Новости

Новости

Основные понятия о фундаментах


Курс «Основания и фундаменты» рассматривает вопросы проектирования и устройства фундаментов под различные сооружения с учетом геологических условий площадок строительства.
Фундаментом называется часть здания или сооружения, находящаяся ниже поверхности земли и передающая нагрузку - сооружения на основание, т. е. на нижележащую толщу грунта. Фундамент защищает сооружение от воздействия грунтовой воды.
Все здания и сооружения — мосты, плотины — имеют подземные части — фундаменты. В одних случаях они четко выделяются из всей конструкции сооружения, например, в гражданских и промышленных зданиях. В других — составляют одно целое с самим сооружением, например, в плотинах, подпорных стенках, опорах мостов.
Основные геометрические параметры фундамента — глубина его заложения H и ширина подошвы b (рис. 1).

Подошвой фундамента называется его нижняя поверхность, совмещенная с поверхностью основания. Расстояние от планировочной отметки поверхности земли до подошвы называется глубиной заложения фундамента.
Грунты, т. е. горные породы верхних слоев земной коры, используемые в качестве оснований сооружений, могут быть разделены на две группы:
1) скальные породы — природные образования, частицы которых спаяны или сцементированы между собой (прочность скальных пород в большинстве случаев очень высока);
2) нескольные грунты, состоящие из отдельных зерен или частиц (скелет грунта), между которыми имеются промежутки (поры), заполненные водой или газами.
Если в основании залегает один слой грунта, то такое основание называется однородным или однослойным, если несколько слоев — неоднородным или многослойным. Слой, на который опирается фундамент, называется рабочим слоем, нижележащие слои называются подстилающими.
Грунты, находящиеся в условиях природного залегания, являются естественными основаниями сооружений, а грунты предварительно уплотненные или укрепленные специальными методами, носят названия искусственных оснований.
От взаимодействия фундамента с основанием в последнем возникают дополнительные деформации и напряжения, которые вызывают уплотнение грунтов основания.
Вертикальные перемещения фундамента, возникающие в результате уплотнения грунтов основания, называются осадками.
В курсе оснований и фундаментов изучаются условия залегания и физико-механические свойства грунтов, конструкции фундаментов, методы их расчета и способы устройства.
Для изучения курса «Основания и фундаменты», кроме строительной механики, необходимо знание основ инженерной геологии, гидрогеологии и механики грунтов.
Инженерная геология изучает геологические процессы, определяющие условия строительства, и геологические явления, возникающие в грунтах, на которых возводятся здания и сооружения.
Гидрогеология изучает подземные воды.
В механике грунтов разрабатываются методы определения давления, напряженного состояния, несущей способности и деформаций грунтов.
Основные сведения из инженерной геологии, гидрогеологии и механики грунтов приводятся в настоящей книге.
Предмет «Основания и фундаменты» тесно связан с такими дисциплинами, как «Строительные конструкции», «Технология строительного производства» и «Строительные машины и оборудование».
Основными задачами фундаментостроения при выполнении плана развития народного хозяйства России являются снижение стоимости фундаментов зданий и сооружений, совершенствование конструкций и сокращение сроков их строительства.
Для выполнения этих задач необходимо выбирать наиболее экономичные варианты устройства фундаментов, наиболее полно использовать несущую способность грунтов основания; шире применять сборные напряженно-армированные конструкции фундаментов; использовать передовые методы организации, выполнения и механизации работ; повышать качество строительства фундаментов; применять ускоренные методы разведки и исследования грунтов. Ошибки, допущенные при проектировании и строительстве фундаментов, приводят к удорожанию сооружений, а часто и к авариям. Последние происходят из-за недостаточно внимательного изучения грунтов основания, неправильного выбора конструкции фундамента или неправильного ведения строительных работ.
Примером аварии, вызванной недостаточной изученностью геологических условий, является разрушение моста через реку Казанку, построенного в 1929 г. (рис. 2). Авария произошла вследствие катастрофической величины осадки (около 2 м) одного из устоев моста. Устои были выполнены на сваях длиной 8 м. Осадка возникла в результате сжатия торфа, залегающего на 2—3 м ниже острия сваи. Наличие торфа не было установлено при инженерно-геологических изысканиях.

На рис. 3 показан Трансконский элеватор в Канаде после аварии, которая произошла вследствие перегрузки грунта в основании. В результате выпирания грунта из-под фундамента, одна сторона элеватора осела на 8,8 м, а другая поднялась на 1,5 м.
В 1958 г. в г. Рио-де-Жанейро произошла авария 10-этажного каркасного жилого дома. Обрушение было вызвано большими осадками, которые произошли ввиду низкого качества изготовления набивных свай. Таких примеров можно привести много.
Настоящий курс ставит перед собой задачу помочь учащимся приобрести навыки правильной оценки инженерно-геологических условий, овладеть методами расчета и устройства фундаментов, обеспечивающими устойчивость и прочность сооружений.