Особенности возводимых сооружений

При проектировании того или иного типа фундамента для сооружений и зданий различного назначения следует учитывать особенности возводимых сооружений.

Особенности возводимых сооружений являются :
1) величина и характер нагрузок, передаваемых на фундаменты;
2) наличие подземных этажей, подвалов, подполий, приямков и других устройств, заглубленных в грунт;
3) характер конструкций, через которые нагрузка передается на фундаменты ( колонны каркаса, анкерные болты, несущие стены, распорные конструкции и другие);
4) чувствительность надземных конструкций к возможному развитию неравномерных осадок.

Нагрузки, передаваемые надземными конструкциями на фундаменты, обусловливают их размеры в плане и ожидаемые осадки этих фундаментов при данном напластовании грунтов. В определенных грунтовых условиях тяжелые сооружения и чувствительные к развитию неравномерных осадок могут потребовать заглубления фундаментов до более надежного грунта по сравнению с фундаментами сооружений легких и малочувствительных к неравномерным осадкам.

Иногда высота фундамента, обусловленная прочностью его материала, заставляет делать фундаменты более глубокими. В частности при устройстве фундаментов под тяжелые металлические колонны высота фундаментов обусловливается необходимостью заделки анкерных болтов. Когда нагрузка имеет составляющую, действующую вверх( анкерные фундаменты) или в горизонтальном направлении , глубину заложения фундаментов определяют требованиями их устойчивости.

Наличие подземных устройств ( этажей, подвалов, подполий, приямков , глубоких фундаментов под оборудование и др.) заставляет подошву фундаментов делать ниже таких устройств.

Рисунок-1. Заглубление фундамента от отметки пола подвала

а-при отсутствии гидроизоляции; б-при наличии гидроизоляции подвальных помещений ; hk-толщина пригрузочного бетонного пола ; hп-высота фундаментной подушки ; 1-гидроизоляция, 2-замок из гидроизоляции; 3-стяжка

В частности, фундаменты обычно заглубляют в нескальные грунты не менее чем на 50 см ниже отметки пола подвала. Кроме того, уширенные части фундаментов обычно должны находиться ниже пола подвала ( рис-1,а). В случае устройства внутренней гидроизоляции подвальных помещений минимальная глубина заложения dmin=hп+hk+5 см. Если ожидается развитие осадки фундамента после устройства гидроизоляции , в месте возможного ее разрыва устраивается специальный замок ( вставка) из вязкого водонепроницаемого материала ( рис-1, б).

Рисунок-2. Случаи примыкания к существующим фундаментам :

1-существующий фундамент; 2-проектируемый фундамент; 3-шпунт

При примыкании проектируемых фундаментов к существующим различают случаи : подошва проектируемых фундаментов располагается выше глубины расположения существующих фундаментов ( рис-2,а), на одном и том же уровне ( рис-2,б,в) и ниже подошвы существующего фундамента ( рис-2,г,д). Значение тангенса угла β:
tgβ ≤ tg φ1 +c1/p1,
где φ1-расчетное значение угла внутреннего трения; с1-расчетное удельное сцепление ;р1-интенсивность давления по подошве расположенного выше фундамента. В случаях б ,в,г,д ( рис-1) необходима проверка устойчивости существующего фундамента.Когда вновь возводимые фундаменты приходится делать на различных отметках, переход от большей глубины заложения к меньшей осуществляется уступами, как изображено на рис-3, где tg β определяется по формуле: tgβ ≤ tg φ1 +c1/p1.

Рисунок-3. Высотное расположение уступов в смежных отдельных фундаментах (а) и ленточном фундаменте (б) (размеры в м)

В связных грунтах ( при с≥ 50 кПа) можно принимать tgβ=1. Для ленточных фундаментов высота уступов обычно принимается 0,5…0,6 м, а длина участка фундамента 1…1,2 м.

Рисунок-4. Крепление стены котлована в разрезе

1-существующий фундамент; 2- стена в грунте; 3-наклонные анкера

В случае необходимости устройства фундаментов на существенно разных отметках, тем более при примыкании глубокого закладываемых фундаментов к существующим, необходимо устраивать надежное крепление стен котлованов, которое не должно иметь горизонтальных смещений.

Рисунок-5. Устройство фундамента методом «стена в грунте» в плане:

1-существующий фундамент; 2- стена в грунте
Одним из методов устройства таких креплений является заанкеренная шпунтовая стенка или возведение фундаментов методом «стена в грунте «, устраиваемой путем секущихся скважин ( рис-5).

◊ Влияние способа производства работ по устройству фундаментов

Поскольку способ производства работ может повлиять на сохранность структуры грунтов в основании, следует глубину заложения фундаментов и их устройство выбирать в зависимости от применяемого способа отрывки котлована.При напластовании грунтов можно либо заложить фундамент выше уровня подземных вод( рис-6,б) -это гарантирует сохранность плывунных песков, либо прорезать их и врезаться в подстилающий суглинок (рис-6,а), либо сделать свайные фундаменты( рис-6,в).

Рисунок-6. Варианты устройства фундаментов с учетом способов производства работ:

1-глинистые грунты; 2-песок пылеватый плывунный; 3-суглинок полутвердый

В случае когда закладывают фундамент выше уровня подземных вод ( рис-6, вариант б) не требуется водоотлив, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, работы могут быть выполнены в кратчайший срок.По варианту(рис-6, а ) потребуется шпунтовое крепление стен котлована , водоотлив, резко увеличивающий стоимость земляных работ; при варианте(  рис-6, в) приходится забивать сваи в грунт.Окончательный выбор варианта должен основываться на технико-экономических расчетах.