Проектирование фундаментов в вытрамбованных котлованах

3.104. При устройстве фундаментов в вытрамбованных котлованах глу­бина трамбования обычно составляет 0,6-3 м. Трамбовка, имеющая форму фундамента, падает по направляющей штанге с высоты 4-8 м. При небольших размерах фундаментов и нагрузках на них забивают трамбовку-шаблон (с последующим ее извлечением) .

После вытрамбовывания котлован заполняется враспор монолитным бетоном или устанавливается сборный фундамент, имеющий близкие к котловану форму и размеры.

3.105. При вытрамбовывании вокруг котлована образуется уплотненная зона (рис. 51), в пределах которой повышается плотность грунта и устраняются просадочные свойства.

Примечание. За уплотненную зону принимается массив грунта, в пределах которого плотность сухого грунта составляет более 1,55 т/м³.

3.106. Фундаменты в вытрамбованных котлованах подразделяются:

по глубине заложения: мелкого заложения при (см. рис. 51, а) и удлиненные при (см. рис. 51,6);

по способу устройства:

без уширения основания с плоской пли заостренной подошвой (рис. 51, а) и с уширением основания (рис. 51,6).

3.107. По взаимному расположению и характеру взаимодействия с грунтом основания фундаменты подразделяются на отдельно стоящие, на которые не распространяется взаимное влияние одного фундамента на другой как при вытрамбовывании котлованов, так и при передаче нагрузки на грунт, и ленточные прерывистые фундаменты, устраиваемые в близ­ко расположенных один от другого котлованах, в которых необходимо учитывать взаимное влияние соседних фундаментов как при вытрамбовывании котлованов, так и при анализе их работы.

3.108. Фундаменты в вытрамбованных котлованах применяются на просадочных грунтах с числом пластичности , плотности сухого грунта т/м³; степени влажности для фундаментов нег­лубокого заложения и - для удлиненных фундаментов.

Рис. 51. Фундаменты в вытрамбованных котлованах

а - обычный б - с уширенным основанием

1 - фундамент 2 - втрамбованный жесткий материал 3 - уплотненная зона

3.109. Применение фундаментов в вытрамбованных котлованах в гру­нтах II типа по просадочности допускается:

при условии, если суммарная величина просадки грунта от собственного веса и осадки фундамента от нагрузки не превышает предельно допустимых величин для проектируемых зданий и сооружений;

для производственных и складских одноэтажных зданий с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам, и наг­рузкой на отдельный фундамент до 400 кН при максимальной величине просадки грунта от собственного веса до 20 см и при условии применения комплекса водозащитных и конструктивных мероприятий.

3.110. Целесообразно применять следующие виды фундаментов в вытрамбованных котлованах:

столбчатые - для каркасных промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий при вертикальной нагрузке на них до 2000 кН;

ленточные прерывистые и столбчатые - для бескаркасных жилых и про­мышленных зданий при нагрузке до 300 кН/м.

Фундаменты с уширенным основанием рекомендуется применять при нагрузках свыше 500-800 кН.

3.111. Допустимое расстояние от зданий и сооружений при трамбовании трамбовкой массой 3-6 т принимается:

от зданий и сооружений, не имеющих трещин в стенах, - не менее 10 м;

от зданий и сооружений с трещинами в стенах, а также от инженерных коммуникаций, выполненных из чугунных, керамических, асбестовых и железобетонных труб, - не менее 15 м.

При массе трамбовок менее 3 т указанные расстояния могут быть уме­ньшены в 1,5 раза.

3.112. Проект фундаментов в вытрамбованных котлованах должен содержать:

план отрывки котлована под здание или сооружение с отметками пове­рхности вытрамбовывания;

размеры в плане и глубину отдельных котлованов;

размеры, форму, массу трамбовки, высоту ее сбрасывания и ориентировочное количество ударов для вытрамбовывания котлованов на заданные глубины;

влажность грунта, при которой рекомендуется осуществлять вытрамбовывание котлованов, а при необходимости повышения влажности до оп­тимального значения - требуемое количество воды для увлажнения;

ориентировочные размеры уплотненной зоны при принятых размерах трамбовки и режиме трамбования;

минимально допустимые расстояния между котлованами ленточных прерывистых фундаментов;

размеры уширений в основании, объем жесткого материала (бетона, щебня, песчано-гравийной смеси и т. п.), втрамбовываемого в дно котлована, количество порций и объем одной порции;

расчетные значения прочностных характеристик и модуля деформации уплотненных грунтов, условное расчетное сопротивление уплотненного грунта, действующие нагрузки на фундаменты;

особые требования по технологии производства работ, контролю качества и приемке работ.

3.113. Отрывка котлована под здание или сооружение производится до отметки основания пола, с которой должно вестись трамбование. Планировка дна котлованов осуществляется под одну отметку или с уступами. Растительный слой и насыпной грунт с содержанием органического веще­ства более 0,05 должны быть полностью удалены.

При значительной толщине растительного или насыпного слоя, а также уклонах местности планировка дна выполняется подсыпкой местного глинистого грунта оптимальной влажности с уплотнением его до плотности сухого грунта 1,55-1,6 т/м³. Уплотнение грунта в подсыпке до более высокой плотности снижает эффективность вытрамбовывания.

3.114. Толщина подсыпки при планировке котлована под здание или сооружение не должна превышать величины , принимаемой равной

(148)

где - глубина вытрамбовывания котлована, м;

- ширина или диаметр вытрамбованного котлована в его среднем по глубине сечении, м;

- толщина уширения из жесткого материала, определяемая по п. 3.133.

При необходимости выполнения подсыпки из лессового грунта на бо­льшую глубину нижняя ее часть, начиная с глубины должна укладыва­ться до плотности сухого грунта т/м³.

3.115. Расположение вытрамбованных котлованов в плане для каркасных зданий принимается в соответствии с планом колонн и действующими нагрузками. Под каждую колонну вытрамбовывается отдельный котлован, под спаренные колонны у деформационных швов котлован вытрамбовывается в два следа. У деформационных швов допускается применять один фундамент с уширенным оголовком под колонны или увеличенными глубиной вытрамбовывания и размерами уширенного основания.

3.116. Фундаменты бескаркасных зданий располагаются в вытрамбова­нных котлованах по осям стен на расстояниях, определяемых исходя из на­грузок на фундаменты, планов расположения стен, длины фундаментных балок, прочности и деформативности цокольных панелей и панелей техни­ческого подполья, а также с учетом возможности вытрамбовывания близко расположенных котлованов.

Во всех случаях фундаменты располагаются в местах пересечения стен. При пересечении стен на расстояниях до 1,5 м, например у лоджий в жилых зданиях, допускается принимать один фундамент с устройством ростверков или уширенных оголовков соответствующих размеров.

3.117. При расстояниях в свету поверху между фундаментами они рассматриваются как отдельно стоящие, а при - как ленточные прерывистые.

Минимально допустимые расстояния в свету поверху между отдельными котлованами ленточных прерывистых фундаментов (исходя из условия ограничения вертикальных и горизонтальных перемещений грунтов при вытрамбовывании) принимают равными:

при последовательном вытрамбовывании котлованов в один этап ;

при вытрамбовывании котлованов и бетонировании фундаментов в два этапа, т. е. через один фундамент, .

Минимальное расстояние в осях между соседними фундаментами с уширенным основанием должно быть не менее .

3.118. Размеры в плане и конфигурация вытрамбованных котлованов принимаются в соответствии с конструкцией фундаментов.

Глубина вытрамбованных котлованов принимается с учетом требований разд. 2, а также в зависимости от связи котлована с каналами, приямками, тоннелями. При расположении каналов, приямков и т. д. на расстояниях в свету от фундаментов менее глубина вытрамбовывания котлованов принимается не выше отметки заложения близкорасположенных ко­ммуникаций.

Минимальная глубина вытрамбованных котлованов для фундаментов неглубокого заложения без уширения основания должна быть не менее величины, определяемой по формуле

(149)

где - максимальная толщина уплотненного слоя под котлованами, принимаемая по п. 3.122;

- среднее значение плотного сухого грунта природного сложения (или насыпного) в пределах слоя от отметки трамбовки до нижней границы уплотненной зоны, т/м³;

- среднее значение плотности сухого грунта в пределах уплотняемой зоны, определяемое по формуле

(150)

где - плотность грунта, т/м³;

- степень влажности уплотненного грунта, принимаемая 0,9;

- влажность;

- плотность воды принимаемая равной 1 т/м³.

Для фундаментов с уширенным основанием минимальная глубина трамбовки принимается .

3.119. Форма трамбовок в плане при трамбовании котлованов под обычные фундаменты принимается квадратной, прямоугольной или круглой с плоским или заостренным основанием. Уклон боковых стенок трамбовок принимается в пределах от 115 до 1:3.

Для трамбования котлованов под фундаменты с уширенным основанием применяются трамбовки квадратной, шестигранной или круглой фо­рмы в плане с углом заострения нижнего конца 60-90°. При значительных горизонтальных нагрузках, а также для увеличения опорной площади верх­няя часть трамбовки уширяется путем устройства раструба. Во всех случаях высота трамбовки должна превышать максимальную глубину трамбования котлованов на 10-20 см. Масса трамбовки назначается исходя из того, чтобы удельное статическое давление по основанию трамбовки было для фундаментов без уширения основания - не менее 30 кПа и с ушире­нным основанием - 50 кПа.

3.120. Высота сбрасывания трамбовок принимается равной 4-8 м.

Число ударов трамбовки для получения заданной глубины прибли­женно определяется по формуле

(151)

где - заданная глубина вытрамбованного котлована;

- коэффициент, учитывающий состояние грунта по влажности, при­нимаемый равным 1 при вытрамбовывании котлованов в грунтах с влажностью, близкой к оптимальной, а при понижении влажнос­ти более, чем на 0,03-0,05 от оптимальной - 0,7;

- средняя величина понижения дна котлована за один улар трамбов­ки принимается для трамбовок с плоским основанием площадью А м²

см;

см;

см;

для трамбовок с заостренным нижним концом - =15 см.

Необходимое число ударов трамбовки для трамбования жесткого материала при создании уширенного основания определяется для каждой порции засыпки высотой по формуле (151). При этом приведенные выше средние величины понижения дна котлована уменьшаются в 1,5 раза.

3.121. Вытрамбовывание котлованов должно производиться при оптимальной или близкой к ней влажности грунта. Отклонение от оптимальной влажности при вытрамбовывании котлованов под фундаменты без уширения допускается не более чем на ±0,05, с уширенным основанием не более чем на ±0,02.

Ориентировочное значение оптимальной влажности и»в для пылевато-глинистых грунтов принимается , где - влажность на границе раскатывания.

Необходимый объем воды , м³. для получения оптимальной влажности грунта под каждый котлован определяется по формуле

(152)

где - оптимальная влажность грунта;

- площадь проекции уплотненной зоны, м², определяемая с учетом п. 3.122.

3.122. Толщина уплотненного слоя под фундаментами в вытрамбованных котлованах без уширения основания (см. рис. 51, а) приближенно принимается , а ширина уплотненной зоны на глубине (0,15-0,25) - равной .

3.123. Удлиненные фундаменты в вытрамбованных котлованах по несущей способности грунтов основания рассчитываются исходя из условия

(153)

где N - расчетная вертикальная нагрузка, кН, передаваемая на фундамент;

- нагрузка на фундамент, кН, соответствующая расчетному сопроти­влению грунта основания, называемая в дальнейшем для краткости «несущей способностью фундамента», определяемая по пп. 3.134-3.139;

- коэффициент надежности, принимаемый равным при определении несущей способности фундаментов расчетом  а по данным статических испытаний опытных фундаментов .

3.124. Расчетные величины горизонтального перемещения и угла поворота фундамента допускается принимать по результатам испытаний опытных фундаментов в аналогичных грунтовых условиях.

3.125. Столбчатые и ленточные прерывистые фундаменты в вытрамбо­ванных котлованах проектируются монолитными, бетонируемыми враспор со стенками котлованов, с устройством опалубки под стаканы для ко­лонн и гнезда для опирания фундаментных балок.

3.126. Сопряжение колонн с отдельно стоящими фундаментами осуществляется с помощью стакана, анкерных болтов, анкерной плиты. Для опирания фундаментных балок в верхней части фундаментов устраивают соответствующих размеров гнезда (см. рис. 52,а) и устанавливают балки на подбетонку (см. рис. 52,в) или непосредственно на фундамент (см. рис. 52, б).

Опирание кирпичных и блочных стен на отдельно стоящие столбчатые фундаменты осуществляется через фундаментные балки.

3.127. Конструкция подземной части зданий при ленточных прерывис­тых фундаментах в вытрамбованных котлованах включает:

для кирпичных и крупноблочных зданий - сборные бетонные блоки на ленточных прерывистых фундаментах (рис. 53,а), а при значительных расс­тояниях между ними дополнительно железобетонные перемычки (рис. 53, б) или фундаментные балки;

для крупнопанельных зданий - цокольные стеновые панели н панели те­хнического подполья на ленточных прерывистых фундаментах (рис. 53,в);

при высоком ростверке - железобетонный пояс и подколенники, уста­навливаемые на отдельные фундаменты (рис. 53, г).

Установка сборных элементов на ленточные прерывистые фундамен­ты выполняется на цементном растворе.

Рис. 52. Сопряжение колонн с фундаментом