Определение размеров подошвы внецентренно нагруженных фундаментов мелкого заложения. Эпюры давлений под подошвой фундамента.

Внецентренно нагруженным считают фундамент, у которого равно действующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы.

При расчёте давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимают изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения при действии момента сил относительно одной из главных осей определяют как для случая внецентренного сжатия по формуле(из сопромата для сжатия с изгибом):

(1)

Подстановкой значений А= l·b, W=b²l/6 и M=N_II·e формула (1) приводится к виду (2)

(2)

где N_II- суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его уступах;

A - площадь подошвы фундамента;

е - эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы;

b - размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.

Эпюра давления грунта, рассчитанная по формуле (2), может быть однозначной и двузначной, как это показано на рис.1. Как правило, размер подошвы фундамента стараются подобрать таким образом, чтобы эпюра была однозначной, т.е. чтобы не было отрыва подошвы фундамента от основания. То есть есть должно выполняться условие

p_min>0 (3)

В противном случае в зазор между подошвой и грунтом может проникнуть вода, что нежелательно, поскольку это монет привести к ухудшению свойств грунтов основания.

Поскольку при внецентренном нагружении относительно одной из центральных осей максимальное давление на основание действует только под краем фундамента, при подборе размеров подошвы фундамента его допускается принимать на 20% больше расчётного сопротивления грунта R, т.е. p_max ≤ 1.2R (7)

Одновременно среднее давление по подошве фундамента, определяемое как для центрально нагруженного p_II=N_II/A, должно удовлетворять условию

p_II ≤ R (4)

В тех случаях, когда точка приложения равнодействующих внешних сил смещена относительно обеих осей инерции прямоугольной подошвы фундамента, как это показано на рис. 2, давление под её угловыми точками находят по формуле:

(5)

Поскольку в этом случае максимальное давление действует только в одной точке подошвы фундамента, допускается, чтобы его значение, найденное по формуле (5), удовлетворяло условию p^c_max ≤ 1.5R (6)

Одновременно проверяются условия (3) и (4).

На практике задачу подбора размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента решают следующим образом. Сначала принимают, что действующая нагрузка приложена центрально, и подбирают соответствующие размеры подошвы из условия (4), а затем уточняют их расчётом на внецентренную нагрузку, добиваясь удовлетворения условий (3),(6) или (7). При этом иногда смещают подошву фундамента в сторону эксцентриситета так, чтобы точка приложения равнодействующей всех сил совпадала с центром тяжести подошвы фундамента (см. рис.2,б).

Еще пример внецентренно нагруженного фундамента мелкого заложения: Жилой дом с подвалом(последний).

39. Возведение заглубленных и подземных сооружений методом «стена в грунте». Технология устройства. Монолитный и сборный варианты.

Конструкции, сооружаемые способом «стена в грунте»: а – котлованы в городских условиях; б – подпорные стенки; в – тоннели; г – противофильтрационные диафрагмы; д – подземные резервуары.

В грунте делаются выработки требуемой формы и конфигурации, заполняемой монолитным или сборным железобетоном.

Резко сокращаются объемы земляных работ, обеспечивается наилучшая сохранность окружающих зданий и сооружений, обеспечиваются наилучшие гидрогеологические условия внутри здания.

Способы устройства классифицируются:

1) по форме стены;

2) свайная или траншейная, сухая или мокрая;

3) по применяемым конструкциям: монолитная, сборная, сборно-монолитная.

Сухой способ применяется в связных грунтах при глубине стены в грунте не более 7м.

При устройстве свайного варианта с целью обеспечения прочности стены бурение осуществляют с применением специальных обсадных труб.

Армирование свай может осуществляться как каждой отдельно, так и одним каркасом на несколько слоев. Работу по устройству стены свайным методом осуществляют захватками, объем которых определяется интенсивностью бетонирования. Способы установки арматуры бетонирования ничем не отличаются от способов устройства набивных свай.

При устройстве стены в грунте траншейным методом применяются машины циклического и непрерывного действия: одноковшовые экскаваторы с удлиненной рукоятью или напорным грейфером, либо штанговые экскаваторы.

Объем принимается в зависимости от интенсивности бетонирования, как правило 50-60 кубов.

При бетонировании стены в грунте с целью экономии бетона, в нем могут устраивать сквозные или замкнутые проемы, заполненные после их образования глинисто-щебеночно-песчаной смесью.

В качестве сборных железобетонных элементов стены в грунте, применяются железобетонные панели на всю высоту стены, шириной от 0,5 до 5м и толщиной от 20 до 120см.

Технология монтажа сборных элементов стены в грунте следующая: по верху траншеи устанавливается воротник из монолитного железобетона. Устанавливается пространственный кондуктор в траншею, опирающийся на воротник. Если после установки панели, верх ее ниже проектной отметки, панель вынимается и вниз траншеи подсыпается щебень. Если верх панели выше проектной отметки, ее несколько раз приподнимают и резко опускают. Соединение панелей друг с другом осуществляется с применением специальных узловых соединений, в которые входят прокатные металлические элементы. После монтажа и соединения панели с последующей, осуществляют засыпку пазух компонажным материалом в виде глинисто-цементно-песчаного раствора, либо глинисто-цементно-щебеночного раствора. В тех случаях, когда с внутренней стороны стенки, будет разрабатываться грунт, пазухи заполняют песчано-гравийной смесью.