Б. Дренаж - раздел Образование, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ОСНОВАНИЯМ И ФУНДАМЕНТАМ 1.1. Основные сведения. 7 Это Система Дрен И Фильтров, Которая Служит Для Перехвата, Сбора И Отвода Под...
Это система дрен и фильтров, которая служит для перехвата, сбора и отвода подземных вод от сооружения.
Дренажи могут устраиваться как для одного здания (кольцевой дренаж), так и для комплекса зданий (систематической дренаж), что более экономично, за счет меньшей протяженности.
Виды дренажей:
- Траншейные;
- Закрытые беструбчатые;
- Закрытые трубчатые;
- Галерейного типа;
- Пластовый + пристенный.
1. Траншейные дренажи.
(открытые дренажи и канавы).
Рис. Схема траншейного дренажа
Являясь эффективным средством водопонижения (отвода вод), они в тоже время занимают большие площади, осложняют устройство транспортных коммуникаций и требуют больших затрат для поддержания их в рабочем состоянии.
2. Закрытый беструбчатый дренаж – траншея, заполненная фильтрующим материалом (гравий, щебень, камень) от дна до уровня подземных вод (рис 14.12а)
Предназначен для недолговременной эксплуатации (период пространства работ нулевого цикла).
Рис.14.12. Виды тренажей:
а - закрытый беструбчатый; б – трубчатый совершенного типа; в – трубчатый несовершенного типа; г – дренажная галерея; 1 – дерн корнями вниз; 2 – уплотненная глина; 3 - дерн корнями вверх; 4 – обратная засыпка из метного песчаного грунта; 5 – щебень; 6 – каменная кладка; 7 – глинобетонная подушка; 8 – песок средней крупности; 9 – труба; 10 – водоупор; 11 – обделка из сборных железобетонных элементов; 12 – дренажная засыпка; 13 – отверстия для воды.
3. Трубчатый дренаж – дырчатая труба (перфорированная) с обсыпкой песчано-гравийной смесью или с фильтровым покрытием из волокнистого материала (рис 14.12.б,в).
4. Галерейный дренаж – применяют в ответственных сооружениях и там, где большой приток воды (рис 14.12. г).
5. Пластовый дренаж – слой фильтрующего материала, уложенный под всем сооружением (рис 14.13). Вода из него отводится с помощью обычных трубчатых дрен. Состоит, как правило, из двух слоев:
- Нижний (h ≥ 100 мм) – песок средней крупности;
- Верхний (h ≥ 150 мм) – щебень или гравий.
Рис. 14.13. Пластовый дренаж:
1 – уровень подземных вод; 2 – защищаемое заглубленное помещение; 3 – пристенный дренаж; 4 – песчаный слой; 5 – защитное покрытие щебеночного слоя; 6 – песчано-гравийный или щебеночный слой; 7 – труба.
· Часто при защите отдельных зданий пластовый дренаж сочетается с пристенным (сопутствующим) дренажом – вертикальный слой из проницаемого материала, устраиваемый с наружной стороны фундамента и заглубляемый ниже его подошвы.
При неглубоком залегании водоупора и слоистом основании иногда достаточно устройства только одного пристенного дренажа.
· Собираемые воды отводятся и сбрасываются в водоемы, дождевую канализацию или другие специальные места.
→ Гидроизоляция предназначена для обеспечения водонепроницаемости сооружений (антифильтрационная гидроизоляция), а также защиты от коррозии и разрушения материалов фундаментов при физической или химической агрессивности подземных вод (антикоррозионная гидроизоляция).
1). Простейший случай – защита от капиллярной влаги.
На высоте 15-20 см от верха отмостки по выровненной горизонтальной поверхности стен устраивают непрерывную водонепроницаемую прослойку из 1…2 слоев рулонного материала на битумной мастике (рис.)
Рис. 14.14. Изоляция стен от сырости и капиллярной влаги:
а – стена бесподвального здания; б – стена подвального помещения; 1- цементный раствор или рулонный материал; 2 – обмазка битумом за два раза.
2). Если уровень грунтовых вод находится ниже пола подвала (рис.14.14 б), то для защиты фундаментов применяют изоляцию от сырости.
Для этого с наружной поверхности заглубленных стен осуществляется обмазка горячим битумом за 1…2 раза и прокладываются рулонная изоляция в стене на уровне ниже пола подвала.
3). Если УГВ выше отметки пола подвала, то гидроизоляцию осуществляют в виде сплошной оболочки, защищающей заглубленное помещение снизу и по бокам.
Выполняется из рулонных материалов с не гниющей основой (гидроизол, стеклорубероид, металлоизол, толь и т.п.) – оклеичная гидроизоляция.
- Вертикальная гидроизоляция наклеивается, как правило, с наружной стороны фундамента, т.к. в этом случае под действием напора подземных вод изоляция просто прижимается к изолируемой поверхности.
Для предохранения изоляции от механических воздействий (например, при обратной засыпки) снаружи ее ограждают защитной стенкой из кирпича, бетона или блоков (рис. 14.15.) Зазор между стенкой и гидроизоляцией заполняют жидким цементным раствором.
Рис. 14.15. Гидроизоляция подвальных помещений:
а – при небольших напорах подземных вод; б, в – при больших напорах подземных вод; 1 – защитная стенка; 2 – уровень подземных вод; 3 – битумная обмазка; 4 – цементный раствор или рулонный материал; 5 – рулонная изоляция; 6 – защитный цементный слой; 7 – бетонная подготовка; 8 – цементная стяжка; 9 – железобетонное ребристое перекрытие; 10 – железобетонная коробчатая канструкция
- Горизонтальная гидроизоляция наклеивается на выровненную цементной стяжкой поверхности подготовки и защищается сверху цементным или асфальтовым слоем t=3…5см.
· Гидростатической давление воды при УГВ до 0,5 м выше пола подвала компенсируются весом конструкции пола (рис. 14.15 а)
· Если УГВ выше отметки пола подвала более чем на 0,5 м, то применяют специальные конструкции (заделанные в стены ж/б плиты, специальной плиты с упорами в стены здания и т.п.) – рис.14.15 б, в.
· В любом случае гидроизоляция должна устраиваться на высоту превышающую максимальную отметку УГВ на 0,5 м.
4). Защита от коррозии.
- При слабоагрессивных водах делают глиняный замок из хорошо перемятой и плотоноутрамбованной глины по всей высоте защитной стенки и с боков фундаментов (рис. 14.16)
Рис. 14.16. Изоляция фундаментов от агрессивных подземных вод:
1 – глиняный замок из перемятой глины; 2 – обмазка битумом за три раза; 3 – защитная стенка; 4 – рулонная изоляция; 5 – чистый пол; 6 – железобетонное перекрытие; 7 – защитный слой; 8 – цементная стяжка; 9 – щебеночная или гравийная подготовка на битуме.
- При более агрессивных водах до устройства глиняного замка поверхность защитной стенки и фундаментов покрывают за 2 раза битумной мастикой или оклеичной изоляции из битумных рулонных материалов.
Снизу фундамента и под полом подвала изоляция имеет более сложную конструкцию (см. рис.)
- На ряду с антикоррозионной изоляцией фундаменты защищают за счет применения более стойких к данному виду агрессивности цементов (сульфатостойкие и т.п.), а также плотных бетонов.
Все темы данного раздела:
Порядок проектирования ОиФ
1. Изучить материалы инженерно-геологических, гидрогеологических и геодезических изысканий на площадке будущего строительства. (Обязательно должно быть изучение архивных материалов, особенно в усло
Основные сведения
К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.
ФМЗ
ФМЗ во
А. Отдельные фундаменты
Могут выполняться в монолитном или сборном варианте. Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.
- Фундаменты имеют наклонную бок
Б. Ленточные фундаменты
· Под стены: также устраивают либо из сборных блоков, либо монолитными.
Рис 10.6. Ленточные фундаменты:
а – моноли
В. Сплошные фундаменты
Выполняются, как правило, из монолитного железобетона.
- По конструктивным особенностям различают:
· Плитные (гладкие, ребристые);
· Коробчатые.
Г. Массивные фундаменты
Выполняются в монолитном варианте.
С целью сокращения объема бетона в тело массивного фундамента закладывают пустообразователи.
При передаче на такой фундамент бол
Расчет фундаментов мелкого заложения
Расчет ФМЗ начинают с предварительного выбора его конструкции и основных размеров (это глубина заложения фундамента и размер его подошвы).
Далее производят расчет по двум предельным состоя
А. Определение глубины заложения фундамента
Очевидно, что чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше объем затрачиваемого материала и ниже стоимость его возведения. Однако при выборе глубины заложения фундамента приходится руково
Б Форма и размер подошвы фундамента
Форма бывает любая (круглая, кольцевая, многоугольная, квадратная, прямоугольная, ленточная, табровая, крестообразная и более сложная форма), но, как правило, она повторяет форму оп
В. Внецентренно нагруженные фундаменты
Это такие фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок (сил) не проходит через центр тяжести его подошвы.
Давление на грунт по подошве внецентренно нагруженного
Д. Проверка давления на слабый подстилающий слой грунта (проверка подстилающего слоя).
При наличии в сжимаемой толщи слабых грунтов необходимо проверить давление на них, чтобы убедиться в возможности применения при расчете основания (осадок) теории линейной деформативности грунтов.
Защита фундаментов и заглубленных помещений от подземных вод и сырости
Необходимость защиты фундаментов от подземных вод и сырости вызвана тем негативным воздействием, которое они оказывают на состояние строительных конструкций (появление на внутренней
Общие положения
· Котлованами называют выемки различные по глубине, но с достаточно большими размерами в плане, устраиваемые в грунте и предназначенные для различных целей: устройство фундаментов, монтажа п
А Котлованы с естественными откосами
Устраивают в сухих и маловлажных устойчивых грунтах.
Если высота котлована hк≤5 м, то заложение откоса (отношение hк/b) определяется по таблицам
Б Котлованы с вертикальными стенками
могут быть: - с креплением
- без крепления
Без крепления допускается только в сухих и маловлажных устойчивых грунтах на непродолжительный срок. Глубина таких котло
В. Закладные крепления
Устраивают при глубине котлована до 2…4 м в сухих и маловлажных грунтах (рис. 14.2 а, б). Закладное крепление состоит из стоек, распорок и горизонтальных досок (забирки), которые за
Г. Анкерные и подкосные крепления
Устраивают в тех случаях когда исключается возможность установки распорок (широкий котлован, так же если распорки мешают возведению фундамента).
Для устройства анкерных
Д. Шпунтовые ограждения
Служат для крепления вертикальных стен котлована при глубине более 4-х метров, а также при любой глубине, но при уровне подземных вод выше дна котлована.
Шпунтовые огражден
Е. Расчет шпунтовых ограждений
- Шпунтовые стенки рассчитывают по первой группе предельных состояний;
- Подавляющее большинство методов основано на классической теории предельного равновесия грунтов (Ea, E
Защита котлованов от подтопления
· Для защиты котлованов от подтопления используют следующие группы методов:
- водопонижение;
- противофильтрационные завесы;
- комбинация первых двух мето
Общие положения
За последние годы наблюдается неуклонное увеличение объема строительства в сложных ИГУ. Все чаще для строительства используются площадки, сложенные слабыми грунтами – иглами,
Б. Шпунтовые конструкции
используются для улучшения условий работы грунтов как ограждающие элементы в основания сооружений
Шпунт погружают через толщу слабых грунтов в относительно плотный грунт. И
В. Армирование грунта
Метод армирования грунта заключается в введении в него специальных, армирующих элементов, уменьшающих его сжимаемость и увеличивающих его прочность. Армирование производится в виде
Уплотнение грунтов
Методы уплотнения грунтов подразделяют на:
- поверхностные, когда уплотняющие воздействия прикладываются на поверхности и приводят к уплотнению сравнительно небольшо
А. Укатка и вибрирование
Уплотнение укаткой производится самоходными и прицепными катками на пневматическом ходу, гружеными скреперами, автомашинами, тракторами. Помимо укатки используют виброкатки и самопе
Б. Трамбовка
-Ручные легкие трамбовки (при ограниченном фронте работ)
-Тяжелые трамбовки
Рис . Ручные легкие трамбовки
В. Подводные взрывы
применяются для уплотнения рыхлых песчаных грунтов или макропористых просадочных. Наибольший эффект при Sr=0,7…0,8
Рис. Схема уплотнения рыхлых пе
Г. Вытрамбовывание котлованов
Метод заключается в образовании в грунтовом массиве полости путем сбрасывания в одно и то же место трамбовки, имеющей форму будущего фундамента. Затем полость заполняется бетонной с
Д. Песчаные сваи
применяются для уплотнения сильно сжимаемых пылевато-глинистых грунтов, рыхлых песков, заторфованных грунтов на глубину до 18…20(м). (см. рис. 12.9)
Р
Грунтовые сваи
применяютсядля уплотненияи улучшения строительных свойств просадочных макропористых и насыпных пылевато-глинистых грунтов на глубине до 20(м).
Суть метода: устраивается вертикальная скважи
Д. Глубинное виброуплотнение
Применяют для уплотнения рыхлых песчаных грунтов естественного залегания, а также при укладке насыпных несвязных грунтов, устройстве обратных засыпок и т.п.
Е. Предварительное уплотнение оснований статической нагрузкой
Используют для уплотнения (улучшения строительных свойств) слабых водонасыщенных пылевато-глинистых грунтов и торфов, но на небольших площадках.
Рис. Схе
Ж. Уплотнение грунта водопонижением
Метод эффективен при уплотнении водонасыщенных грунтов (лучше мелкие или пылеватые пески) на больших площадях.
Рис. Схема уплотнения грун
А Цементация
Метод служит для закрепления (упрочнения) насыпных грунтов, галечниковых отложений, средних и крупнозернистых песков (сухих и влажных при Кф>80 м/сутки). Так же используют
Б Силикатизация
Применяется для химического закрепления песков с Кф=0,5…80 м/сут, макропористых глинистых просадочных грунтов с Кф=0,2…2 м/сут (лессы), и отдельных видов насыпных грун
В Смолизация
– закрепление грунтов смолами.Сущность метода заключатся во введении в грунт высокомолекулярных органических соединений типа карбамидных, фенолформальдегидных и других синтетических
Г Глинизация и битумизация
Глинизацию применяют для уменьшения водопроницаемости песков. Через инъекторы в песок нагнетается водная суспензия бетонитовой глины с содержанием монтмориллонита ≥60%.
Опускные колодцы
Представляют собой замкнутую в плане и открытую сверху и снизу полую конструкцию, бетонируемую или собираемую из сборных элементов на поверхности грунта и погружаемую под действием
Погружение опускных колодцев в тиксотропных рубашках
· Для преодоления сил трения, препятствующих погружению колодца, приходится увеличивать его вес, для чего стены делают значительно толще, чем требуется из условия прочности. Однако все-равно может
Расчет опускных колодцев
· Основным является расчет не на эксплутационные, а на строительные нагрузки, т.к. во время их изготовления и погружения последние оказываются в более напряженном состоянии, чем при эксплуатации.
Расчет на погружение и разрыв
-Погружение колодца обеспечивается при соблюдении условия:
Где T – полная расчетная сила трения грунта по боковой поверхности колодца;
F
Расчет на всплытие
-После полного погружения колодца в водонасыщенные грунты и устройства днища, на его подошву будет действовать гидростатическое давление воды, направленное снизу вверх. От всплытия
Кессоны
В сильно обводненных грунтах, содержащих прослойки скальных пород или твердых включений (валуны, погребенную древесину и т.д.) погружение опускных колодцев по схеме «насухо» требует
Тонкостенные оболочки и буровые опоры
Тонкостенная оболочка представляет собой пустотелый цилиндр из обычного или предварительно напряженного ж/б. Они начали широко применяться только с появлением мощных вибропог
Буровые опоры
Буровые опоры представляют собой бетонные столбы, которые возводят путем укладки бетонной смеси в предварительно пробуренные скважины. Укладка бетонной смеси производится под защитой либо глинистог
Стена в грунте
Этот способ предназначен для устройства фундаментов и заглубленных в грунт сооружений (рис. 13.13).
Рис.13.13. Конструкции, сооружаемые способом «стена в грунте»: а – котлованы в
А. Грунтовые анкера
Анкеры представляют собой устройства, служащие для передачи выдергивающих усилий от строительных конструкций на грунтовую толщу. Их используют для закрепления ограждений котлованов, стен подземных
Г Ввинчивание
свай, снабженных на конце винтовыми лопастями (винтовые сваи), осуществляется особыми механизмами, называемыми кабестанами.
5.3 Сваи, изготовляемые в грунте (на мес
А. Сваи без оболочки
применяют в связных сухих и маловлажных грунтах, где можно осуществлять бурение без крепления стенок скважин.
В водонасыщенных глинистых грунтах проходку скважин производят
Б. Сваи с извлекаемой оболочкой
можно применять практически в любых геологических и гидрогеологических условиях, поскольку используемые для их изготовления инвентарные обсадные трубы защищают стенки пройденной скв
В. Сваи с не извлекаемой оболочкой
применяют при отсутствии возможности качественного изготовления свай с извлекаемой оболочкой (в водонасыщенных глинистых грунтах текучей консистенции с прослойками песков и супесей)
Взаимодействие свай с окружающим грунтом
Взаимодействие свай с окружающим грунтом носит сложный характер и зависит от процессов происходящих в грунте при изготовлении и при их работе под эксплуатационными нагрузками. Процессы оказывают вл
А. Сваи-стойки
могут потерять несущую способность либо в результате разрушения грунта под ее нижним концом, либо в результате разрушения самой сваи, т.е. такую сваю необходимо рассчитывать: по про
Б. Висячие сваи
Их расчет производится, как правило, только по прочности грунта, т.к. по прочности материала она всегда заведомо выше.
Существуют следующие методы расчета:
· Динам
Понятие о негативном трении
Если по тем или иным причинам осадка окружающего сваю грунта будет превышать нагрузку самой сваи, то на ее боковой поверхности возникнут силы трения , направленные не вверх, как обычно, а вниз –
Метод статического зондирования грунтов
- более дешевый и быстрый метод по сравнению с испытанием свай статическими нагрузками.
Заключается во вдавливании в грунт стандартного зонда, состоящего из штанги с конусом на конце (d
А. Метод испытания сваи пробной статической нагрузкой
Позволяет наиболее точно установить действительное сопротивление сваи горизонтальной нагрузке.
Проводятся испытания следующим образом (рис. 11.14). Нагрузка на сваю увеличивается ступенями
Б. Математические методы расчета свай на горизонтальную нагрузку
Ø 2 группы в зависимости от характера деформаций свай в грунте
- Первая группа – для коротких жестких свай, поворачивающихся в грунте без изгиба (рис. 11.15 а).
Разр
Проектирование и расчет свайных фундаментов
Выполняется в следующем порядке:
1. Оценка ИГУ (определяется слой грунта, в который наиболее рационально заглубить острие сваи).
2. Определяется тип и размер сваи
А Основные положения расчета
Расчет свайных фундаментов и их оснований производят по двум группам предельных состояний:
- По первой группе – по НС грунта основания свай; по устойчивости грунтово
Б Определение числа свай в фундаменте и размещение их в плане
- Центрально нагруженный свайный фундамент
· Зная Fd – несущую способность сваи и принимая, что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на все сваи фундамента, необх
В. Расчет осадки свайного фундамента
· Сложность определения осадок свайного фундамента связана с тем, что они предают нагрузку на грунт основания одновременно через боковую поверхность и нижние концы свай. При этом соотношение предав
Общие положения
К структурно-неустойчивым грунтам относят мерзлые и вечномерзлые грунты; лессовые просадочные грунты, слабые водонасыщенные, пылевато-глинистые, засоленные, за
А. Механические свойства мерзлых грунтов
Характерной особенностью вечномерзлых грунтов является то, что их свойства существенно зависят не только от вещественного состава и влажности , но и от их температуры, так ка
Из каждого опыта определяется коэффициент Просадочности
После чего строится график зависимости этого коэффициента от внешней нагрузки (p). Зависимость .
Имеет практически линейный характер и описы
Б. Принципы строительства на вечномерзлых грунтах
Существует два принципа строительства на вечномерзлых грунтах:
I принцип – вечномерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, со
Конструкции и методы устройства фундаментов, возводимых по принципу I.
Применение ФМЗ в этом случае не всегда оправдано по технологическим и экономическим соображениям. Прорезка оттаивающего слоя с заглублением фундамента в вечномерзлые грунты практикуется редко из-за
Фундаменты на лессовых и просадочных фундаментах
· Трудность строительства сооружений на лессовых просадочных грунтах состоит в том, что при обводнении грунтов в основании сооружений происходят большие и часто не равномерные дефор
Характеристики просадочных свойств.
· К числу основных характеристик относится относительная просадочность , начальное просадочное давление , начальная просадочная влажность .
· Относительная просадочность определяетс
А. Принципы строительства на просадочных грунтах
В первую очередь при проектировании оснований и фундаментов зданий на просадочных грунтах учитывают возможность их умачивания и возникновения просадочных деформаций.
Надежность и нормальна
Б. Улучшение строительных свойств просадочных грунтов
достигается их уплотнением или закреплением, устройством грунтовых подушек.
- Эффективным способом является уплотнение тяжелыми трамбовками. Но следует помнить, что удары т
Фундаменты на набухающих грунтах
· Многие виды пылевато-глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенций при замачивании водой (и особенно, растворами серной кислоты) увеличиваются в объеме. В процессе набухания происходит под
Б. Улучшение свойств оснований
- При небольших толщах набухающих грунтов применяют предварительное замачивание и строительство ведется как на водонасыщенных ненабухающих грунтах (материалом грунтовых подуш
Новости и инфо для студентов