Пинскер Г.М. - Расчет и конструирование фундаментов

6С4.3 П32
УДК 624.15.04
Пинскер Г. М. Расчет и конструирование фундаментов промышленных зданий. Киев, «Будiвельник», 1973, стр. 152.
Книга содержит практические примеры расчета и конструирования монолитных и сборных фундаментов при различных условиях строительства сложных промышленных зданий. Рациональные схемы расчетов разработаны для разных типов фундаментов. Большое внимание уделено конструированию фундаментов. Показана зависимость конструкции фундамента от различных факторов, описаны виды стыков фундаментов с монолитными и сборными железобетонными и металлическими колоннами каркаса здания. Разработаны указания н рекомендации по проектированию железобетонных фундаментов.
Рассчитана книга на инженеров-проектировщиков, занятых проектированием промышленных зданий и сооружений различного назначения.
Таблиц 29, рисунков 83, библиография из 40 наименований.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одна из основных задач в области строительства заключается в снижении его стоимости, что может быть достигнуто за счет уменьшения расхода материалов и сокращения сроков строительства объектов. Эта задача может быть решена комплексно, на основе решения ряда вопросов, возникающих в процессе проектирования и строительства. К основным из них на стадии проектирования относятся выбор рациональной схемы конструкции, широкое использование на практике высокопрочных материалов, повсеместное применение типовых и индустриальных конструкций, разработка и внедрение передовых методов расчета, позволяющих эффективно использовать свойства материала и правильно оценить действительные запасы прочности конструкций, уменьшить срок и повысить качество проектирования на основе научной организации труда инженерно-технического персонала проектных организаций.
Существенная часть общих затрат на сооружение корпусов современных промышленных зданий приходится на устройство фундаментов. Стоимость их составляет около 8—10% общей стоимости строительства. Поэтому вопросы выбора типа фундамента, его конфигурации, материалов и вопросы применения сборных или монолитных конструкций следует решать только «а основе технико-экономического расчета.
Фундамент здания должен обеспечивать его нормальную эксплуатацию, не допускать опасных и неравномерных осадок основания. При надлежащей прочности и долговечности фундаменты должны отвечать требованиям максимальной индустриализации изготовления, транспортировки и монтажа при наименьшем расходе материалов. Конструкции фундаментов должны обеспечивать быстрое завершение работ нулевого цикла, точную установку колонн каркаса здания при минимальных трудозатратах на их устройство.
Автор выражает благодарность доценту Слюсаренко С. Л. за ценные указания при рецензировании рукописи, а также Горбачевой А. В., Пархману Ю. Б. и Верховинцу Ю. И. за помощь, оказанную при подготовке рукописи.
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
§ 1. Основные положении
Фундаменты как опорные элементы сооружения должны обеспечить нормальную эксплуатацию и долголетнюю службу конструкций зданий.
Проектирование фундаментов должно быть тесно связано с конструированием всего корпуса здания. Под действием нагрузок, передаваемых от каркаса корпуса через фундаменты, грунт основания сжимается, что вызывает осадку фундаментов. Вследствие этого конструкции любого промышленного здания несколько перемещаются, причем в случае неравномерной осадки фундаментов перемещения будут неравномерными; они будут вызывать дополнительные усилия в конструкциях каркаса.
Величины этих усилий зависят от схемы каркаса здания, вида фундаментов и характера грунтов основания, так как в системе «грунтовое основание — фундамент — каркас корпуса» все элементы взаимосвязаны. При проектировании фундаментов необходимо учитывать определенное соответствие между конструктивной схемой сооружения и возможной величиной и характером деформации основания. Нарушение этого соответствия приводит к появлению недопустимых деформаций здания. Отсутствия деформации основания можно достичь путем изменения свойств основания, разработки и принятия рациональной конструктивной схемы здания.
Свойства основания изменяют различными способами в зависимости от свойств грунтов, подлежащих укреплению: силикатизацией, термическим укреплением, электрическим закреплением, цементацией, поверхностным уплотнением тяжелыми трамбовками, глубинным уплотнением, гидровибрированием и т. д.
Схему каркаса сооружения принимают различной в зависимости от основания под фундаментами. При грунтах, обладающих малой сжимаемостью, не ослабленных неоднородными включениями и т. д., желательно принимать каркас здания с жесткими узлами; при этом напряжения в основании перераспределяются и осадки выравниваются. Дополнительные усилия в каркасе здания при сжимаемых, сильно деформируемых грунтах уменьшаются за счет приспособления каркаса к неравномерным осадкам фундаментов, что достигается введением шарниров в статическую схему каркаса, созданием осадочных швов, разделением здания на отсеки и т. д., т. е. созданием гибкой конструктивной схемы здания.
На выбор типа фундаментов в значительной мере влияют инженерно-геологические условия строительной площадки. Выяснение этих условий и получение по возможности полных данных о грунтовых условиях строительства производится в процессе инженерно-геологических, топографо-геодезических и гидрологических изысканий. Эти изыскания регламентируются действующими общесоюзными инструкциями [34] и ведомственными указаниями.
Согласно установленному порядку проектная организация составляет задание на изыскания, в котором излагаются основные цели изысканий и предварительные проектные соображения по конструкциям и материалам сооружений, определяются характер и величины нагрузок на фундаменты зданий, глубины подвалов и температурный режим помещений и т. д. Организация, проводящая изыскания, на основании указанного задания составляет программу производства работ, согласовывает ее с проектировщиками, выполняет работы и представляет соответствующий отчет. Документы отчета (инженерно-геологические карты, литологические разрезы, результаты лабораторных и полевых исследований и др.) должны отражать существующую обстановку и содержать ответы на целый ряд вопросов, среди которых основными являются следующие:
возможность использования выбранной площадки для строительства;
тип грунтового основания, величины нормативных давлений на основание, рекомендации по глубине заложения фундаментов;
оценка возможного изменения свойств основания в связи с застройкой площадки;
рекомендации по характеру улучшений свойств грунтового основания (приводится в необходимых случаях);
наиболее целесообразные способы производства работ по устройству оснований и возведению фундаментов.
Уже на предпроектной стадии (на стадии технико-экономического обоснования строительства ТЭО) в период выбора площадки в общем комплексе вопросов обязательно учитывается возможность устройства фундаментов на надежном грунтовом основании. В связи с этим уже на стадии ТЭО необходимо произвести инженерно-геологические изыскания, основной объем которых указан в табл. 1 и зависит от класса сооружения и степени изученности района.
На стадии подготовки технического проекта объем изысканий (табл. 2) определяется особенно подробно. Данные изысканий дают возможность с достаточной степенью точности произвести предварительный выбор типа и конструкции всего здания и, в частности, его фундаментов. Выбор тех или иных конструкций должен быть в обязательном порядке подкреплен предварительным статическим расчетом.
На стадии технического проекта решаются вопросы применения тех или иных материалов для фундаментов, в основном, бетона. Качество бетона главным образом зависит от принятого цемента, выбор которого осуществляется в зависимости от агрессивности грунтов, т. е. от насыщенности грунтов различными химическими соединениями, разрушающими цементный камень.
Типы цементов, рекомендуемые для применения в конструкциях фундаментов в зависимости от степени агрессивности среды, приведены в табл. 3.
Для возможности правильного выбора типа фундамента полнота данных о грунтовом основании должна быть максимально возможной. Строительные свойства грунтов зависят от их гранулометрического состава, свойств фаз и количественного соотношения между ними. В строительной практике согласно СНиП П-Б. 1—62 грунты подразделяются на четыре основные группы: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые. Скальные грунты имеют жесткую связь между зернами. Обычно залегают в виде сплошного массива либо трещиноватого слоя. Скальные породы различаются по пределу прочности на сжатие в водонасыщенном состоянии, а также по растворимости и размягчаемое в воде. Грунты, которые имеют прочность на сжатие менее 50 кг/см2, а также размягчаются и растворяются в воде (например, гипс), называются полускальными.
...