грунта, при передаче на него нагрузок от массы здания может произойти осадка всего сооружения.


Рисунок 3. Схема работы свай в грунте

Сваи, которые опускаются в почву на глубину 6-15 метров, переносят вес сооружения на несжимаемый пласт глубинного грунта, грузонесущих качеств которого достаточно для строительства тяжелых капитальных сооружений из бетона или кирпича. 

3. ВИДЫ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Фундаменты глубокой закладки классифицируются основания ленточного, плитного и свайного типа. Рассмотрим их подробнее. 

Ленточный фундамент.

Ленточный ФГЗ представляет собой монолитную конструкцию из железобетона, повторяющую контуры внешних и внутренних стен сооружения. Данный фундамент пригоден для возведения домов высотой до 3-ех этажей из любых стройматериалов - дерева, кирпича,  пенобетона. Фундаментные ленты являются одним из наиболее распространенных типов ФГЗ, поскольку земляные работы на откопку траншеи значительно менее трудоемки, чем разработка котлована под плитное основание. 



Рисунок 4. Схема устройства ленточного фундамента глубокого заложения (1-подошва фундамента., 2-тело фундамента., 3-отметка глубины заложения фундамента, 4-отметка глубины промерзания грунта, 5-отметка уровня грунтовых вод, 6-планировочная отметка, 7-стена, 8-уровень пола 1 этажа, 9-обрез фундамента, hф-глубина заложения фундамента, h-ширина подошвы фундамента.)

Обустройство ленточного фундамента выполняется в следующей последовательности:

Производится очистка территории от мусора и растительности, удаляется слой дерна. При наличие на участке естественного уклона площадка выравнивается с помощью грейдера либо экскаватора [4, c. 16].

Выполняется разметка основания с помощью опалубочных щитов и бечевки - указываются контуры внешних и внутренних стен здания.

Откапывается траншея, повторяющая очертания фундаментной ленты. Глубина траншеи на 20 см. превышает проектные данные - излишек необходим для подсыпки уплотняющей подушки, которая состоит из одинаковых по толщине слоев песка и гравия. После подсыпки подушка уплотняется трамбованием.

По периметру траншеи формируется опалубка из сбитых в щиты досок либо фанеры толщиной 1 см. Высота опалубки равна высоте выступающей над грунтом части ленты. Конструкция укрепляется боковыми откосами и горизонтальной планкой в верхней части. После монтажа опалубка и стенки траншеи покрываются гидроизоляционным материалом.

---