Расчеты оснований по предельным состояниям, технико экономический анализ и окончательное решение

Для одного или нескольких сечений здания (зависит от конфигурации, нагрузок, сложности напластования) производятся расчеты фундаментов, определяются размеры фундаментов в плане, количество и расположение свай, проектируются фундаменты для каждого варианта. Оцениваются все виды работ по возведениюю фундаментов, делается технико-экономическое сравнение вариантов по минимуму приведенных затрат (стоимость, трудоемкость, продолжительность) и выбирается оптимальное проектное решение.

8. Принципы расчетов оснований по предельным состояниям

Этот принцип заключается в следующем: усилия дейтсвующие на конструкцию, или возникающие в ней напряжения, перемещения и деформации не должны превышать соответсвующих предельных величин.

Расчеты по предельным состояниям подразделяется на 2 группы:

• первая группа — расчет по несущей способности (на прочность и устойчивость)

• вторая группа — расчет по деформациям (не допустить чрезмерных осадок, при которых нарушится нормальная эксплуатация сооружения).

Если нет больших горизонтальных нагрузок, то расчет фундаментов ведется только по деформациям и сущность расчета заключается в обеспечении условия:

Соблюдение этого условия позволяет нам считать осадки в линейной области и рассчитывать прочность оснований.

Если на фундамент действуют большие горизонтальные нагрузки, а так же если фундамент расположен на откосе то расчет ведется по прочности или устойчивости основания и должно быть обеспечено условие: где - давление под подошвой фундамента; – коэффициент запаса.

При расчете по деформациям (осадкам) нагрузки на фундамент принимаются расчетными с коэффициентом безопасности по нагрузке (т.е. Фактически нормативными), а при расчете на устойчивость с больше 1 и учитывается особое сочетание нагрузок (по СНиП 2.01.07).

По деформациям — на основное сочетание, на прочность — на основное сочетание и особое.

Итак, согласно СНиП 2.02.01-83* и СП 50-101-2004 «Проектирование и строительство оснований и фундаментов зданий и сооружений» расчет оснований по деформациям выполняется во всех случаях, а по несущей способности в тех случаях, если:

• на основание передаются большие горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций);

• сооружение расположено на откосе или вблизи его

• основание сложено водонасыщенным глинистыми грунтами при степени влажности и коэффициенте консолидации

• Основание сложено скальными грунтами.

9. Расчет оснований по деформациям

Цель расчета — ограничить абсолютные или относительные перемещения пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация здания или сооружения и не снижается его долговечность.

Деформации основания подразделяются на:

• осадки — деформации, которые происходят в результате уплотнения грунта под действием внешних нагрузок и собсвенного веса грунта, не сопровождающиеся коренными изменнением его структуры

• просадки — деформации, которые происходят в результате уплотнения и как правило коренного изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собвсенного веса, так и дополнительных факторов (например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т. п.)

• подъем и осадки — деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта)

• оседания — деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологическых условий, понижением уровня подземных вод и карстовыми процессами

• горизонтальные перемещения — деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадке грунтов от собвсенного веса и т.п.

• Провалы — деформации земной поверхности с нарушением сплошности грунтов, образующиеся в следствии обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями и горными выработками.

В зависимости от причин возникновения деформации поразделяют на два вида:

• первый — деформации от внещней нагрузки на грунт (осадки, просадки, горизонтальные перемещения)

• второй — деформации не связанные с внешней нагрузкой на основание (оседание, подъемы просадки грунтов от собсвенного веса и т. п.)

Расчет оснований по деформациям должен производиться исходя из условия совместной работы сооружения и основания.

Она может характеризоваться:

• абсолютной осадкой (подъемом) основания S отдельного фундамента

• средней осадкой основания сооружения S

• относительной разностью осадок (подъемов) двух фундаметов , где L – расстояние между фундаментами

• креном фундамента (сооружения)

• относительным прогибом или выгибом (L – длина однозначно изгибаемого участка сооружения)

• горизонтальным перемещением фундамента (сооружения)

Расчет оснований по деформация производят исходя из условия:

S – совместная деформация основания и сооружения;

— предельное значение совместной деформации основания и сооружения.