5. Общая оценка условий и назначение возможных вариантов оснований и фундаментов

1. Классификация фундаментов

Фундаменты классифицируют по нескольким параметрам.

Классификация по материалу. По материалу, из которого изготовлен фундамент, различают деревянные, каменные, бетонные, железобетонные и металлические фундаменты.

Классификация по глубине заложения. Выделяют фундаменты мелкого заложения, фундаменты средней глубины заложения и фундаменты глубокого заложения. Фундаменты мелкого заложения, как правило, изготавливают в предварительно отрытых на всю глубину заложения котлованах. Форма потери несущей способности грунтового основания фундамента мелкого заложения показана на рисунке 2. Строго фиксированного размера глубины заложения, до которого фундамент считается фундаментом мелкого заложения, нет. Для фундаментов производственных, общественных и жилых зданий фундаментами мелкого заложения считаются фундаменты с глубиной заложения до 3 - 4 м. Фундаменты, изготовленные из одного или нескольких «длинных» элементов погруженных в грунт для передачи нагрузки от сооружения на глубоко расположенные слои грунтов и, как правило, объединенных сверху единой конструкцией, называются свайными фундаментами. Свайные фундаменты по глубине заложения могут быть глубокого заложения и средней глубины заложения.

Классификация по способу изготовления. Различают фундаменты, изготавливаемые непосредственно на строительной площадке, например каменные и монолитные фундаменты, и фундаменты, устраиваемые на строительной площадке из готовых элементов. Кроме того, различают фундаменты, устраиваемые в предварительно отрытых котлованах на всю глубину заложения и фундаменты, устраиваемые без отрывки или с отрывкой котлованов не на всю глубину заложения.

Классификация по типу основания. Подразделяют фундаменты на естественном и искусственно улучшенном основаниях.

Классификация по конструктивным особенностям. Классифицируют отдельно стоящие, ленточные и плитные фундаменты.

Классификация по характеру работы. Выделяют жесткие фундаменты – фундаменты, в элементах которых изгибающие силовые факторы малы, и гибкие фундаменты – фундаменты, в элементах которых возникают значительные изгибающие моменты.

2. Оценка грунтовых условий

Вопрос об определении несущего слоя грунта, будь то свайный фундамент или фундамент мелкого заложения, является одним из самых важных при выборе типа фундамента и назначении его глубины заложения. Несущим слоем грунта является слой, на который непосредственно опирается подошва фундамента или, в случае свайных фундаментов, до которого доводятся острия свай. Фундаменты следует, по возможности, опирать на надежные (малосжимаемые) грунты. Оценка свойств грунтов производится на основании анализа материалов инженерно-геологических изысканий, которые выполняются специализированными организациями. Грунты по возможности их использования в качестве несущего слоя фундаментов подразделяются на три группы: надежные грунты, слабые грунты и грунты, занимающие промежуточное положение между слабыми и надежными грунтами.

К категории слабых грунтов, которые не могут служить естественными основаниями фундаментов сооружений, относятся сильносжимаемые грунты с модулем деформации E < 5 МПа и структурно неустойчивые грунты, в том числе: неслежавшиеся насыпные грунты, илы, торфы и заторфованные грунты, рыхлые пески, текучие и текучепластичные глинистые грунты, лессовые просадочные и вечномерзлые грунты.

К надежным грунтам относятся: скальные и крупнообломочные грунты, пески плотные и средней плотности, глинистые грунты твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции.

Слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, называются основанием фундамента. Основание фундамента воспринимает на себя нагрузки, передаваемые фундаментом от надфундаментных конструкций, обеспечивает устойчивость и обуславливает деформации как фундамента, так всего сооружения в целом.

Оценку свойств грунтов производят послойно, сверху вниз, по геологическим разрезам, устанавливая характеристики каждого слоя грунта и определяя его возможность быть использованным в качестве несущего слоя. Слои грунта, имеющие близкие значения характеристик физического состояния и сжимаемости, объединяются в так называемые свиты, которые при выборе несущего слоя грунта и типа фундамента рассматриваются как однородные.

При всем многообразии грунтовых условий с некоторыми допущениями можно выделить три характерные схемы, показанные на рисунке 19.

Схема 1. С поверхности на большую глубину залегают надежные грунты. Толща их может состоять из нескольких слоев. Строительные качества грунтов всех подстилающих слоев не ниже качества грунтов верхнего слоя толщи.

Схема II. С поверхности на некоторую глубину залегают один или несколько пластов слабых грунтов, ниже которых рас­полагается толща надежных грунтов.

Схема III. На некоторой глубине слоистой толщи залегает один или несколько пластов слабых грунтов.

Н а основании оценки свойств отдельных слоев грунта и грунтового основания в целом делается вывод о возможности использования грунтов в качестве несущего слоя в естественном состоянии, определяется необходимость улучшения строительных свойств грунта, назначаются возможные варианты фундаментов.