1.Основные понятия и определения в фундаментостроении - грунт, основание, фундамент и его элементы (стр. 13 )

37.Особенности строительства на мерзлых и вечномерзлых грунтах.

Просадочность присуща также вечномерзлым льдонасыщенным грунтам. К ним относят грунты с отрицательной температурой, имеющие в своем составе лед в течение длительного срока (3 года и более). Просадочность вечномерзлого основания может возникать при его протаивании под тепловым воздействием эксплуатируемого здания. Во избежание этого прибегают к устройству искусственного основания (утепление поверхности или предварительное протаивание и уплотнение) либо используют естественное основание, сохраняя его мерзлое состояние за счет специальных конструкций фундаментов, подполья и перекрытия над ним.

К мерзлым относят грунты, содержащие лед и имеющие постоянную отрицательную температуру. Мерзлые глинистые грунты обладают высокой прочностью, трудно поддаются механической обработке, но при оттаивании они превращаются в разжиженную массу с малой несущей способностью.

К свойствам мерзлых грунтов необходимо отнести также мгновенную и длительную прочность.

Мгновенной прочностью называют напряжение, вызывающее разрушение, грунта при мгновенном приложении нагрузки. Напряжения, вызывающие разрушение через определенный промежуток времени, называют длительной прочностью.

К числу типов свай, применяемых на вечномерзлых грунтах, относят сваи, устанавливаемые в предварительно пробуренные скважины и заполненные грунтовым раствором (7.1), сваи, установленные в предварительно оттаенные скважины с заливкой их грунтом, а также сваи, забиваемые в лидерные скважины (бу-розабивные) или без предварительной подготовки грунта.

Для строительства на вечномерзлых грунтах применяют деревянные, железобетонные и металлические сваи. По условиям передачи нагрузок сваи подразделяют на висячие (вмороженные в грунты) и сваи-стойки. Длина свай колеблется от 6 до 15 м.

Как известно, проблемы фундаментостроения в районах распространения вечномерзлых грунтов, в первую очередь, определяются особенностями инженерно-геокриологических условий площадок размещения газопромысловых сооружений. Мерзлые грунты являются нестабильными, динамичными во времени образованиями, характеризующимися специфическими свойствами: реологическими, просадочными, пучинистыми и т. д. В зависимости от комплекса природных факторов, формирующих геокриологические условия, грунты могут находиться в многолетне - и сезонномерзлом, сезонноталом, талом и переохлажденном состояниях, а, следовательно, обладать различными прочностными и деформационными свойствами.

Для обеспечения долговечной работы сооружений необходима разработка набора фундаментов для различного типа сооружений по назначению и конструктивным особенностям, используя который могут применяться наиболее эффективные фундаменты для конкретных сооружений в конкретных инженерно-геокриологических условиях.

Для каркасных зданий с технологическим оборудованием — это свайные фундаменты из металлических свай, рамно-пространственные большепролетные ростверки, ортотропные плиты перекрытий и др. Например, применение большепролетных ростверков, которые разработаны "Фундаментпроектом" позволяет в 4 раза уменьшить количество свай и термостабилизаторов (рис. 4).

Для вспомогательных сооружений и блок-боксов — целесообразно использовать малозаглубленные и поверхностные фундаменты, совмещающие несущие и охлаждающие функции (рис. 5).

Для внутрипромысловых и межплощадочных трубопроводов — эффективными являются противопучинные фундаменты и регулируемые опоры.

Также необходима разработка набора способов упрочнения и стабилизации грунтов оснований, из которого могут при проектировании выбираться наиболее эффективные.

В настоящее время для охлаждения пластичномерзлых и промораживания талых грунтов наибольшее распространение получили термостабилизаторы вертикальные, наклонные, горизонтальные различных конструкций.

38.Особенности строительства на сильно и неравномерно-сжимаемых грунтах.

К сильно сжимаемым грунтам относятся рыхлые пески, глинистые грунты с показателем текучести 0,5 и больше, высокопористые глинистые грунты. К мало сжимаемым относятся плотные пески, твердые и полутвердые глинистые грунты.
При анализе результатов изысканий, выполненных в местах строительства фундаментов, в первую очередь оценивают особенности залегания слоев и физико-механические свойства грунтов каждого слоя с целью выбора несущего пласта и определения прочности и сжимаемости основания. В качестве несущего слоя или основания в целом лучше всего использовать скальные или мало сжимаемые грунты. Не рекомендуется опирать низ свай, оболочек, столбов или подошву опускных колодцев на сильно сжимаемые грунты.

Выбор основания и связанное с ним назначение глубины заложения фундамента заключается в подборе несущего пласта грунта, который будет воспринимать давление от сооружения и передавать его на нижележащие подстилающие пласты слоистой толщи. При однородной (неслоистой) толще грунтов выбор основания сводится к определению необходимой глубины заложения фундаментов, при которой грунты воспринимают нагрузки от сооружения. Как в первом, так и во втором случаях осадки и крены фундаментов не должны превышать предельно допустимых значений.
Во всех случаях в качестве основания фундаментов стремятся принять мало сжимаемые или скальные грунты, а также грунты средней сжимаемости (песчаные грунты средней плотности сложения или тугопластичные глинистые грунты) (см. рис. 6.1, а, б).
Иногда основаниями свайных фундаментов являются сильно сжимаемые грунты (см. рис. 6.1, а) при условии обязательных полевых испытаний статической нагрузкой свай для уточнения их несущей способности.
Глубину заложения фундаментов назначают в зависимости от особенностей расположения несущего пласта грунтов и требований обеспечения предусмотренных проектом сооружения несущей способности и деформативности оснований и фундаментов в условиях неблагоприятного воздействия на них природных факторов.

При назначении глубины заложения фундаментов необходимо учитывать, что серийно выпускаемым в настоящее время оборудованием можно погрузить в разные покровные отложения, например в рыхлые пески или в пластичные связные грунты, призматические сваи на глубину до 24 м; полые железобетонные составные сваи на глубину до 40 м; стальные забивные сваи на глубину до 70 м; железобетонные оболочки на глубину до 50 м; буровые сваи на глубину до 40 м; опускные колодцы на глубину до 40 м.

Способ строительства зданий, сооружений на неравномерно сжимаемых грунтах, включающий воздействие на грунт для изменения его свойств, отличающийся тем, что в процессе возведения здания, сооружения с введением в его конструктивную схему дополнительных элементов жесткости, например железобетонных поясов, осуществляют поэтажные измерения деформаций и/или напряжений в основных и дополнительных элементах строения, причем измерения напряжений и осадок производят после возведения каждого этажа надземного строения выше второго, далее, определив напряженно-деформированное состояние на неравномерно сжимаемых грунтах с учетом жесткости надземного строения в пределах двух этажей, производят оценку допустимости уже возникших осадок и напряжений к моменту поэтажных измерений, фактических значений деформационных и прочностных характеристик грунтов оснований, ожидаемых значений напряжений и осадок к моменту возведения последнего этажа надземного строения и судят о необходимости и об объемах локального воздействия на грунт до завершения строительства, причем при необходимости воздействия на грунт основания строения прекращают возведение строения или продолжают только в той его части, в основании которой не требуется воздействие на грунт, осуществляют требуемое воздействие на грунт, например, закрепляют нагнетанием цементно-песчаных растворов, после чего продолжают возведение здания, сооружения.

39.Основные положения расчета и конструирования фундаментов при динамических нагрузках.

Основными источниками колебаний фундаментов и окружающего грунта являются: работа стационарно установленных машин и механизмов промышленного или хозяйственного оборудования, движение различных видов транспорта, выполнение некоторых строительных работ, взрывные работы, сейсмические воздействия, пульсация ветрового потока и т. п.

Расчет оснований и фундаментов под машины промышленного и хозяйственного оборудования состоит из следующих этапов.

1. Определение амплитуд колебаний фундаментов и сравнение их с предельно допустимыми цо условию:
2. Проверка среднего давления под подошвой фундамента
3, Расчет прочности элементов конструкции фундамента, выполняемый в соответствии с требованиями норм проектирования железобетонных и других конструкций.

Рис. 14.1. Схемы вынужденных колебаний фундамента: а — вертикальных; б — горизонтальных; в — вращательных
основания оценивают с помощью коэффициента равномерного сжатия в горизонтальном направлении

При эксцентричном приложении вертикальной и горизонтальной возмущающей динамической нагрузки помимо поступательных перемещений в вертикальном (z) и горизонтальном (х) направлениях будут происходить и вращательные колебания, характеризуемые Углами поворота относительно горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости колебаний (<р) и относительно вертикальной оси vr), проходящих через центр тяжести сечения (рис. 14.1, в).

Методы расчета фундаментов под машины с вращательным н возвратно-поступательным движением. Фундаменты под машины с вращательным и возвратно-поступательным движением следует проектировать и возводить:
рамными, состоящими из ряда поперечных или продольных рам, опирающихся на нижнюю опорную плиту или ростверк и объединенных поверху балками или плитами для придания фундаменту большей жесткости;
стенчатыми, представляющими собой систему продольных или поперечных стен, опираемых на опорную плиту и связанных поверху балками или плитами;
массивными, представляющими собой жесткую сплошную конструкцию, выполняемую, как правило, в монолитном варианте. Наиболее опасным явлением при эксплуатации фундаментов с динамическими нагрузками является возникновение резонансных колебаний, при которых частота возмущающей силы совпадает с частотой собственных колебаний фундамента. В этом случае амплитуда колебаний, возрастая в несколько раз, может быть опасной для несущей способности отдельных конструкций и даже всего фундамента в целом. В связи с тем что при проектировании фундаментов могут быть допущены неточности в расчете и при определении физико-механических характеристик грунтов, то после начала эксплуатации фундамента может возникнуть явление резонанса.