Раздел 3. Основания и фундаменты.

Тема 3.1. Общие сведения об основаниях и фундаментах.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ПРОСТЕЙШИЕ ТИПЫ ФУНДАМЕНТОВ Основные понятия

Всякое инженерное сооружение опирается на землю и передает ей давление от собственного своего веса и действующих на него нагрузок. Для передачи и распреде­ления этого давления на грунт устраивают фундамент, служащий опорным элемен­том сооружения.

Так как поверхностные слои грунтов обычно имеют небольшую несущую спо­собность и периодически подвергаются промерзанию, оттаиванию и размыву проте­кающими водами, то фундамент, как правило, заглубляют до более прочных слоев грунта. Толщу грунта, воспринимающую давление, передаваемое фундаментом со­оружения, называют основанием. Несущая способность грунтов основания зависит от их структуры и физических свойств. Большое влияние на качество грунтов как осно­вания инженерных сооружений оказывают гидрологические условия в месте строи­тельства, а также методы производства работ по устройству фундаментов со­оружения.

Грунты, которые могут служить основанием инженерных сооружений, разде­ляются на скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные грунты.(граниты, песчаники, известняки и др.) в большинстве случа­ев имеют большую прочность но при достаточной мощности пластов обычно служат надежным основанием для сооружений. Некоторые скальные породы, как гипс и сла­бый известняк, могут растворяться проникающей к ним водой. В результате этого об­разуются пустоты, называемые карстами, которые опасны для строящихся сооруже­ний.

Крупнообломочные грунты состоят из несвязанных между собой обломков гор­ных пород угловатых неокатанных ( дресва) или скатанных (галька, гравий). В щебне и гальке половину (по массе) составляют частицы в дресве и гравии таких частиц менее половины. Крупнообломочные породы имеют большую несущую способность, водонепроницаемые, малосжимаемые и обычно служат хорошим основанием сооруженй.

Глинистые грунты содержат мельчайшие частицы (менее 0,005 мм), придаю­щие глинам пластичность. В зависимости от содержания таких частиц различают су­песи (3 — 10% по массе), суглинки (10 — 30%) и глины (более 30%). В глинистых грунтах наблюдается не только трение между их частицами, но и сцепление. В гли­нистых грунтах, кроме свободной воды, содержится также связанная вода в виде пле­нок, покрывающих частицы. Сухие плотные глинистые грунты имеют высокую несущую способность. С увеличением влажности грунт набухает, переходя из твер­дой консистенции в пластичную. При этом его несущая способность уменьшается. Под нагрузкой глинистые грунты дают длительные осадки тем большие, чем больше влажность грунта.

В мостах фундаменты опор и их основание — это очень ответственные элементы со­оружения, от качества и надежности которых в большой степени зависит долговеч­ность моста и безопасность его эксплуатации. Современная техника строительства располагает различными приемами и средствами, дающими возможность устраивать фундаменты в различных гидрогеологических условиях, в частности при .большой глубине заложения. В тех случаях, когда естественный грунт не может служить основал искусственное основание.

Применяемые фундаменты мостовых опор различают по глубине их заложения и по особенностям конструкции.

По глубине заложения фундаменты могут быть мелкого или глубокого заложения. Фундаменты мелкого заложения заглубляют не более чем на 6 м и возводят в откры­тых котлованах. Расчетная несущая способность таких фундаментов характеризуется передачей давления грунту только их подошвой. Фундаменты глубокого заложения передают давление на слои грунта, находящиеся на большой глубине. Их возведение требует применения специальных методов работ. Фундамент глубокого заложения передает давление грунту как подошвой, так и боковыми поверхностями. По своей конструкции фундаменты опор мостов бывают массивными, ленточными, свайными, из оболочек, опускных колодцев или кессонов.

Массивные фундаменты в виде сплошного массива кладки, опирающегося нижней поверхностью, (подошвой) на грунт основания, обычно применяют при мелком зало­жении.