WYŁĄCZENIE GWARANCJI UŻYTKOWANIA
Tekst ma charakter wyłącznie informacyjny i może być nieaktualny.
Wydanie drukowane jest w pełni aktualne na dzień bieżący.
STANDARDY BUDYNKU WYDZIAŁOWEGO
PROJEKT
płytkie fundamenty
niska zabudowa wiejska
NA falujące gleby
VSN 29-85
minister rolnictwa
MINISTER ROLNICTWA
Moskwa - 1985
Opracowano przez: Centralny Instytut Badawczo-Doświadczalny i Projektowy Budownictwa Wiejskiego (TsNIIEPselstroy) Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR.
| Dyrektor | L.N. Anufriew |
| Kierownik działu fundamentów i fundamentów w trudnych warunkach gruntowych | VS. Sazhin |
| Starsi pracownicy naukowi | A.G. Beirich |
| V.V. Borszczew |
|
| D.Ya. Ginsburga |
|
| NA. Malcew |
Instytut Badawczy Fundamentów i Konstrukcji Podziemnych Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR (NIIOSP)
Instytut Projektowania Saratovoblkolkhozproekt Roskolkhozstroy-stowarzyszenie
Wprowadzeni: TsNIIEPselstroy z Ministerstwa Rolnictwa ZSRR, NIIOSP z Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR
Przygotowano do zatwierdzenia: przez Główną Dyrekcję Techniczną Ministerstwa Rolnictwa ZSRR
Uzgodnił: Gosstroy z ZSRR
Ministerstwo Rolnictwa ZSRR
Zatwierdzony i wprowadzony w życie: zarządzeniem Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR nr 44 z 14 lutego 1985 r.
WSTĘP
Falujące gleby są szeroko rozpowszechnione na terytorium ZSRR. Należą do nich gliny, iły, gliny piaszczyste, piaski pylaste i drobne. Przy pewnej wilgotności gleby te zamarzają okres zimowy, zwiększenie objętości, co prowadzi do podniesienia się warstw gleby w obrębie głębokości jej zamarzania. Fundamenty usytuowane na takich gruntach również podlegają wypiętrzeniu, jeżeli działające na nie obciążenia nie równoważą sił unoszących. Ponieważ odkształcenia falujące gleby są zwykle nierównomierne, następuje nierównomierne wzniesienie fundamentów, które z czasem kumuluje się. W rezultacie konstrukcje nadziemne budynków i budowli ulegają niedopuszczalnym odkształceniom i zawaleniu. Konstrukcje lekkie, w tym większość niskich budynków wiejskich, są szczególnie podatne na odkształcenia na skutek falowania gruntu.
Zgodnie ze standardami projektowania fundamentów budynków i budowli głębokość fundamentów w gruntach falujących należy przyjmować nie mniej niż obliczona głębokość zamarzania. W takim przypadku podstawa fundamentu jest wolna od wpływu normalnych sił falujących. Jednak głęboko położone fundamenty mają rozwiniętą powierzchnię boczną, wzdłuż której działają styczne siły falujące. Siły te przekraczają przenoszone obciążenia lekkie budynki na fundamentach, powodując wybrzuszenie fundamentów.
Tym samym materiałochłonne i drogie fundamenty układane poniżej głębokości zamarzania gruntu nie zapewniają niezawodnej pracy niskich budynków wzniesionych na falujących glebach.
Jednym ze sposobów rozwiązania problemu budowy niskich budynków na falujących glebach jest zastosowanie płytkich fundamentów. Fundamenty takie układa się na głębokości 0,2 – 0,5 m od powierzchni gruntu lub bezpośrednio na powierzchni (fundamenty niezakopane). I tak na płytkie fundamenty działają nieznaczne styczne siły falujące, a dla fundamentów niezakopanych są one równe zeru.
Z reguły pod fundamentami umieszcza się poduszki o grubości 20-30 cm z materiałów niefalujących (piasek żwirowy, kamień gruby lub średni, drobno kruszony, żużel kotłowy itp.). Korzystanie z poduszki nie tylko osiąga częściowa wymiana wznoszenie gleby w ziemię niefalującą, ale także zmniejszenie nierównomiernych odkształceń podłoża. Grubość poduszek i głębokość fundamentów określa się na podstawie obliczeń.
Podstawowa zasada projektowania płytkich fundamentów budynków ze ścianami nośnymi na gruntach falujących jest taka fundamenty listwowe wszystkie ściany budynku są połączone w jeden system i tworzą dość sztywną poziomą ramę, która redystrybuuje nierównomierne odkształcenia podstawy. Za płytkie fundamenty kolumnowe rama składa się z belek fundamentowych, które są ze sobą sztywno połączone na podporach.
Aby zapewnić wspólną pracę elementów fundamentowych, te ostatnie są ze sobą sztywno połączone.
Określone środki konstrukcyjne przeprowadza się podczas budowy na glebach średnio falujących (o intensywności falowania większej niż 0,05), silnie i nadmiernie falujących. W pozostałych przypadkach elementy fundamentowe układane są luźno i nie są ze sobą połączone. Ilościowym wskaźnikiem falowania gleby jest intensywność falowania, która charakteryzuje falowanie elementarnej warstwy gleby. Zastosowanie płytkich fundamentów opiera się na zasadniczo nowym podejściu do ich projektowania, które opiera się na obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących. W takim przypadku dopuszczalne są odkształcenia podstawy (podnoszenie, w tym nierówne), ale muszą być one mniejsze niż maksymalne, które zależą od cechy konstrukcyjne Budynki.
Przy obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących uwzględnia się właściwości falowe gruntu, przenoszone na niego ciśnienie, sztywność zginania fundamentu i konstrukcji nadziemnych. Konstrukcje nadziemne traktowane są nie tylko jako źródło obciążeń fundamentów, ale także jako element czynny uczestniczący we wspólnej pracy fundamentu z podłożem. Im większa sztywność zginania konstrukcji, tym mniejsze odkształcenia względne podstawy.
Nacisk przenoszony na grunt znacznie (czasem kilkukrotnie) zmniejsza podnoszenie się podłoża podczas falowania gruntu. Podczas podnoszenia płytkich fundamentów normalne siły falujące działające na ich podeszwy gwałtownie maleją.
Wszystkie konstrukcje płytkich fundamentów i przepisy dotyczące ich obliczeń podane w tym dokumencie zostały przetestowane podczas projektowania i budowy niskich budynków do różnych celów- domy typu dworskiego, budynki gospodarcze, przemysłowe budynki rolnicze o celach pomocniczych, podstacje transformatorowe itp.
Obecnie w wielu regionach europejskiej części RFSRR, na obszarach o głębokości zamarzania do 1,7 i ponad 1500 jedno- i dwupiętrowych budynków z różne materiały- cegły, bloki, panele, panele drewniane. Systematyczne obserwacje instrumentalne budynków w okresie od 3 do 6 lat wskazują na niezawodną pracę płytkich fundamentów. Zastosowanie takich fundamentów zamiast tradycyjnych, układanych poniżej głębokości zamarzania gruntu, pozwoliło na zmniejszenie: zużycia betonu o 50 - 80%, kosztów pracy - o 40 - 70%.
Normy te zawierają wymagania dotyczące budowy, projektowania i montażu płytkich fundamentów na falujących glebach. Nie jest zatem przypadkiem, że zakres stosowania takich fundamentów jest określony specjalnie dla gruntów falujących. Zaleca się stosowanie płytkich fundamentów na gruntach falujących masowo na głębokości zamarzania do 1,7 m. W przypadku większych głębokości zamarzania w gruntach falujących płytkie fundamenty zaleca się tylko do budowy eksperymentalnej. Gromadzenie doświadczeń w budowie obiektów o płytkich fundamentach na terenach o dużych głębokościach przemarzania pozwoli na dalsze poszerzenie zakresu ich zastosowania na gruntach falujących.
Choć zakres stosowania płytkich fundamentów w innych warunkach gruntowych formalnie wykracza poza zakres tych norm, celowe wydaje się podanie kilku zaleceń dotyczących stosowania takich fundamentów przy wznoszeniu budynków niskich na najpopularniejszych w naszym kraju gruntach .
Zgodnie z rozdziałem SNiP 2.02.01-83 głębokość fundamentów na gruntach niefalujących nie zależy od głębokości ich zamarzania. Dlatego przy wznoszeniu niskich budynków na gruntach niefalujących zaleca się płytkie fundamenty do użytku masowego.
Na fundamentach z gruntów wiecznej zmarzliny można zastosować płytkie fundamenty do budowy eksperymentalnej. Jednocześnie należy podjąć działania zapobiegające niedopuszczalnym odkształceniom fundamentów spowodowanym rozmrożeniem gleb wiecznej zmarzliny.
Stosowanie płytkich fundamentów na podłożu naturalnym w warunkach gruntowych I rodzaju pod względem osiadania zaleca się tylko wtedy, gdy ciśnienie przenoszone na grunt jest mniejsze od początkowego ciśnienia osiadania. W pozostałych przypadkach zastosowanie takich fundamentów jest możliwe tylko w budownictwie eksperymentalnym, pod warunkiem, że całkowite odkształcenia fundamentów spowodowane osiadaniem i osiadaniem gruntu nie przekroczą odkształceń granicznych.
W warunkach gruntowych II pod względem osiadania nie dopuszcza się stosowania płytkich fundamentów na podłożu naturalnym.
Należy podkreślić, że skoro główną przyczyną falowania gruntu jest obecność w nim wody, która po zamarznięciu może zamienić się w lód, wymóg, aby grunt u podstawy płytkich fundamentów nie był nasiąkany wodą w trakcie budowy i podczas eksploatacji budynków należy ściśle przestrzegać. Należy zapewnić niezawodne odprowadzanie wód atmosferycznych i przemysłowych z terenu budowy poprzez pionowe rozplanowanie terenu zabudowanego, wykonanie drenażu i drenażu. Podczas kopania rowów pod fundamenty i komunikacja inżynierska Prace wykopowe należy prowadzić przy jak najmniejszym naruszeniu gruntów naturalnych. Niedopuszczalne jest gromadzenie się wody w wyniku uszkodzenia tymczasowego rurociągu na placu budowy. Wokół budynków należy montować wodoodporne żaluzje o szerokości co najmniej 1 m i nachyleniu co najmniej 0,03. Należy unikać wykonywania przepustów rurociągów kanalizacyjnych i wodociągowych od strony wyżyny budynku. W trakcie eksploatacji budynków nie wolno zmieniać warunków, dla których projektuje się płytkie fundamenty.
| Ministerstwo Budownictwa Wsi ZSRR | Oddziałowy kody budowlane | |
| (Ministerstwo Sprzedaży Budownictwa ZSRR) | Projektowanie płytkich fundamentów niskich budynków wiejskich na falujących glebach | Ministerstwo Rolnictwa ZSRR |
| Wprowadzony po raz pierwszy |
||
| Złożony Instytut Badawczy Fundamentów i Konstrukcji Podziemnych Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR |
1. Postanowienia ogólne
1.1. Te wydziałowe przepisy budowlane są przeznaczone do projektowania płytkich fundamentów jedno- i dwupiętrowych budynków wiejskich (mieszkalnych, kulturalnych i domowych, przemysłowych, rolniczych celów podstawowych i pomocniczych), zbudowanych na falujących glebach o głębokości zamarzania nie większej niż 1,7 m W takim przypadku muszą zostać spełnione wymagania określone w odpowiednich ogólnounijnych dokumentach regulacyjnych.
Notatka: VSN 29-85 można stosować do eksperymentalnych konstrukcji na obszarach o głębokości zamarzania gleby większej niż 1,7 m.
1.2. Wybierając miejsca do budowy budynków o płytkich fundamentach, należy preferować obszary z glebami o jednorodnym składzie zarówno w rzucie, jak i na głębokości tej części warstwy sezonowo zamarzającej, która jest zaprojektowana jako fundament.
1.3. Wzrost fundamentów budynków wznoszonych na gruntach falujących należy przeprowadzać zgodnie z odkształceniami. Odkształcenia fundamentów spowodowane mrozowym falowaniem gleby pod podstawą fundamentu nie powinny przekraczać maksymalnych odkształceń, które zależą od cech konstrukcyjnych budynków. Przy obliczaniu fundamentów płytkich fundamentów, oprócz tych norm, należy spełnić wymagania rozdziału SNiP 2.02.01-83 dotyczące projektowania fundamentów budynków i budowli.
1.4. Projektując podstawy i fundamenty na gruntach falujących, należy przewidzieć środki (inżynierskie i rekultywacyjne, konstrukcyjno-konstrukcyjne, termochemiczne) mające na celu zmniejszenie odkształceń budynków i budowli.
Wybór rodzaju i projektu fundamentu, sposobu przygotowania fundamentu i innych środków mających na celu zmniejszenie nierównomiernych odkształceń budynku na skutek falowania mrozu należy podjąć na podstawie analizy techniczno-ekonomicznej, biorąc pod uwagę specyficzne warunki konstrukcyjne .
2. Ocena falowania gleby
Wp, W L - wartości średnie ważone (w warstwie sezonowego zamarzania gleby) wilgotności odpowiadającej granicom walcowania i płynności, frakcje jednostkowe;
W cr - wilgotność krytyczna, ułamek jednostek, określony z wykresu (ryc.) ze średnimi ważonymi wartościami liczby plastyczności i granicy plastyczności;
Mo to bezwymiarowy współczynnik, liczbowo równy wartości bezwzględnej średniej temperatury powietrza w zimie, ustalony zgodnie z rozdziałem SNiP dotyczącym klimatologii budowlanej i geofizyki, a w przypadku braku danych dla konkretnego obszaru budowy - zgodnie z wynikami obserwacje w przypadku otwartej powierzchni zamarzniętej gleby odkrytej od śniegu, stacja hydrometeorologiczna zlokalizowana w warunkach podobnych do terenu budowy.
Po obliczeniu parametru R f za pomocą wzoru ()ze stołu określa się intensywność falowaniaf, który jest następnie używany przy wyborze projektu fundamentu i środków konstrukcyjnych (pozycja).
2.2. Właściwości falowe gruntów gruboziarnistych i piasków zawierających frakcje mułowo-gliniaste oraz glin piaszczystych o Ip < 0,02 определяются посредством показателя дисперсности Д. Эти грунты относятся к пучинистым при D ³ 1 (o 1< D < 5 грунты слабопучинистые; при D >5 - średnie falowanie).
Wartość D określone przez formułę
(2.2)
gdzie k 1 - współczynnik równy 1,85×10 -4 cm 2;
i o - współczynnik porowatości;
Średnia średnica cząstek gleby, cm, określona wzorem
(2.3)
Tutaj str. 1, str. 2 , p i – zawartość poszczególnych frakcji gleby, ułamków jednostek;
d 01, d 02, d 0i - średnia średnica cząstek poszczególnych frakcji, cm.
Tabela 1
Klasyfikacja gleb ilastych ze względu na stopień falowania
| Stopień falowania gleby |
|||||
| praktycznie nie puszący się f ≤ 0,01 | lekko falujący 0,01< f £ 0,035 | średnie falowanie 0,035< f £ 0,07 | mocno falujący 0,07< f ≤ 0,12 | nadmiernie falujące f > 0,12 |
|
| Wartość parametru Rf |
|||||
| Glina piaszczysta od 0,02< I р ≤ 0,07 | |||||
| Piaszczysta glina piaszczysta o zawartości 0,02< I p £ 0,07 | |||||
| Iły od 0,07< I р ≤ 0,17 | |||||
| Iły muliste od 0,07< I р £ 0,13 | |||||
| Iły muliste o zawartości 0,13< I р £ 0,17 | |||||
| Gliny o I р > 0,17 | |||||
Notatka: Wartość R f oblicza się ze wzoru (), w którym przyjmuje się, że gęstość suchego gruntu wynosi 1,5 t/m 3 ; przy różnej gęstości gleby obliczoną wartość R f mnoży się przez stosunek rd /15, gdzie rd jest gęstością badanej suchej gleby, t/m 3 .
Ryż. 1. Wartość wilgotności krytycznej W cr w zależności od liczby plastyczności I pi limity plonów W L
Średnie średnice cząstek poszczególnych frakcji określa się poprzez ich minimalne rozmiary pomnożone przez współczynnik 1,4. Maksymalny rozmiar cząstek podzielony przez współczynnik 1,4 przyjmuje się jako obliczoną średnią średnicę ostatniej drobnej frakcji.
2.3. Gleby falujące charakteryzują się odkształceniem falującym hf, które reprezentuje wysokość wzniesienia nieobciążonej powierzchni zamarzniętego gruntu.
2.4. Nierówność uniesienia gleby na danym obszarze charakteryzuje się względnym odkształceniem falującym, rozumianym jako stosunek różnicy odkształceń falujących D h f w dwóch punktach do odległości L między nimi, przypisanej zgodnie z cechami konstrukcyjnymi konstrukcji.
3. Projekty płytkich fundamentów na gruntach falujących
3.1. W przypadku budynków o lekko obciążonych fundamentach należy stosować rozwiązania projektowe, których celem jest zmniejszenie sił unoszenia mrozu i odkształceń konstrukcji budowlanych, a także dostosowanie budynków do nierównomiernych odkształceń fundamentów.
3.2. Fundament płytki (niezakopany) to konstrukcyjnie element betonowy lub żelbetowy, ułożony z reguły na poduszce lub podsypce z materiału niefalującego (rys.), które ograniczają przemieszczanie się fundamentu zarówno w okresie zamarzania gleby i podczas jej rozmrażania.
3.3. Materiałem do budowy poduszki (podsypki) może być piasek żwirowy, gruboziarnisty lub średniej wielkości, drobny kruszywo, żużel kotłowy, a także grunty niefalujące o wskaźniku dyspersji D< 1.
W niezbędnych przypadkach, aby zwiększyć nośność podłoża, zaleca się zastosowanie poduszki kamiennej z kruszonego piasku składającej się z mieszanki grubego, średniej wielkości piasku (40%), kruszonego kamienia lub żwiru (60%).
Ryż. 2. Konstruktywne rozwiązania dla fundamentów;
a - płytkie podłoże na podsypce wyrównującej, b - płytkie podłoże na poduszce z materiału niefalującego, c - płytkie podłoże na podsypce z materiału niefalującego, d - płytkie podłoże na podsypce wyrównującej, e - płytkie podłoże na poduszce wykonanej z niefalującego materiału,
1 - blok fundamentowy, 2 - podsypka wyrównująca z piasku, 3 - podsypka z materiału niefalującego, 4 - zasypka z materiału niefalującego, 5 - podsypka z materiału niefalującego, 6 - powierzchnia ślepa, 7 - hydroizolacja, 8 - konstrukcja ściana
3.4. Na wysoki poziom wody gruntowe i wznoszącą się wodę, należy podjąć środki mające na celu ochronę materiału poduszki przed zamuleniem przez otaczającą falującą ziemię. W tym celu glebę wzdłuż konturu poduszki różnego rodzaju należy potraktować ściągającymi smarami lub zastosować materiały polimerowe.
W warunkach praktycznie niefalujących, lekko falujących i średnio falujących w (przy f£ 0,05) gleby - z bloków betonowych (keramzytobetonu) ułożonych swobodnie, bez łączenia się ze sobą;
Na glebach średnio falujących (przy f > 0,05) i silnie falujących - z prefabrykowanych bloków żelbetowych (beton ekspandowany) sztywno ze sobą połączonych lub z monolitycznego żelbetu.
Na glebach średnio falujących można zastosować fundamenty listwowe z prefabrykowanych bloków ze wzmocnionymi pasami zamontowanymi nad i pod nimi;
Na glebach mocno i nadmiernie falujących - wzmocniony fundamenty monolityczne stosując, w razie potrzeby, pasy żelbetowe lub żelbetowe nad otworami górnej kondygnacji i na poziomie podłogi.
Niezależnie od stopnia uniesienia gruntu przy f > 0,05, fundamenty pasowe wszystkich ścian budynku muszą być ze sobą sztywno połączone i połączone w jedną konstrukcję ramową.
3.6. Pod budynki o konstrukcji drewnianej należy montować płytkie (niezakopane) fundamenty listwowe:
Na glebach praktycznie niefalujących i lekko falujących - z bloków prefabrykowanych (beton ekspandowany) ułożonych swobodnie, bez łączenia się ze sobą;
Na glebach średnio falujących - ze wzmocnionych bloków o przekroju 0,25 × 0,2 mi długości co najmniej 2 m, ułożonych w dwóch rzędach z zabandażowanymi szwami;
Na gruntach silnie i nadmiernie falujących wykonanych z prefabrykowanych bloków zbrojonych, sztywno połączonych ze sobą lub monolitycznego żelbetu.
3.7. Fundamenty słupowe płytkie na gruntach średnio i silnie falujących należy łączyć ze sobą sztywno za pomocą belek fundamentowych połączonych w jeden układ ramowy.
Na gruntach praktycznie niefalujących i lekko falujących belki fundamentowe nie wymagają łączenia ze sobą. Wymaganie to dotyczy również gruntów średnio-wysadzanych, które uległy miejscowemu zagęszczeniu podczas budowy fundamentów w dołach zagęszczanych oraz fundamentów z bloków wbijanych.
3.8. Podczas montażu fundamentów słupowych należy zapewnić szczelinę między belkami fundamentowymi a powierzchnią wyrównującą gruntu. Szczelina nie może być mniejsza niż obliczone odkształcenie falujące nieobciążonego gruntu.
3.9. Prefabrykowany elementy żelbetowe przy wykonywaniu płytkich fundamentów na glebach mocno i nadmiernie falujących w postaci solidne płyty powinny być ze sobą trwale połączone.
3.10. Budynki rozbudowane należy pociąć na całej wysokości na osobne przedziały, których długość przyjmuje się: dla gruntów lekko falujących do 30 m, dla gruntów średnio falujących - do 25 m, a dla gruntów silnie falujących - do 20 m, dla gleby nadmiernie falujące - do 15 m.
3.11. Odcinki budynków o jednakowej wysokości należy wznosić na odrębnych fundamentach.
4. Obliczanie podstawy płytkich fundamentów na podstawie odkształceń falujących gruntu
4.1. Obliczenia fundamentu na podstawie odkształceń falujących gleby poniżej podstawy płytkiego fundamentu przeprowadza się w oparciu o następujące warunki.
4.2. Obliczanie odkształceń falujących gruntów fundamentowych, a także głębokości fundamentu przeprowadza się w następującej kolejności:
a) na podstawie materiałów badawczych i danych z tabeli. określa się stopień falowania gruntu fundamentowego i w zależności od tego dobiera się rodzaj i projekt fundamentu;
b) wymiary podstawy fundamentu, jego głębokość i grubość poduszki wykonanej z materiału niefalującego są wstępnie ustalone;
Tabela 2
Ogranicz deformacje podłoża
| Ogranicz deformację falowania S u , cm | Ogranicz względne odkształcenia falujące |
||
| ugięcie względne lub pochylenie | względna różnica w naprężeniach falujących |
||
| Budynki bezramowe ze ścianami nośnymi wykonanymi z: | |||
| bloki i murarstwo bez wzmocnienia | |||
| bloki i mury ze zbrojeniem lub pasami żelbetowymi w obecności prefabrykowanych monolitycznych fundamentów z listew lub słupów z prefabrykowanymi monolitycznymi belkami fundamentowymi | |||
| Budynki słupowo-ryglowe | |||
| Budynki o konstrukcji drewnianej: | |||
| na fundamentach listwowych | |||
| na fundamentach słupowych | |||
| Budynki bezramowe ze ścianami nośnymi w L/H 3 £ (L to długość większej ściany, H to wysokość ściany) na listwie i fundamenty płytowe | 0,005 (rolka) |
||
______________
* Dopuszczalne jest przyjmowanie większych wartości, jeżeli na podstawie obliczeń wytrzymałościowych ściany zostanie ustalone, że naprężenia w murze nie przekraczają obliczonej wytrzymałości muru na rozciąganie podczas zginania.
c) sprawdza się warunek, zgodnie z którym średnie ciśnienie pod podstawą fundamentu nie powinno przekraczać obliczonego oporu materiału poduszki, a ciśnienie na głębokości równej grubości poduszki - obliczonego oporu gruntu ; obliczenia przeprowadza się zgodnie z rozdziałem SNiP 2.02.01-83;
d) sprawdzenie stabilności fundamentu pod wpływem stycznych sił unoszących; obliczenia przeprowadza się według metodyki określonej w rozdziale SNiP II-18-76, przyjmuje się, że standardowe właściwe styczne siły podnoszenia są równe: dla gruntów lekko falujących 7 tf/m2, dla gruntów średnio falujących 9 tf/m2, dla gruntów silnie i nadmiernie falujących 11 tf/m 2 ;
e) określa się odkształcenie falujące nieobciążonej podstawy;
e) zdeterminowany reżim temperaturowy oraz dynamikę sezonowego zamarzania gruntów fundamentowych, na podstawie której obliczane jest ciśnienie szronu na podstawę fundamentu;
g) podstawę fundamentu oblicza się na podstawie odkształceń falujących gruntu.
gdzie d z jest grubością warstwy falującej gleby, powodującej odkształcenie h fi poniżej podstawy fundamentu (patrz akapit); dla pierwszego schematu obliczeń re z = 0,75d f - d - h P , dla pozostałych dwóch schematów re z = re f - d - h P ;
ka - współczynnik warunków pracy zamarzania gruntu fundamentowego pod fundamentem, wyznaczany z wykresów (rys. ) w zależności od wartości d z i powierzchnia podstawy fundamentu A f w A f > 1 m 2 ; przyjmuje się, że współczynnik warunków pracy jest równy k a w A f = 1 m2; do fundamentów listwowych A fpobierana na jednostkę długości;
r jest promieniem podstawy okrągłego fundamentu słupowego, m;
b, a - odpowiednio szerokość i długość podstawy fundamentu słupowego prostokątny kształt;
b 1 - szerokość fundamentu listwowego;
SS - opór przemieszczania się zamarzniętego gruntu względem fundamentu, tf/m2; ustalane zgodnie z wnioskiem.
Tabela 3
Schematy obliczania odkształceń falowych nieobciążonego fundamentu w zależności od warunków hydrogeologicznych i topografii placu budowy
| Warunki wilgotności gleby w zależności od rodzaju reliefu | Odległość od powierzchni gruntu do poziomu wód gruntowych d w, m | Przybliżona wartość średniej wilgotności w obrębie warstwy sezonowo zamarzającej d fn | Wzory do wyznaczania odkształcenia falowego nieobciążonej podstawy |
|
| Obszary suche - wzgórza, miejsca pagórkowate. Płaskowyż przełomowy. Gleby są nawilżane jedynie przez opady atmosferyczne | re w > re fn + z | a) W £ W cr + 0,3I p b) W > W cr + 0,3I p | ||
| Tereny suche - miejsca lekko pagórkowate, równiny, łagodne zbocza z długim zboczem niecki ze śladami zalewów powierzchniowych. Gleby są nawilżane na skutek opadów atmosferycznych i wysokiego poziomu wody, częściowo wód gruntowych | d w< d fn + z | W > W cr + 0,3I p | ||
| Obszary podmokłe - niziny, zagłębienia, niziny międzyzboczowe, tereny podmokłe. Gleby są nasycone wodą na skutek opadów atmosferycznych oraz wód gruntowych, w tym stojących | W > W cr + 0,5I p |
Notatka: Wartość dw obliczana jest z uwzględnieniem prognozy zmian poziomu wód gruntowych; z jest najkrótszą odległością, m, od linii zamarzania d fn do poziomu wód gruntowych, przy której wody te nie wpływają na wilgotność zamarzającej gleby; wartość z określa się z tabeli. .
Tabela 4
Najkrótsza odległość od linii przemarzania do poziomu wód gruntowych
| wartość z, m |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Glina na bazie montmorylonitu i illitu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gliny na bazie kaolinitu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iły muliste o I р > 0,13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iły o I р > 0,13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iły muliste z I р £ 0,13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iły z I р £ 0,13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iła piaszczysto-mulaste o I p ³ 0,2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Glina piaszczysta o I р > 0,02 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Glina piaszczysta o Ip £ 0,02 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zakurzone piaski | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Piaski są w porządku | (4.7) gdzie pi - nacisk wzdłuż podstawy fundamentu od obciążenia zewnętrznego, tf/m2; p r - takie samo oznaczenie jak w ust.; B - współczynnik uwzględniający wpływ poduszki na działanie fundamentu; akceptowane zgodnie z tabelą. . gdzie g s - przyjęty współczynnik niezawodności równy 1,1; w - współczynnik zależny od wskaźnika elastyczności konstrukcji budowlanych l , wyznacza się z wykresu (ryc.); indeks l ustalony zgodnie z wnioskiem; D h fp - różnica w odkształceniu falowania (h 1 kl./s - godz. 2 kl./s ), m, określone przy ekstremalnych wartościach obliczonej przedzimowej wilgotności gleby na placu budowy; L - długość ściany budynku (przedziału), m. Ryż. 3. Wartości współczynnika k a Ryż. 4. Wartość współczynnika w w zależności od elastyczności konstrukcji budynku l Tabela 5 Wartości współczynników B
Notatka: Dla wartości pośrednich współczynnik b wyznacza się w drodze interpolacji. 4.7. Jeśli chodzi o elastyczność projektowania l > 3 względne odkształcenie falujące gruntu fundamentowego określają wzory: do fundamentów listwowych do fundamentów słupowych (4.10) gdzie d h fp - takie samo oznaczenie jak w akapicie; l to odległość pomiędzy sąsiednimi fundamentami. Nachylenie fundamentów budynków o ograniczonych wymiarach w rzucie (w ) określa wzór (4.11) 5. Obliczanie sił wewnętrznych w konstrukcjach budowlanych5.1. Momenty zginające M, tf∙m i siły poprzeczne F, tf powstające w konstrukcjach budowlanych podczas nierównomiernych odkształceń falujących gruntów fundamentowych określają wzory (5.1) (5.2) gdzie B, B 1 - współczynniki w zależności od l i określone na podstawie wykresów (ryc. , ); Obniżona sztywność zginania przekroju konstrukcji budowlanych w układzie fundament-podłoże-wzmocnienie pas-ściana, tf/m2, określona zgodnie z załącznikiem; D h fi , L - takie same oznaczenia jak we wzorze (). Momenty zginające i siły ścinające powstające w fundamentach listwowych (płytowych) budynków o ograniczonych wymiarach w rzucie (w ) określa się na podstawie obliczeń belek (płyt) na podłożu sprężystym bez uwzględnienia sztywności konstrukcji nośnych. 5.2. Momenty zginające i siły ścinające w poszczególnych elementach konstrukcyjnych (fundament, cokół, ściana, pas) określają wzory (5.3) (5.4) gdzie ja, ja - odpowiednio sztywność na zginanie i ścinanie rozważanego przekroju elementu; G - moduł ścinania, tf/m2, przyjęty jako równy 0,4E. Ryż. 5. Wartość współczynnika B Ryż. 6. Wartości współczynnika B 1 5.3. Siły F r , powstające w połączeniach ścian panelowych, określa się ze wzoru , (5.5) gdzie d i, y o, E j, A j to te same oznaczenia, co we wzorze () aplikacji. Na podstawie znalezionych sił wewnętrznych wytrzymałość elementów konstrukcyjnych budynków oblicza się zgodnie z wymaganiami rozdziałów SNiP dotyczących projektowania konstrukcji murowych i żelbetowych, betonu i konstrukcje żelbetowe. 6. Budowa płytkich fundamentów na gruntach falujących6.1. Na terenie przeznaczonym pod budowę należy przede wszystkim wykonać zespół inżynierskich prac przygotowawczych w następującym składzie: usunięcie darni lub warstwy ornej w miejscach posadowienia fundamentów, w powiązaniu z ogólnym układem budowanego terenu; realizacja robót związanych z odwodnieniem wód powierzchniowych przewidzianych projektem. 6.2. Przygotowanie fundamentu pod fundament pasowy płytki (kolumnowy) polega na wycięciu rowu (dołu), oczyszczeniu dna i zamontowaniu poduszki przeciwwstrząsowej. Przy montażu poduszki materiał niefalujący wylewa się warstwami o grubości nie większej niż 20 cm i zagęszcza walcami lub wibratorami powierzchniowymi do uzyskania rd = 1,6 t/m3. 6.3. Aby uniknąć gromadzenia się wody i osypywania się ścian rowów (dołów), należy je usunąć po dostarczeniu bloków fundamentowych i innych materiały budowlane, niezbędne do budowy płytkich fundamentów. 6.4. Po ułożeniu bloków fundamentowych zatoki rowów (doły) należy wypełnić materiałem przewidzianym w projekcie (grunt niefalujący lub lokalny) z obowiązkowym zagęszczeniem. 6,5. Po zakończeniu prac fundamentowych należy natychmiast wykonać rozplanowanie wokół budynku, aby zapewnić odprowadzenie wody atmosferycznej z budynku i montaż ślepych obszarów. 6.6. Niedopuszczalne jest pozostawianie bez obciążenia płytkich (niezakopanych) fundamentów w okresie zimowym. Jeżeli z jakiegoś powodu warunek ten okaże się niemożliwy, należy wokół fundamentów ułożyć tymczasowe powłoki termoizolacyjne z trocin, żużla, keramzytu, wełny żużlowej, słomy i innych materiałów, aby zabezpieczyć grunt przed zamarzaniem. 6.7. Zabrania się wykonywania płytkich fundamentów na zamarzniętych fundamentach. W zimowy czas Dopuszczalne jest budowanie takich fundamentów tylko wtedy, gdy wody gruntowe są głębokie, ze wstępnym rozmrożeniem zamarzniętej gleby i obowiązkowym zasypaniem zatok materiałem niefalującym. R w której 0,92, rw, rs, rd - gęstość, odpowiednio, t/m 3 lodu, wody, cząstek stałych i suchej gleby; kW - współczynnik zawartości wody niezamarzniętej w zamarzniętej glebie przy temperaturze 0,5T w górę ; T w górę - minimalna temperatura gleby, przy której zatrzymuje się jej falowanie; T up , K w określa się na podstawie tabeli w tym dodatku; T0 - szacunkowa temperatura powierzchni gruntu bez śniegu (°C); przyjmuje się, że jest równa średniej temperaturze powietrza w okresie zimowym; Wp, W cr - takie same oznaczenia jak w ust. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Strona 1 z 12
VSN 29-85
PROJEKTOWANIE płytkich fundamentów niskich budynków wiejskich na falujących glebach
STANDARDY BUDYNKU WYDZIAŁOWEGO
minister rolnictwa
MINISTER ROLNICTWA
Moskwa - 1985
Opracowano przez: Centralny Instytut Badawczo-Doświadczalny i Projektowy Budownictwa Wiejskiego (TsNIIEPselstroy) Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR.
Dyrektor L.N. Anufriew
Kierownik Sekcji Fundamentów
i fundamenty w kompleksie
warunki gruntowe V.S. Sazhin
Starsi badacze A.G. Beirich
V.V. Borszczew
D.Ya. Ginsburga
NA. Malcew
Instytut Badawczy Fundamentów i Konstrukcji Podziemnych Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR (NIIOSP)
Dyrektor B.S. Fiodorow
Kierownik Laboratorium
podstawy i fundamenty
na falujących glebach V.O. Orłow
Instytut Projektowania Saratovoblkolkhozproekt Roskolkhozstroy-stowarzyszenie
Dyrektor B.N. Łysunkin
Główny specjalista V.N. Kraiuszkin
Wprowadzeni: TsNIIEPselstroy z Ministerstwa Rolnictwa ZSRR, NIIOSP z Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR
Przygotowano do zatwierdzenia: przez Główną Dyrekcję Techniczną Ministerstwa Rolnictwa ZSRR
Szef V.Ya. Makaruka
Uzgodnił: Gosstroy z ZSRR
Zastępca Przewodniczącego S.L. Dvornikow
Ministerstwo Rolnictwa ZSRR
Wiceminister I.P. Bystryukow
Zatwierdzony i wprowadzony w życie: zarządzeniem Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR nr 44 z 14 lutego 1985 r.
WSTĘP
Falujące gleby są szeroko rozpowszechnione na terytorium ZSRR. Należą do nich gliny, iły, gliny piaszczyste, piaski pylaste i drobne. Przy określonej wilgotności gleby te, zamarzając zimą, zwiększają swoją objętość, co prowadzi do podniesienia się warstw gleby w granicach jej głębokości zamarzania. Fundamenty usytuowane na takich gruntach również podlegają wypiętrzeniu, jeżeli działające na nie obciążenia nie równoważą sił unoszących. Ponieważ odkształcenia falujące gleby są zwykle nierównomierne, następuje nierównomierne wzniesienie fundamentów, które z czasem kumuluje się. W rezultacie konstrukcje nadziemne budynków i budowli ulegają niedopuszczalnym odkształceniom i zawaleniu. Konstrukcje lekkie, w tym większość niskich budynków wiejskich, są szczególnie podatne na odkształcenia na skutek falowania gruntu.
Zgodnie ze standardami projektowania fundamentów budynków i budowli głębokość fundamentów w gruntach falujących należy przyjmować nie mniejszą niż obliczona głębokość zamarzania. W takim przypadku podstawa fundamentu jest wolna od wpływu normalnych sił falujących. Jednak głęboko położone fundamenty mają rozwiniętą powierzchnię boczną, wzdłuż której działają styczne siły falujące. Siły te przekraczają obciążenia przenoszone przez lekkie budynki na fundamenty, powodując wyboczenie fundamentów.
Tym samym materiałochłonne i drogie fundamenty układane poniżej głębokości zamarzania gruntu nie zapewniają niezawodnej pracy niskich budynków wzniesionych na falujących glebach.
Jednym ze sposobów rozwiązania problemu budowy niskich budynków na falujących glebach jest zastosowanie płytkich fundamentów. Fundamenty takie układa się na głębokości 0,2-0,5 m od powierzchni gruntu lub bezpośrednio na powierzchni (fundamenty niezakopane). Zatem na płytkie fundamenty działają nieznaczne styczne siły falujące, a dla fundamentów niezakopanych są one równe zeru.
Z reguły pod fundamentami umieszcza się poduszki o grubości 20-30 cm z materiałów niefalujących (piasek żwirowy, piasek gruby lub średni, drobny kruszony kamień, żużel kotłowy itp.). Zastosowanie poduszki nie tylko pozwala na częściowe zastąpienie gruntu falującego gruntem niefalującym, ale także redukuje nierównomierne odkształcenia podłoża. Grubość poduszek i głębokość fundamentów określa się na podstawie obliczeń.
Podstawową zasadą projektowania płytkich fundamentów budynków ze ścianami nośnymi na falujących glebach jest to, że fundamenty listwowe wszystkich ścian budynku są połączone w jeden system i tworzą dość sztywną poziomą ramę, która redystrybuuje nierównomierne odkształcenia podstawy. W przypadku płytkich fundamentów słupowych rama składa się z belek fundamentowych, które są sztywno połączone ze sobą na podporach.
Aby zapewnić wspólną pracę elementów fundamentowych, te ostatnie są ze sobą sztywno połączone.
Określone środki konstrukcyjne są przeprowadzane podczas budowy na glebach średnio falujących (o intensywności falowania większej niż 0,05), silnie i nadmiernie falujących. W pozostałych przypadkach elementy fundamentowe układane są luźno i nie są ze sobą połączone. Ilościowym wskaźnikiem falowania gleby jest intensywność falowania, która charakteryzuje falowanie elementarnej warstwy gleby. Zastosowanie płytkich fundamentów opiera się na zasadniczo nowym podejściu do ich projektowania, które opiera się na obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących. W takim przypadku dopuszczalne są odkształcenia podstawy (wzrost, w tym nierówny wzrost), ale muszą one być mniejsze niż maksymalne, które zależą od cech konstrukcyjnych budynków.
Przy obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących uwzględnia się właściwości falowe gruntu, przenoszone na niego ciśnienie, sztywność zginania fundamentu i konstrukcji nadziemnych. Konstrukcje nadziemne traktowane są nie tylko jako źródło obciążeń fundamentów, ale także jako element czynny uczestniczący we wspólnej pracy fundamentu z podłożem. Im większa sztywność zginania konstrukcji, tym mniejsze odkształcenia względne podstawy.
Nacisk przenoszony na grunt znacznie (czasem kilkukrotnie) zmniejsza podnoszenie się podłoża podczas falowania gruntu. Podczas podnoszenia płytkich fundamentów normalne siły falujące działające na ich podeszwy gwałtownie maleją.
Wszystkie konstrukcje płytkich fundamentów i zasady ich obliczania podane w tym dokumencie zostały przetestowane podczas projektowania i budowy niskich budynków o różnym przeznaczeniu - dworków, budynków gospodarczych, przemysłowych budynków rolniczych do celów pomocniczych, podstacji transformatorowych itp.
Obecnie w wielu regionach europejskiej części RSFSR, na obszarach o głębokości zamarzania do 1,7 oraz ponad 1500 jedno- i dwupiętrowych budynków z różnych materiałów - cegieł, bloków, paneli, paneli drewnianych - zbudowano na płytkich i niezakopanych fundamentach. Systematyczne obserwacje instrumentalne budynków na przestrzeni 3-6 lat wskazują na niezawodną pracę płytkich fundamentów. Zastosowanie takich fundamentów zamiast tradycyjnych, układanych poniżej głębokości zamarzania gruntu, pozwoliło na zmniejszenie: zużycia betonu o 50-80%, kosztów pracy o 40-70%.
Normy te zawierają wymagania dotyczące budowy, projektowania i montażu płytkich fundamentów na falujących glebach. To nie przypadek, że zakres stosowania takich fundamentów jest określony specjalnie dla gruntów falujących. Zaleca się stosowanie płytkich fundamentów na gruntach falujących masowo na głębokości zamarzania do 1,7 m. W przypadku większych głębokości zamarzania w gruntach falujących płytkie fundamenty zaleca się tylko do budowy eksperymentalnej. Gromadzenie doświadczeń w budowie obiektów o płytkich fundamentach na terenach o dużych głębokościach przemarzania pozwoli na dalsze poszerzenie zakresu ich zastosowania na gruntach falujących.
Choć zakres stosowania płytkich fundamentów w innych warunkach gruntowych formalnie wykracza poza zakres tych norm, celowe wydaje się podanie kilku zaleceń dotyczących stosowania takich fundamentów przy wznoszeniu budynków niskich na najpopularniejszych w naszym kraju gruntach .
Zgodnie z rozdziałem SNiP 2.02.01-83 głębokość fundamentów na gruntach niefalujących nie zależy od głębokości ich zamarzania. Dlatego przy wznoszeniu niskich budynków na gruntach niefalujących zaleca się płytkie fundamenty do użytku masowego.
Na fundamentach z gruntów wiecznej zmarzliny można zastosować płytkie fundamenty do budowy eksperymentalnej. Jednocześnie należy podjąć działania zapobiegające niedopuszczalnym odkształceniom fundamentów spowodowanym rozmrożeniem gleb wiecznej zmarzliny.
Stosowanie płytkich fundamentów na podłożu naturalnym w warunkach gruntowych I rodzaju pod względem osiadania zaleca się tylko wtedy, gdy ciśnienie przenoszone na grunt jest mniejsze od początkowego ciśnienia osiadania. W pozostałych przypadkach zastosowanie takich fundamentów jest możliwe tylko w budownictwie eksperymentalnym, pod warunkiem, że całkowite odkształcenia fundamentów spowodowane osiadaniem i osiadaniem gruntu nie przekroczą odkształceń granicznych.
W warunkach gruntowych typu P pod względem osiadania nie dopuszcza się stosowania płytkich fundamentów na podłożu naturalnym.
Należy podkreślić, że skoro główną przyczyną falowania gruntów jest obecność w nich wody, która po zamarznięciu może zamienić się w lód, wymóg, aby grunt u podstawy płytkich fundamentów nie był nasiąkany wodą w trakcie budowy i podczas eksploatacji budynków należy ściśle przestrzegać. Należy zapewnić niezawodne odprowadzanie wód atmosferycznych i przemysłowych z terenu budowy poprzez pionowe rozplanowanie terenu zabudowanego, wykonanie drenażu i drenażu. Podczas kopania rowów pod fundamenty i media prace wykopowe należy wykonywać przy minimalnym naruszeniu naturalnych gleb. Niedopuszczalne jest gromadzenie się wody w wyniku uszkodzenia tymczasowego rurociągu na placu budowy. Wokół budynków należy montować wodoodporne żaluzje o szerokości co najmniej 1 m i nachyleniu co najmniej 0,03. Należy unikać wykonywania przepustów rurociągów kanalizacyjnych i wodociągowych od strony wyżyny budynku. W trakcie eksploatacji budynków nie wolno zmieniać warunków, dla których projektuje się płytkie fundamenty.
| Treść |
|---|
STANDARDY BUDYNKU WYDZIAŁOWEGO
PROJEKT
płytkie fundamenty
niska zabudowa wiejska
na falujących glebach
VSN 29-85
minister rolnictwa
MINISTER ROLNICTWA
Moskwa - 1985
Opracowano przez: Centralny Instytut Badawczo-Doświadczalny i Projektowy Budownictwa Wiejskiego (TsNIIEPselstroy) Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR.
Instytut Badawczy Fundamentów i Konstrukcji Podziemnych Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR (NIIOSP)
Instytut Projektowania Saratovoblkolkhozproekt Roskolkhozstroy-stowarzyszenie
Wprowadzeni: TsNIIEPselstroy z Ministerstwa Rolnictwa ZSRR, NIIOSP z Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR
Przygotowano do zatwierdzenia: przez Główną Dyrekcję Techniczną Ministerstwa Rolnictwa ZSRR
Uzgodnił: Gosstroy z ZSRR
Ministerstwo Rolnictwa ZSRR
Zatwierdzony i wprowadzony w życie: zarządzeniem Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR nr 44 z 14 lutego 1985 r.
| Wstęp. 1 1. Postanowienia ogólne. 4 2. Ocena falowania gleby. 5 3. Projekty płytkich fundamentów na gruntach falujących. 7 4. Obliczanie podstawy płytkich fundamentów na podstawie odkształceń falujących gruntu. 8 5. Obliczanie sił wewnętrznych w konstrukcjach budowlanych. 14 6. Budowa płytkich fundamentów na gruntach falujących. 16 Załącznik nr 1. Określenie szacunkowej wilgotności gleby przed zimą. 16 Załącznik 2. Obliczanie odkształceń falujących nieobciążonej powierzchni gruntu. 17 Załącznik nr 3. Wyznaczanie oporu przemieszczenia zamarzniętego gruntu względem fundamentu. 19 Załącznik 4. Obliczanie wskaźnika elastyczności konstrukcji budowlanych. 22 Załącznik 5. Przykład obliczeń płytkiego fundamentu listwowego. 24 |
WSTĘP
Falujące gleby są szeroko rozpowszechnione na terytorium ZSRR. Należą do nich gliny, iły, gliny piaszczyste, piaski pylaste i drobne. Przy określonej wilgotności gleby te, zamarzając zimą, zwiększają swoją objętość, co prowadzi do podniesienia się warstw gleby w obrębie głębokości jej zamarzania. Fundamenty usytuowane na takich gruntach również podlegają wypiętrzeniu, jeżeli działające na nie obciążenia nie równoważą sił unoszących. Ponieważ odkształcenia falujące gleby są zwykle nierównomierne, następuje nierównomierne wzniesienie fundamentów, które z czasem kumuluje się. W rezultacie konstrukcje nadziemne budynków i budowli ulegają niedopuszczalnym odkształceniom i zawaleniu. Konstrukcje lekkie, w tym większość niskich budynków wiejskich, są szczególnie podatne na odkształcenia na skutek falowania gruntu.
Zgodnie ze standardami projektowania fundamentów budynków i budowli głębokość fundamentów w gruntach falujących należy przyjmować nie mniej niż obliczona głębokość zamarzania. W takim przypadku podstawa fundamentu jest wolna od wpływu normalnych sił falujących. Jednak głęboko położone fundamenty mają rozwiniętą powierzchnię boczną, wzdłuż której działają styczne siły falujące. Siły te przekraczają obciążenia przenoszone przez lekkie budynki na fundamenty, powodując wyboczenie fundamentów.
Tym samym materiałochłonne i drogie fundamenty układane poniżej głębokości zamarzania gruntu nie zapewniają niezawodnej pracy niskich budynków wzniesionych na falujących glebach.
Jednym ze sposobów rozwiązania problemu budowy niskich budynków na falujących glebach jest zastosowanie płytkich fundamentów. Fundamenty takie układa się na głębokości 0,2 – 0,5 m od powierzchni gruntu lub bezpośrednio na powierzchni (fundamenty niezakopane). I tak na płytkie fundamenty działają nieznaczne styczne siły falujące, a dla fundamentów niezakopanych są one równe zeru.
Z reguły pod fundamentami umieszcza się poduszki o grubości 20-30 cm z materiałów niefalujących (piasek żwirowy, kamień gruby lub średni, drobno kruszony, żużel kotłowy itp.). Zastosowanie poduszki nie tylko pozwala na częściowe zastąpienie gruntu falującego gruntem niefalującym, ale także redukuje nierównomierne odkształcenia podłoża. Grubość poduszek i głębokość fundamentów określa się na podstawie obliczeń.
Podstawową zasadą projektowania płytkich fundamentów budynków ze ścianami nośnymi na falujących glebach jest to, że fundamenty listwowe wszystkich ścian budynku są połączone w jeden system i tworzą dość sztywną poziomą ramę, która redystrybuuje nierównomierne odkształcenia podstawy. W przypadku płytkich fundamentów słupowych rama składa się z belek fundamentowych, które są sztywno połączone ze sobą na podporach.
Aby zapewnić wspólną pracę elementów fundamentowych, te ostatnie są ze sobą sztywno połączone.
Określone środki konstrukcyjne przeprowadza się podczas budowy na glebach średnio falujących (o intensywności falowania większej niż 0,05), silnie i nadmiernie falujących. W pozostałych przypadkach elementy fundamentowe układane są luźno i nie są ze sobą połączone. Ilościowym wskaźnikiem falowania gleby jest intensywność falowania, która charakteryzuje falowanie elementarnej warstwy gleby. Zastosowanie płytkich fundamentów opiera się na zasadniczo nowym podejściu do ich projektowania, które opiera się na obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących. W takim przypadku dopuszczalne są odkształcenia podstawy (podnoszenie, w tym nierówne podnoszenie), ale muszą być one mniejsze niż maksymalne, które zależą od cech konstrukcyjnych budynków.
Przy obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących uwzględnia się właściwości falowe gruntu, przenoszone na niego ciśnienie, sztywność zginania fundamentu i konstrukcji nadziemnych. Konstrukcje nadziemne traktowane są nie tylko jako źródło obciążeń fundamentów, ale także jako element czynny uczestniczący we wspólnej pracy fundamentu z podłożem. Im większa sztywność zginania konstrukcji, tym mniejsze odkształcenia względne podstawy.
Nacisk przenoszony na grunt znacznie (czasem kilkukrotnie) zmniejsza podnoszenie się podłoża podczas falowania gruntu. Podczas podnoszenia płytkich fundamentów normalne siły falujące działające na ich podeszwy gwałtownie maleją.
Wszystkie konstrukcje płytkich fundamentów i zasady ich obliczania podane w tym dokumencie zostały przetestowane podczas projektowania i budowy niskich budynków o różnym przeznaczeniu - dworków, budynków gospodarczych, przemysłowych budynków rolniczych do celów pomocniczych, podstacji transformatorowych itp.
Obecnie w wielu regionach europejskiej części RSFSR, na obszarach o głębokości zamarzania do 1,7 i ponad 1500 jedno- i dwupiętrowych budynków z różnych materiałów - cegieł, bloków, paneli, paneli drewnianych - zbudowano na płytkich i niezakopanych fundamentach. Systematyczne obserwacje instrumentalne budynków w okresie od 3 do 6 lat wskazują na niezawodną pracę płytkich fundamentów. Zastosowanie takich fundamentów zamiast tradycyjnych, układanych poniżej głębokości zamarzania gruntu, pozwoliło na zmniejszenie: zużycia betonu o 50 - 80%, kosztów pracy - o 40 - 70%.
Normy te zawierają wymagania dotyczące budowy, projektowania i montażu płytkich fundamentów na falujących glebach. Nie jest zatem przypadkiem, że zakres stosowania takich fundamentów jest określony specjalnie dla gruntów falujących. Zaleca się stosowanie płytkich fundamentów na gruntach falujących masowo na głębokości zamarzania do 1,7 m. W przypadku większych głębokości zamarzania w gruntach falujących płytkie fundamenty zaleca się tylko do budowy eksperymentalnej. Gromadzenie doświadczeń w budowie obiektów o płytkich fundamentach na terenach o dużych głębokościach przemarzania pozwoli na dalsze poszerzenie zakresu ich zastosowania na gruntach falujących.
Choć zakres stosowania płytkich fundamentów w innych warunkach gruntowych formalnie wykracza poza zakres tych norm, celowe wydaje się podanie kilku zaleceń dotyczących stosowania takich fundamentów przy wznoszeniu budynków niskich na najpopularniejszych w naszym kraju gruntach .
d) sprawdzenie stabilności fundamentu pod wpływem stycznych sił unoszących; obliczenia przeprowadza się zgodnie z metodologią określoną w rozdziale SNiP II-18-76, przyjmuje się, że standardowe właściwe styczne siły podnoszenia są równe: dla gruntów lekko falujących 7 tf/m2, dla gruntów średnio falujących 9 tf/m2 , dla gruntów silnie i nadmiernie falujących 11 tf/m 2 ;
e) określa się odkształcenie falujące nieobciążonej podstawy;
f) określa się reżim temperaturowy i dynamikę sezonowego zamarzania gruntów fundamentowych, na podstawie których oblicza się ciśnienie szronu na podstawę fundamentu;
g) podstawę fundamentu oblicza się na podstawie odkształceń falujących gruntu.
4.3. Odkształcenie falujące nieobciążonej podstawy h fi określa się za pomocą jednego ze wzorów podanych w tabeli. 3, w oparciu o ustaloną głębokość fundamentu d i grubość poduszki h p.
Odkształcenie falujące nieobciążonej powierzchni gleby h f uwzględnione w tych wzorach określa się zgodnie z dodatkiem 2. Obliczoną głębokość zamarzania gleby d f określa się zgodnie z rozdziałem SNiP 2.02.01-83.
4.4. Nacisk na podstawę fundamentu (P r, tf/m2) od normalnych sił falujących określa się ze wzorów dla fundamentu słupowego o okrągłym kształcie podstawy
do fundamentów słupowych o podstawie kwadratowej
do fundamentów słupowych o prostokątnym kształcie podstawy
(4.5)
do podkładu listwowego
gdzie d z jest grubością falującej warstwy gleby, powodującej odkształcenie h fi poniżej podstawy fundamentu (patrz paragraf 4.4); dla pierwszego schematu obliczeniowego d z = 0,75d f - d - h p, dla pozostałych dwóch schematów d z = d f - d - h p;
k a to współczynnik warunków pracy zamarzania gruntu fundamentowego pod fundamentem, określony na podstawie wykresów (ryc. 3) w zależności od wartości d z i powierzchni podstawy fundamentu A f dla A f > 1 m 2 ; przyjmuje się, że współczynnik warunków pracy jest równy k a przy A f = 1 m 2; w przypadku fundamentu listwowego Af przyjmuje się na jednostkę jego długości;
r jest promieniem podstawy okrągłego fundamentu słupowego, m;
b, a - odpowiednio szerokość i długość podstawy prostokątnego fundamentu słupowego;
b 1 - szerokość fundamentu listwowego;
s s – opór przemieszczania się zamarzniętego gruntu względem fundamentu, tf/m2; określone zgodnie z Załącznikiem 3.
Tabela 3
Schematy obliczania odkształceń falowych nieobciążonego fundamentu w zależności od warunków hydrogeologicznych i topografii placu budowy
| Warunki wilgotności gleby w zależności od rodzaju reliefu | Odległość od powierzchni gruntu do poziomu wód gruntowych d w, m | Przybliżona wartość średniej wilgotności w obrębie warstwy sezonowo zamarzającej d fn | Wzory do wyznaczania odkształcenia falowego nieobciążonej podstawy |
|
| Obszary suche - wzgórza, miejsca pagórkowate. Płaskowyż przełomowy. Gleby są nawilżane jedynie przez opady atmosferyczne | re w > re fn + z | a) W £ W cr + 0,3I p b) W > W cr + 0,3I p |
|
|
| Tereny suche - miejsca lekko pagórkowate, równiny, łagodne zbocza z długim zboczem niecki ze śladami zalewów powierzchniowych. Gleby są nawilżane na skutek opadów atmosferycznych i wysokiego poziomu wody, częściowo wód gruntowych | d w< d fn + z | W > W cr + 0,3I p |
|
|
| Obszary podmokłe - niziny, zagłębienia, niziny międzyzboczowe, tereny podmokłe. Gleby są nasycone wodą na skutek opadów atmosferycznych oraz wód gruntowych, w tym stojących | W > W cr + 0,5I p |
|
Notatka. Wartość dw obliczana jest z uwzględnieniem prognozy zmian poziomu wód gruntowych; z jest najkrótszą odległością, m, od linii zamarzania d fn do poziomu wód gruntowych, przy której wody te nie wpływają na wilgotność zamarzającej gleby; wartość z określa się z tabeli. 4.
Tabela 4
Najkrótsza odległość od linii przemarzania do poziomu wód gruntowych
4,5. Odkształcenie falujące gruntu fundamentowego, biorąc pod uwagę nacisk pod podstawą fundamentu, określa wzór
(4.7)
gdzie p i jest ciśnieniem wzdłuż podstawy fundamentu od obciążenia zewnętrznego, tf/m2;
pr - to samo oznaczenie, co w pkt 4.4;
b - współczynnik uwzględniający wpływ poduszki na działanie fundamentu; akceptowane zgodnie z tabelą. 5.
4.6. Względne odkształcenie falujące gruntu fundamentowego, biorąc pod uwagę sztywność konstrukcji nośnych budynku, określa wzór
(4.8)
gdzie g p jest współczynnikiem niezawodności, przyjmowanym równym 1,1;
w – współczynnik zależny od wskaźnika podatności konstrukcji budowlanych l, określony z wykresu (rys. 4); wskaźnik l wyznacza się zgodnie z dodatkiem 4;
Dh fp - różnica w odkształceniu falowania (h 1 fp - h 2 fp), m, określona przy ekstremalnych wartościach obliczonej przedzimowej wilgotności gleby na placu budowy;
L - długość ściany budynku (przedziału), m.
Ryż. 3. Wartości współczynnika k a
Ryż. 4. Wartość współczynnika w w zależności od wskaźnika elastyczności konstrukcji budynku l
Tabela 5
Wartości współczynnika b
| Stosunek grubości poduszki do szerokości fundamentu h p /b | Wartości współczynników |
|
| do fundamentów słupowych | do fundamentów listwowych |
|
Notatka. Dla wartości pośrednich współczynnik b wyznacza się w drodze interpolacji.
4.7. Gdy wskaźnik podatności konstrukcji l > 3, względne odkształcenie falujące gruntu fundamentowego określa się za pomocą wzorów:
do fundamentów listwowych
do fundamentów słupowych
gdzie Dh fp jest tym samym oznaczeniem, co w pkt 4.6;
l to odległość pomiędzy sąsiednimi fundamentami.
Nachylenie fundamentów budynków o ograniczonych wymiarach w rzucie (w ) określa wzór
5. Obliczanie sił wewnętrznych w konstrukcjach budowlanych
5.1. Momenty zginające M, tf∙m i siły poprzeczne F, tf powstające w konstrukcjach budowlanych podczas nierównomiernych odkształceń falujących gruntów fundamentowych określają wzory
(5.1)
(5.2)
gdzie B, B 1 są współczynnikami zależnymi od l i wyznaczanymi z wykresów (ryc. 5, 6);
Zmniejszona sztywność zginania przekroju konstrukcji budowlanych w układzie fundament-cokół-wzmocnienie pas-ściana, tf/m2, określona zgodnie z Załącznikiem 4;
Dh fi , L - takie same oznaczenia jak we wzorze (4.8).
Momenty zginające i siły ścinające powstające w fundamentach listwowych (płytowych) budynków o ograniczonych wymiarach w rzucie (w ) określa się na podstawie obliczeń belek (płyt) na podłożu sprężystym bez uwzględnienia sztywności konstrukcji nośnych.
5.2. Momenty zginające i siły ścinające w poszczególnych elementach konstrukcyjnych (fundament, cokół, ściana, pas) określają wzory
(5.3)
gdzie i, i są odpowiednio sztywnością zginania i ścinania przekroju rozpatrywanego elementu;
G - moduł ścinania, tf/m2, przyjęty jako równy 0,4E.
Ryż. 5. Wartość współczynnika B
Ryż. 6. Wartości współczynnika B 1
5.3. Siły F r powstające w połączeniach ścian panelowych określa się ze wzoru
, (5.5)
gdzie d i, y o, E j, A j są takie same oznaczenia jak we wzorze (13) w Załączniku 4.
Na podstawie znalezionych sił wewnętrznych wytrzymałość elementów konstrukcyjnych budynków oblicza się zgodnie z wymaganiami rozdziałów SNiP dotyczących projektowania konstrukcji murowych i żelbetowych, konstrukcji betonowych i żelbetowych.
6. Budowa płytkich fundamentów na gruntach falujących
6.1. Na terenie przeznaczonym pod budowę należy przede wszystkim wykonać zespół inżynierskich prac przygotowawczych w następującym składzie:
usunięcie darni lub warstwy ornej w miejscach posadowienia fundamentów, w powiązaniu z ogólnym układem budowanego terenu;
realizacja robót związanych z odwodnieniem wód powierzchniowych przewidzianych projektem.
6.2. Przygotowanie fundamentu pod fundament pasowy płytki (kolumnowy) polega na wycięciu rowu (dołu), oczyszczeniu dna i zamontowaniu poduszki przeciwwstrząsowej. Przy montażu poduszki materiał niefalujący wylewa się warstwami o grubości nie większej niż 20 cm i zagęszcza walcami lub wibratorami powierzchniowymi do rd = 1,6 t/m 3 .
6.3. Aby uniknąć gromadzenia się wody i kruszenia ścian rowów (dołów), należy je usunąć po dostarczeniu bloków fundamentowych i innych materiałów budowlanych niezbędnych do wykonania płytkich fundamentów.
6.4. Po ułożeniu bloków fundamentowych zatoki rowów (doły) należy wypełnić materiałem przewidzianym w projekcie (grunt niefalujący lub lokalny) z obowiązkowym zagęszczeniem.
6,5. Po zakończeniu prac fundamentowych należy natychmiast wykonać rozplanowanie wokół budynku, aby zapewnić odprowadzenie wody atmosferycznej z budynku i montaż ślepych obszarów.
6.6. Niedopuszczalne jest pozostawianie bez obciążenia płytkich (niezakopanych) fundamentów w okresie zimowym. Jeżeli z jakiegoś powodu warunek ten okaże się niemożliwy, należy wokół fundamentów ułożyć tymczasowe powłoki termoizolacyjne z trocin, żużla, keramzytu, wełny żużlowej, słomy i innych materiałów, aby zabezpieczyć grunt przed zamarzaniem.
6.7. Zabrania się wykonywania płytkich fundamentów na zamarzniętych fundamentach. Zimą dozwolone jest budowanie takich fundamentów tylko wtedy, gdy wody gruntowe są głębokie, ze wstępnym rozmrożeniem zamarzniętej gleby i obowiązkowym wypełnieniem zatok materiałem niefalującym.
Aneks 1
Określanie szacunkowej wilgotności gleby przed zimą
Obliczoną wilgotność przedzimową w warstwie gleby o grubości równej standardowej głębokości zamarzania d fn określa się ze wzoru
gdzie W p jest średnią ważoną wartością wilgotności w warstwie sezonowo zamarzającej gleby, ułamkiem jednostkowym, uzyskaną z wyników badań w okresie lato-jesień;
We jest szacunkową ilością opadów, które spadły w okresie t poprzedzającym termin badania, określoną wzorem (2);
W 0 - szacunkowa ilość opadów, które spadły w okresie przedzimowym (przed ustaleniem średniej miesięcznej ujemnej temperatury powietrza), o czasie trwania równym t e.
Wartości We i W 0 wyznaczane są z danych „Poradnika klimatycznego” lub ze średnich danych z wieloletnich obserwacji stacji hydrometeorologicznej zlokalizowanej w warunkach podobnych do terenu budowy. Czas trwania okresu t e , dzień jest określony przez relację
Przy cenie 90 funtów, (2)
gdzie K jest współczynnikiem filtracji, m/dzień.
Załącznik 2
Obliczanie odkształceń falowych nieobciążonej powierzchni gruntu
1. Odkształcenie falujące nieobciążonej powierzchni gleby ilastej podczas zamarzania do obliczonej głębokości d f w zależności od obliczonej wilgotności przedzimowej W określa się za pomocą wzorów
dla W > W p r
dla W £ W pr
(2)
gdzie W pr jest zawartością wilgoci w granicy falowania gleby, określoną według wzoru
(3)
w której
0,92, r w, r s, r d - gęstość, odpowiednio, t/m 3 lodu, wody, cząstek stałych i suchej gleby;
K w - współczynnik zawartości wody niezamarzniętej w zamarzniętej glebie w temperaturze od 0,5 T wzwyż;
T up to minimalna temperatura gleby, przy której zatrzymuje się jej falowanie; T up , K w określa się na podstawie tabeli w tym dodatku;
T 0 - szacunkowa temperatura powierzchni gruntu bez śniegu (°C); przyjmuje się, że jest równa średniej temperaturze powietrza w okresie zimowym;
W p , W cr - takie same oznaczenia jak w pkt 2.1;
K b - parametr wyrażający stosunek współczynników przewodności hydraulicznej, równy
(4)
gdzie W sat to całkowita wilgotność gleby;
Ja t - współczynnik temperaturowy równy
(5)
gdzie y jest parametrem charakteryzującym strefę jednoczesnego falowania, wyznaczonym z nomogramów (rys. 1, 2);
h – parametr wyrażający zależność temperatury od zawartości wody niezamarzniętej w strefie zamarzania, określony z tabeli znajdującej się w niniejszym załączniku.
2. Odkształcenie falujące nieobciążonej powierzchni gleby piaszczystej określa wzór
godz fa = fa ja re fa , (6)
gdzie f i jest intensywnością falowania, przyjmowaną jako równą:
f i = 0,035 dla lekko falującej gleby piaszczystej;
f i = 0,07 dla średnio falującej gleby piaszczystej.
Wartości parametrów h, K w i temperatury zaprzestania falowania T up różne rodzaje gleba gliniasta
| Nazwa rodzaju gleby | Numer plastyczności gleby I p | Temperatura zatrzymania podnoszenia T w górę | h wartość parametru | Wartość współczynnika K w przy projektowej temperaturze gruntu T 0 , °C |
||||||||
| 0,02 < I p £ 0,07 | ||||||||||||
| Piaszczysto-gliniasto muliste | ||||||||||||
| Ił | ||||||||||||
| Ił | 0,07 < I p £ 0,13 | |||||||||||
| zakurzony | ||||||||||||
| Ił | 0,13 < I p £ 0,17 | |||||||||||
| Mulista glina | ||||||||||||
Notatka. Dla pośrednich wartości temperatur współczynnik Kw przyjmuje się w drodze interpolacji.
Ryż. 1. Wartość parametru y dla glin
Ryż. 2. Wartość parametru y dla gleb ilastych
Dodatek 3
Wyznaczanie wytrzymałości na przemieszczanie się zamarzniętego gruntu względem fundamentu
1. Opór przemieszczonego zamarzniętego gruntu względem fundamentu określa się z tabeli znajdującej się w niniejszym załączniku w zależności od prędkości falowania v t oraz obliczonej temperatury zamarzłego gruntu T d pod fundamentem.
2. Szybkość osiadania gruntu v t , m/dzień określa się na podstawie wyrażenia
gdzie h fi jest odkształceniem falującym nieobciążonej podstawy, określonym zgodnie z klauzulą 4.3;
t d - długość okresu, w miesiącach, przemarzania gruntu pod fundamentem
(2)
Tutaj t 0 to czas trwania okresu z ujemnymi temperaturami powietrza, w miesiącach, określony zgodnie z rozdziałem SNiP 2.01.01-82.
d, h p, d f - takie same oznaczenia jak w pkt 4.3.
3. Szacunkową temperaturę gruntu pod fundamentem określa się ze wzoru
(3)
(4)
gdzie T min to średnia temperatura powietrza w najzimniejszym miesiącu okresu zimowego, °C, ustalona zgodnie z rozdziałem SNiP 2.01.01-82.
Wartości s
| Szacunkowa temperatura gruntu pod fundamentem Td, °C | Średnie tempo falowania gruntu v f ×10 2 m/dobę, zamarzającego pod podstawą fundamentu |
|||||||||||||||||||
Notatka. W przypadku pośrednich wartości T d i v f wartość s s przyjmuje się przez interpolację.
Dodatek 4
Obliczanie wskaźnika elastyczności konstrukcji budowlanych
1. Wskaźnik elastyczności konstrukcji budowlanych l określa się według wzoru
gdzie jest zmniejszona sztywność zginania przekroju konstrukcji budowlanych w układzie fundament-podstawa-wzmocnienie pas-ściana, tf/m2, określona wzorem (4);
C jest współczynnikiem sztywności fundamentu podczas falowania gruntu dla podstaw fundamentów pasowych;
L - długość ściany budynku (przedziału), m;
do słupowych podstaw fundamentowych
Tutaj Pr, h fi, b 1 to te same oznaczenia, co w akapitach. 4,4 - 4,5;
A f - powierzchnia podstawy fundamentu słupowego, m2;
n i - liczba fundamentów słupowych w długości ściany budynku (przedziału).
2. Zmniejszoną sztywność zginania przekroju konstrukcji budowlanych w układzie fundament-podstawa-wzmocnienie pas-ściana, tf/m2, określa się ze wzoru
F + z + p + s, (4)
gdzie f, z, p, s to sztywność zginania odpowiednio fundamentu, cokołu, pasa zbrojeniowego i ściany budynku.
3. Sztywność zginania tf/m 2 fundamentu, cokołu i pasa wzmacniającego określa się ze wzorów
F = sol fa mi fa (Ja fa + ZA 0 y 0 2); (5)
Z = g z mi z (I z + A z y z 2); (6)
P = sol p mi p (I p + A p y p 2); (7)
gdzie E f , E z , E p są odpowiednio modułami odkształcenia tf/m 2 materiału fundamentowego, cokołu i pasa;
Jeśli f, I z, I p - odpowiednio momenty bezwładności, m 4, przekroju fundamentu, cokołu i pasa wzmacniającego względem własnej głównej osi środkowej;
A 0 , A z , A p - powierzchnia przekroju w m 2 fundamentu, cokołu i pasa wzmacniającego;
y 0 , y z , y p - odpowiednio odległości, m, od głównej osi środkowej przekroju fundamentu, cokołu i pasa wzmacniającego do warunkowej osi środkowej przekroju całego układu;
g f , g z , g p to odpowiednio współczynniki warunków pracy fundamentu, cokołu i pasa wzmacniającego, przyjęte równe 0,25.
Przyjmuje się, że sztywność zginania fundamentu składającego się z bloków znajdujących się pomiędzy sobą wynosi zero. Jeżeli podstawa jest kontynuacją fundamentu lub zapewniona jest ich wspólna praca, podstawę i fundament należy traktować jako jeden element konstrukcyjny. W przypadku braku pasów wzmacniających p = 0. W przypadku kilku pasów wzmacniających sztywność zginania każdego z nich określa wzór (7).
4. Sztywność zginania tf/m2 ścian z cegieł, bloczków, betonu monolitycznego (żelbetu) określa się ze wzoru
S = sol s mi s (I s + A s y s 2), (8)
gdzie E s jest modułem odkształcenia materiału ściany, tf/m2;
g s – współczynnik warunków pracy ścian, przyjęty jako równy: 0,15 – dla ścian z cegły, 0,2 – dla ścian z bloczków, 0,25 – dla ścian z betonu monolitycznego;
I s - moment bezwładności przekroju ściany, m 4, określa się wzorem (9);
A s - powierzchnia przekroju ściany, m2;
y s to odległość, m, od głównej osi środkowej przekroju ściany do warunkowej osi neutralnej przekroju całego układu.
Moment bezwładności przekroju ściany określa wzór
gdzie I 1 i I 2 są odpowiednio momentem bezwładności odcinka ściany wzdłuż otworów i wzdłuż filarów, m 4.
Pole przekroju ściany określa się według wzoru
(10)
gdzie b s jest grubością ściany, m.
Odległość środka ciężkości zmniejszonego przekroju ściany do jej dolnej krawędzi określa wzór
(11)
5. Odległość od głównej osi środkowej przekroju fundamentu do warunkowej osi neutralnej układu pasa wzmacniającego fundament-podstawa-ściana określa wzór
(12)
gdzie E i , A i są odpowiednio modułem odkształcenia i polem przekroju poprzecznego i-tego elementu konstrukcyjnego (piwnica, ściana, pas);
g i - współczynnik warunków pracy i-tego elementu konstrukcyjnego;
y i jest odległością od głównej osi środkowej przekroju poprzecznego i-tego elementu konstrukcyjnego do głównej osi środkowej przekroju poprzecznego fundamentu.
6. Sztywność zginania, tf.m 2, ścian panelowych określa się ze wzoru
(13)
gdzie Ej, Aj są odpowiednio modułem odkształcenia tf/m2 i polem przekroju poprzecznego m2 j-tego wiązania;
m - liczba połączeń pomiędzy panelami;
d j - odległość od j-tego połączenia do głównej osi środkowej przekroju fundamentu, m;
y 0 - odległość od głównej osi środkowej przekroju fundamentu do warunkowej osi neutralnej układu fundament-ściana budynku, określona wzorem
(14)
gdzie n jest liczbą elementów konstrukcyjnych układu fundament-ściana.
Dodatek 5
Przykład obliczenia płytkiego fundamentu paskowego
1. DANE WSTĘPNE
1. Wymagane jest zaprojektowanie płytkiego fundamentu dla parterowego budynku z podłogami w piwnicy, który powstaje w pobliżu miasta Wołogdy.
Materiał ścian to lekki beton M75 o module sprężystości E s = 6∙10 6 kPa (0,6 × 10 6 tf/m 2). Długość ścian zewnętrznych domu L 1 = 12,6 m, L 2 = 6,3 m; wysokość ściany 3,38 m, maksymalna wysokość otworu h 1 = 2,2 m, grubość ściany b s = 0,4 m. Przewidywana temperatura powietrza w pomieszczeniu +5°C.
2. Inżynierskie i geologiczne warunki budowy.
Gleby terenu reprezentowane są przez gliny okrywowe, które w zakresie standardowej głębokości zamarzania charakteryzują się następującymi cechami:
gęstość suchej gleby r d = 1,64 t/m3;
gęstość cząstek stałych r s = 2,79 t/m 3 ;
wilgotność naturalna gleby W p1 = 0,295, W p2 = 0,26 (nierównomierny rozkład na terenie badań);
wilgotność na granicy plastyczności W L = 0,32;
wilgotność na granicy toczącej W p = 0,208;
liczba plastyczności I p = 0,112;
całkowita wilgotność gleby W sat = 0,251;
współczynnik filtracji K = 3×10 -2 m/dzień.
Poziom wód gruntowych występuje na głębokości 3,0 m. Standardowa głębokość zamarzania wynosi d fn = 1,5 m.
2. OCENA KONSYSTENCJI GLEBY CIĘŻKIEJ
Wyznaczmy parametr R f korzystając ze wzoru (2.1) tych norm:
gdzie W jest obliczoną przedzimową wilgotnością gleby w sezonowej warstwie zamarzania, określoną wzorem (1) z dodatku 1;
W p – średnia wartość wilgotności naturalnej na głębokości d fn w okresie badawczym na koniec lipca wynosi W p1 = 0,295, W p2 = 0,26;
Ω e, Ω 0 – szacunkowa ilość opadów, które spadły odpowiednio w okresie t e poprzedzającym termin badania i w tym samym okresie t e przed ustaleniem średniej miesięcznej ujemnej temperatury powietrza
= 50 dni. = 1,7 miesiąca
Według Podręcznika klimatycznego, tom. 1 (L., Gidrometeoizdat, 1968) średnia miesięczna ilość opadów przypadająca na okres lato-jesień w obwodzie Wołogdy (Tabela la, stacje 320, 321) wynosi:
Miesiąc VI VII VIII IX Х
Ilość opadów, mm 74 76 75 72 58
Szacunkowa wielkość opadów w okresie 1,7 miesiąca przed rozpoczęciem zamarzania gleby wynosi:
Obliczone ekstremalne wartości wilgotności w W p1 i W p2 są równe:
W cr = 0,21 (ryc. 1 BCH)
(SNiP 2.01.01-82. Klimatologia i geofizyka budowlana).
biorąc pod uwagę gęstość początkową suchej gleby r d = 1,64 t/m 3 ;
Według tabeli. 1 z tych norm, teren składa się z gleb średnio wznoszących się. Na podstawie wyniku uzyskanego zgodnie z klauzulą 3.5 tych norm dokonuje się wyboru konstruktywne rozwiązanie Fundacja.
3. ROZWIĄZANIE PROJEKTOWE
Przyjmujemy prefabrykowany fundament monolityczny z bloczków zbrojonych ułożonych na poduszce piaskowej.
Szerokość bloku b 1 = 0,4 m; wysokość h = 0,58 m; ciężki beton M100 o module sprężystości E f = 17 × 10 6 kN/m 2 (1,7 × 10 6 tf/m 2). Obciążenie liniowe fundamentu wynosi q i = 28,4 kN/m (2,84 tf/m). Wysokość poduszki piaskowej wynosi 0,2 m. Głębokość fundamentu wynosi 0,2 m od znaku planowania. Zgodnie z tabelą. 2 z tych norm maksymalne odkształcenia falujące wynoszą: S u = 3,5 cm, 
4. OBLICZANIE FUNDAMENTU LISTWOWEGO
1. Sprawdzenie stateczności budynku pod wpływem stycznych sił unoszenia mrozu.
Po przyjęciu, zgodnie z instrukcjami punktu 4.22, wartości standardowych stycznych sił podnoszenia wynoszących 9 tf/m 2 (90 kN/m 2), obliczymy stabilność konstrukcji zgodnie z SNiP II-18-76 , załącznik nr 5, z uwzględnieniem wpływu stycznych sił falujących na 1 m zewnętrznych boków fundamentu:
N = 28,4×0,9 = 25,6 kN/m
t th A fh = 90×0,2×1,0 = 18 kN/m
Zatem warunek stabilności jest spełniony.
2. Obliczanie podstawy na podstawie odkształceń falowych.
Określmy wielkość falowania nieobciążonej powierzchni gleby h t (załącznik 2) na głębokości zamarzania 1,5 m.
Zdefiniujmy parametry T up, h, K w (T up), W pr, K b, y, I t.
Według tabeli. 3 aplikacje 2:
Kw (T w górę) = 0,6.
Określmy według wzoru (3) zastosowanie 2 W pr:
Według harmonogramu na rys. Dodatek 1 2 parametr y przy wilgotności W 1 i W 2: y 1 = 1,05, y 2 = 1,14.
Korzystając ze wzoru (5) z Załącznika 2, wyznaczamy parametr I t:
przyjmujemy I t1 = 1.
Dla W 1 > W pr (0,25 > 0,241) określamy wartość h f 1 za pomocą wzoru (1) z Załącznika 2:
W W2< W pr (0,22 < 0,241) величину h f 2 определим по формуле (2) приложения 2;
3. Określ wielkość podnoszenia h fi nieobciążonej podstawy pod fundamentem (tabela 3)
Kiedy d w< d fn + z (3,0 < 1,5 + 1,8) (z - определяется по таблице 4 ВСН) и при W >W cr + 0,3I p (0,25 > 0,21 + 0,033), obliczenia przeprowadza się zgodnie z drugim schematem obliczeniowym:
4. Określmy wielkość falowania pod podstawą fundamentu, biorąc pod uwagę nacisk wzdłuż podstawy fundamentu od obciążenia zewnętrznego.
Nacisk falujący na podstawę fundamentu od normalnych sił falujących określa się wzorem (4.6):
re z = re fa - re - h p = 1,5 - 0,2 - 0,2 = 1,1 m
K a = 0,26 (ryc. 3), A f = l 1 b 1 = 1×0,4 = 0,4 m 2.
s można znaleźć w Załączniku 3 do niniejszych norm. W tym celu określamy czas trwania okresu zamarzania t d i szybkość falowania V f, korzystając ze wzorów (1) i (2) z dodatku 3:
Wartości temperatury na powierzchni gruntu T p i pod podstawą fundamentu T d określa się za pomocą wzorów (3) i (4) z dodatku 3:
Ponieważ |T p | > |0,5T min |, przyjąć T p = 0,5T min = -5,9°C
Przy V f = 0,033 cm/dzień i T d = -4,3 °C zgodnie z tabelą. W załączniku 3 definiujemy s s = 63 kPa (6,3 tf/m 2).
Odkształcenie falujące gruntu fundamentowego, biorąc pod uwagę nacisk pod podstawą fundamentu, określa wzór
W rozpatrywanym przypadku ciśnienie pod podstawą fundamentu jest równe:
Wartość b określa się z tabeli. 5 VSN 29-85:
5. Względną nierówność odkształceń podstawy bez uwzględnienia sztywności konstrukcji budowlanych dla fundamentu listwowego ściany podłużnej o długości L 1 = 12,6 m określimy wzorem (4.9).
Z obliczeń wynika, że spełniony jest jedynie warunek (4.1) tych norm.
6. Dokonamy obliczeń, biorąc pod uwagę wpływ sztywności fundamentu i konstrukcji naziemnych na wyrównanie nierównych odkształceń podstawy. Wyznaczmy sztywność zginania układu fundament-ściana budynku.
Moment bezwładności przekroju ściany nad otworem względem własnej głównej osi środkowej będzie wynosić:
Odległość pomiędzy główną osią środkową odcinka muru nad otworem a główną osią środkową ściany wynosi:
Moment bezwładności przekroju odcinka ściany nad otworem względem głównej osi środkowej całej ściany wyniesie:
Ja 1 = Ja" 1 + za 2 A s 1 = 0,055 + 1,1 2 × 0,4 × 1,18 = 0,626 m 4.
Moment bezwładności odcinka ściany wzdłuż filaru względem głównej osi środkowej ściany wyniesie:
Zredukowany moment bezwładności przekroju ściany jest równy (wzór (9) załącznika nr 4 VSN):
Obliczmy zmniejszoną powierzchnię przekroju ściany, korzystając ze wzoru (10) w Załączniku 4.
Odległość od głównej osi środkowej przekroju fundamentu do warunkowej osi neutralnej układu fundament-ściana określa wzór (12) z dodatku 4.
Sztywność zginania przekroju fundamentu i ściany zgodnie ze wzorami (5), (8) Załącznika 4 będzie wynosić:
fa = sol fa mi fa (ja fa + ZA 0 y 0 2) =
S = g s E s (I s + A s y s 2) = 0,2 × 6 × 10 6 ∙ (0,84 + 1,18 × 0,72 2) = 1742050 kN∙m 2 (174205 tf∙m 2) ,
y s = y" s - y 0 = y + 0,5y f - y 0 = 1,47 + 0,29 - 1,04 = 0,72 m.
Zmniejszona sztywność zginania układu fundament-ściana jest równa (wzór (4) z Załącznika 4):
F + s = 1094100 + 1742050 = 284×10 4 kN∙m 2 = (28,4×10 4 tf∙m 2).
Korzystając ze wzoru (1) z Załącznika 4, wyznaczamy wskaźnik elastyczności konstrukcji budowlanych l, po uprzednim obliczeniu współczynnika sztywności dźwigania ze wzoru (2):
Dla l 1 = 0,58 współczynnik w 1 znaleziony na wykresie na ryc. 4 równa się 0,034.
Korzystając ze wzoru (4.8) tych standardów wyznaczamy e fp:
Wynikowa wartość (0,33×10 -4< 0,6×10 -3).
W ten sposób obliczenia wykazały, że zapewniona jest niezawodność eksploatacyjna budynku pod względem zagrożenia mrozem.
STANDARDY BUDYNKU WYDZIAŁOWEGO
PROJEKT
płytkie fundamenty niskich budynków wiejskich na falujących glebach
minister rolnictwa
MINISTER ROLNICTWA
Moskwa - 1985
Opracowano przez: Centralny Instytut Badawczo-Doświadczalny i Projektowy Budownictwa Wiejskiego (TsNIIEPselstroy) Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR.
Dyrektor L.N. Anufriew
Kierownik Sekcji Fundamentów
i fundamenty w kompleksie
warunki gruntowe V.S. Sazhin
Starsi badacze A.G. Beirich
V.V. Borszczew
D.Ya. Ginsburga
NA. Malcew
Instytut Badawczy Fundamentów i Konstrukcji Podziemnych Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR (NIIOSP)
Dyrektor B.S. Fiodorow
Kierownik Laboratorium
podstawy i fundamenty
na falujących glebachV.O. Orłow
Instytut Projektowania Saratovoblkolkhozproekt Roskolkhozstroy-stowarzyszenie
Dyrektor B.N. Łysunkin
Główny specjalista V.N. Kraiuszkin
Wprowadzeni: TsNIIEPselstroy z Ministerstwa Rolnictwa ZSRR, NIIOSP z Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR
Przygotowano do zatwierdzenia: przez Główną Dyrekcję Techniczną Ministerstwa Rolnictwa ZSRR
Szef V.Ya. Makaruka
Uzgodnił: Gosstroy z ZSRR
Zastępca Przewodniczącego S.L. Dvornikow
Ministerstwo Rolnictwa ZSRR
Wiceminister I.P. Bystryukow
Zatwierdzony i wprowadzony w życie: zarządzeniem Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR nr 44 z 14 lutego 1985 r.
WSTĘP
Falujące gleby są szeroko rozpowszechnione na terytorium ZSRR. Należą do nich gliny, iły, gliny piaszczyste, piaski pylaste i drobne. Przy określonej wilgotności gleby te, zamarzając zimą, zwiększają swoją objętość, co prowadzi do podniesienia się warstw gleby w obrębie głębokości jej zamarzania. Fundamenty usytuowane na takich gruntach również podlegają wypiętrzeniu, jeżeli działające na nie obciążenia nie równoważą sił unoszących. Ponieważ odkształcenia falujące gleby są zwykle nierównomierne, następuje nierównomierne wzniesienie fundamentów, które z czasem kumuluje się. W rezultacie konstrukcje nadziemne budynków i budowli ulegają niedopuszczalnym odkształceniom i zawaleniu. Konstrukcje lekkie, w tym większość niskich budynków wiejskich, są szczególnie podatne na odkształcenia na skutek falowania gruntu.
Zgodnie ze standardami projektowania fundamentów budynków i budowli głębokość fundamentów w gruntach falujących należy przyjmować nie mniejszą niż obliczona głębokość zamarzania. W takim przypadku podstawa fundamentu jest wolna od wpływu normalnych sił falujących. Jednak głęboko położone fundamenty mają rozwiniętą powierzchnię boczną, wzdłuż której działają styczne siły falujące. Siły te przekraczają obciążenia przenoszone przez lekkie budynki na fundamenty, powodując wyboczenie fundamentów.
Tym samym materiałochłonne i drogie fundamenty układane poniżej głębokości zamarzania gruntu nie zapewniają niezawodnej pracy niskich budynków wzniesionych na falujących glebach.
Jednym ze sposobów rozwiązania problemu budowy niskich budynków na falujących glebach jest zastosowanie płytkich fundamentów. Fundamenty takie układa się na głębokości 0,2-0,5 m od powierzchni gruntu lub bezpośrednio na powierzchni (fundamenty niezakopane). Zatem na płytkie fundamenty działają nieznaczne styczne siły falujące, a dla fundamentów niezakopanych są one równe zeru.
Z reguły pod fundamentami umieszcza się poduszki o grubości 20-30 cm z materiałów niefalujących (piasek żwirowy, piasek gruby lub średni, drobny kruszony kamień, żużel kotłowy itp.). Zastosowanie poduszki nie tylko pozwala na częściowe zastąpienie gruntu falującego gruntem niefalującym, ale także redukuje nierównomierne odkształcenia podłoża. Grubość poduszek i głębokość fundamentów określa się na podstawie obliczeń.
Podstawową zasadą projektowania płytkich fundamentów budynków ze ścianami nośnymi na falujących glebach jest to, że fundamenty listwowe wszystkich ścian budynku są połączone w jeden system i tworzą dość sztywną poziomą ramę, która redystrybuuje nierównomierne odkształcenia podstawy. W przypadku płytkich fundamentów słupowych rama składa się z belek fundamentowych, które są sztywno połączone ze sobą na podporach.
Aby zapewnić wspólną pracę elementów fundamentowych, te ostatnie są ze sobą sztywno połączone.
Określone środki konstrukcyjne przeprowadza się podczas budowy na glebach średnio falujących (o intensywności falowania większej niż 0,05), silnie i nadmiernie falujących. W pozostałych przypadkach elementy fundamentowe układane są luźno i nie są ze sobą połączone. Ilościowym wskaźnikiem falowania gleby jest intensywność falowania, która charakteryzuje falowanie elementarnej warstwy gleby. Zastosowanie płytkich fundamentów opiera się na zasadniczo nowym podejściu do ich projektowania, które opiera się na obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących. W takim przypadku dopuszczalne są odkształcenia podstawy (podnoszenie, w tym nierówne podnoszenie), ale muszą być one mniejsze niż maksymalne, które zależą od cech konstrukcyjnych budynków.
Przy obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących uwzględnia się właściwości falowe gruntu, przenoszone na niego ciśnienie, sztywność zginania fundamentu i konstrukcji nadziemnych. Konstrukcje nadziemne traktowane są nie tylko jako źródło obciążeń fundamentów, ale także jako element czynny uczestniczący we wspólnej pracy fundamentu z podłożem. Im większa sztywność zginania konstrukcji, tym mniejsze odkształcenia względne podstawy.
Nacisk przenoszony na grunt znacznie (czasem kilkukrotnie) zmniejsza podnoszenie się podłoża podczas falowania gruntu. Podczas podnoszenia płytkich fundamentów normalne siły falujące działające na ich podeszwy gwałtownie maleją.
Wszystkie konstrukcje płytkich fundamentów i zasady ich obliczania podane w tym dokumencie zostały przetestowane podczas projektowania i budowy niskich budynków o różnym przeznaczeniu - dworków, budynków gospodarczych, przemysłowych budynków rolniczych do celów pomocniczych, podstacji transformatorowych itp.
Obecnie w wielu regionach europejskiej części RSFSR, na obszarach o głębokości zamarzania do 1,7 i ponad 1500 jedno- i dwupiętrowych budynków z różnych materiałów - cegieł, bloków, paneli, paneli drewnianych - zbudowano na płytkich i niezakopanych fundamentach. Systematyczne obserwacje instrumentalne budynków na przestrzeni 3-6 lat wskazują na niezawodną pracę płytkich fundamentów. Zastosowanie takich fundamentów zamiast tradycyjnych, układanych poniżej głębokości zamarzania gruntu, pozwoliło na zmniejszenie: zużycia betonu o 50-80%, kosztów pracy o 40-70%.
Normy te zawierają wymagania dotyczące budowy, projektowania i montażu płytkich fundamentów na falujących glebach. To nie przypadek, że zakres stosowania takich fundamentów jest określony specjalnie dla gruntów falujących. Zaleca się stosowanie płytkich fundamentów na gruntach falujących masowo na głębokości zamarzania do 1,7 m. W przypadku większych głębokości zamarzania w gruntach falujących płytkie fundamenty zaleca się tylko do budowy eksperymentalnej. Gromadzenie doświadczeń w budowie obiektów o płytkich fundamentach na terenach o dużych głębokościach przemarzania pozwoli na dalsze poszerzenie zakresu ich zastosowania na gruntach falujących.
Choć zakres stosowania płytkich fundamentów w innych warunkach gruntowych formalnie wykracza poza zakres tych norm, celowe wydaje się podanie kilku zaleceń dotyczących stosowania takich fundamentów przy wznoszeniu budynków niskich na najpopularniejszych w naszym kraju gruntach .
Zgodnie z rozdziałem SNiP 2.02.01-83 głębokość fundamentów na gruntach niefalujących nie zależy od głębokości ich zamarzania. Dlatego przy wznoszeniu niskich budynków na gruntach niefalujących zaleca się płytkie fundamenty do użytku masowego.
Na fundamentach z gruntów wiecznej zmarzliny można zastosować płytkie fundamenty do budowy eksperymentalnej. Jednocześnie należy podjąć działania zapobiegające niedopuszczalnym odkształceniom fundamentów spowodowanym rozmrożeniem gleb wiecznej zmarzliny.
Stosowanie płytkich fundamentów na podłożu naturalnym w warunkach gruntowych I rodzaju pod względem osiadania zaleca się tylko wtedy, gdy ciśnienie przenoszone na grunt jest mniejsze od początkowego ciśnienia osiadania. W pozostałych przypadkach zastosowanie takich fundamentów jest możliwe tylko w budownictwie eksperymentalnym, pod warunkiem, że całkowite odkształcenia fundamentów spowodowane osiadaniem i osiadaniem gruntu nie przekroczą odkształceń granicznych.
W warunkach gruntowych typu P pod względem osiadania nie dopuszcza się stosowania płytkich fundamentów na podłożu naturalnym.
Należy podkreślić, że skoro główną przyczyną falowania gruntu jest obecność w nim wody, która po zamarznięciu może zamienić się w lód, wymóg, aby grunt u podstawy płytkich fundamentów nie był nasiąkany wodą w trakcie budowy i podczas eksploatacji budynków należy ściśle przestrzegać. Należy zapewnić niezawodne odprowadzanie wód atmosferycznych i przemysłowych z terenu budowy poprzez pionowe rozplanowanie terenu zabudowanego, wykonanie drenażu i drenażu. Podczas kopania rowów pod fundamenty i media prace wykopowe należy wykonywać przy minimalnym naruszeniu naturalnych gleb. Niedopuszczalne jest gromadzenie się wody w wyniku uszkodzenia tymczasowego rurociągu na placu budowy. Wokół budynków należy montować wodoodporne żaluzje o szerokości co najmniej 1 m i nachyleniu co najmniej 0,03. Należy unikać wykonywania przepustów rurociągów kanalizacyjnych i wodociągowych od strony wyżyny budynku. W trakcie eksploatacji budynków nie wolno zmieniać warunków, dla których projektuje się płytkie fundamenty.
1. Postanowienia ogólne
1.1. Te wydziałowe przepisy budowlane są przeznaczone do projektowania płytkich fundamentów jedno- i dwupiętrowych budynków wiejskich (mieszkalnych, kulturalnych i domowych, przemysłowych, rolniczych celów podstawowych i pomocniczych), zbudowanych na falujących glebach o głębokości zamarzania nie większej niż 1,7 m W takim przypadku muszą zostać spełnione wymagania określone w odpowiednich ogólnounijnych dokumentach regulacyjnych.
Notatka. może być stosowany do eksperymentalnych konstrukcji na obszarach o głębokości zamarzania gleby większej niż 1,7 m.
1.2. Wybierając miejsca do budowy budynków o płytkich fundamentach, należy preferować obszary z glebami o jednorodnym składzie zarówno w rzucie, jak i na głębokości tej części warstwy sezonowo zamarzającej, która jest zaprojektowana jako fundament.
1.3. Wzrost fundamentów budynków wznoszonych na gruntach falujących należy przeprowadzać zgodnie z odkształceniami. Odkształcenia fundamentów spowodowane mrozowym falowaniem gleby pod podstawą fundamentu nie powinny przekraczać maksymalnych odkształceń, które zależą od cech konstrukcyjnych budynków. Przy obliczaniu fundamentów płytkich fundamentów, oprócz tych norm, należy spełnić wymagania rozdziału SNiP 2.02.01-83 dotyczące projektowania fundamentów budynków i budowli.
1.4. Projektując podstawy i fundamenty na gruntach falujących, należy przewidzieć środki (inżynierskie i rekultywacyjne, konstrukcyjno-konstrukcyjne, termochemiczne) mające na celu zmniejszenie odkształceń budynków i budowli.
Wybór rodzaju i projektu fundamentu, sposobu przygotowania fundamentu i innych środków mających na celu zmniejszenie nierównomiernych odkształceń budynku na skutek falowania mrozu należy podjąć na podstawie analizy techniczno-ekonomicznej, biorąc pod uwagę specyficzne warunki konstrukcyjne .
2. OCENA KONSYSTENCJI GLEBY CIĘŻKIEJ
2.1. W zależności od stopnia falowania gleby dzieli się na pięć grup (tabela 1). Przynależność gleby ilastej do tej lub innej grupy ocenia się za pomocą parametru Rf, określonego wzorem
gdzie W jest obliczoną wilgotnością przedzimową w warstwie sezonowego zamarzania gleby, frakcje jednostkowe, wyznaczone zgodnie z dodatkiem 1;
Wp, WL – wartości średnie ważone (w warstwie sezonowego zamarzania gleby) wilgotności odpowiadającej granicom walcowania i płynności, frakcje jednostkowe;
Wcr – wilgotność krytyczna, ułamek jednostek, wyznaczony z wykresu (rys. 1) ze średnimi ważonymi wartościami liczby plastyczności i granicy plastyczności;
Mo to bezwymiarowy współczynnik, liczbowo równy wartości bezwzględnej średniej temperatury powietrza w zimie, ustalony zgodnie z rozdziałem SNiP dotyczącym klimatologii budowlanej i geofizyki, a w przypadku braku danych dla konkretnego obszaru budowy - zgodnie z wynikami stacja obserwacji hydrometeorologicznych zlokalizowana w warunkach zbliżonych do terenu budowy.
STANDARDY BUDYNKU WYDZIAŁOWEGO
PROJEKT
płytkie fundamenty niskich budynków wiejskich na falujących glebach
VSN 29-85
minister rolnictwa
MINISTER ROLNICTWA
Moskwa - 1985
Opracowano przez: Centralny Instytut Badawczo-Doświadczalny i Projektowy Budownictwa Wiejskiego (TsNIIEPselstroy) Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR.
Dyrektor L.N. Anufriew
Kierownik Sekcji Fundamentów
i fundamenty w kompleksie
warunki gruntowe V.S. Sazhin
Starsi badacze A.G. Beirich
V.V. Borszczew
D.Ya. Ginsburga
NA. Malcew
Instytut Badawczy Fundamentów i Konstrukcji Podziemnych Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR (NIIOSP)
Dyrektor B.S. Fiodorow
Kierownik Laboratorium
podstawy i fundamenty
na falujących glebach V.O. Orłow
Instytut Projektowania Saratovoblkolkhozproekt Roskolkhozstroy-stowarzyszenie
Dyrektor B.N. Łysunkin
Główny specjalista V.N. Kraiuszkin
Wprowadzeni: TsNIIEPselstroy z Ministerstwa Rolnictwa ZSRR, NIIOSP z Państwowego Komitetu Budownictwa ZSRR
Przygotowano do zatwierdzenia: przez Główną Dyrekcję Techniczną Ministerstwa Rolnictwa ZSRR
Szef V.Ya. Makaruka
Uzgodnił: Gosstroy z ZSRR
Zastępca Przewodniczącego S.L. Dvornikow
Ministerstwo Rolnictwa ZSRR
Wiceminister I.P. Bystryukow
Zatwierdzony i wprowadzony w życie: zarządzeniem Ministerstwa Budownictwa Wiejskiego ZSRR nr 44 z 14 lutego 1985 r.
WSTĘP
Falujące gleby są szeroko rozpowszechnione na terytorium ZSRR. Należą do nich gliny, iły, gliny piaszczyste, piaski pylaste i drobne. Przy określonej wilgotności gleby te, zamarzając zimą, zwiększają swoją objętość, co prowadzi do podniesienia się warstw gleby w obrębie głębokości jej zamarzania. Fundamenty usytuowane na takich gruntach również podlegają wypiętrzeniu, jeżeli działające na nie obciążenia nie równoważą sił unoszących. Ponieważ odkształcenia falujące gleby są zwykle nierównomierne, następuje nierównomierne wzniesienie fundamentów, które z czasem kumuluje się. W rezultacie konstrukcje nadziemne budynków i budowli ulegają niedopuszczalnym odkształceniom i zawaleniu. Konstrukcje lekkie, w tym większość niskich budynków wiejskich, są szczególnie podatne na odkształcenia na skutek falowania gruntu.
Zgodnie ze standardami projektowania fundamentów budynków i budowli głębokość fundamentów w gruntach falujących należy przyjmować nie mniejszą niż obliczona głębokość zamarzania. W takim przypadku podstawa fundamentu jest wolna od wpływu normalnych sił falujących. Jednak głęboko położone fundamenty mają rozwiniętą powierzchnię boczną, wzdłuż której działają styczne siły falujące. Siły te przekraczają obciążenia przenoszone przez lekkie budynki na fundamenty, powodując wyboczenie fundamentów.
Tym samym materiałochłonne i drogie fundamenty układane poniżej głębokości zamarzania gruntu nie zapewniają niezawodnej pracy niskich budynków wzniesionych na falujących glebach.
Jednym ze sposobów rozwiązania problemu budowy niskich budynków na falujących glebach jest zastosowanie płytkich fundamentów. Fundamenty takie układa się na głębokości 0,2-0,5 m od powierzchni gruntu lub bezpośrednio na powierzchni (fundamenty niezakopane). Zatem na płytkie fundamenty działają nieznaczne styczne siły falujące, a dla fundamentów niezakopanych są one równe zeru.
Z reguły pod fundamentami umieszcza się poduszki o grubości 20-30 cm z materiałów niefalujących (piasek żwirowy, piasek gruby lub średni, drobny kruszony kamień, żużel kotłowy itp.). Zastosowanie poduszki nie tylko pozwala na częściowe zastąpienie gruntu falującego gruntem niefalującym, ale także redukuje nierównomierne odkształcenia podłoża. Grubość poduszek i głębokość fundamentów określa się na podstawie obliczeń.
Podstawową zasadą projektowania płytkich fundamentów budynków ze ścianami nośnymi na falujących glebach jest to, że fundamenty listwowe wszystkich ścian budynku są połączone w jeden system i tworzą dość sztywną poziomą ramę, która redystrybuuje nierównomierne odkształcenia podstawy. W przypadku płytkich fundamentów słupowych rama składa się z belek fundamentowych, które są sztywno połączone ze sobą na podporach.
Aby zapewnić wspólną pracę elementów fundamentowych, te ostatnie są ze sobą sztywno połączone.
Określone środki konstrukcyjne przeprowadza się podczas budowy na glebach średnio falujących (o intensywności falowania większej niż 0,05), silnie i nadmiernie falujących. W pozostałych przypadkach elementy fundamentowe układane są luźno i nie są ze sobą połączone. Ilościowym wskaźnikiem falowania gleby jest intensywność falowania, która charakteryzuje falowanie elementarnej warstwy gleby. Zastosowanie płytkich fundamentów opiera się na zasadniczo nowym podejściu do ich projektowania, które opiera się na obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących. W takim przypadku dopuszczalne są odkształcenia podstawy (podnoszenie, w tym nierówne podnoszenie), ale muszą być one mniejsze niż maksymalne, które zależą od cech konstrukcyjnych budynków.
Przy obliczaniu fundamentów na podstawie odkształceń falujących uwzględnia się właściwości falowe gruntu, przenoszone na niego ciśnienie, sztywność zginania fundamentu i konstrukcji nadziemnych. Konstrukcje nadziemne traktowane są nie tylko jako źródło obciążeń fundamentów, ale także jako element czynny uczestniczący we wspólnej pracy fundamentu z podłożem. Im większa sztywność zginania konstrukcji, tym mniejsze odkształcenia względne podstawy.
Nacisk przenoszony na grunt znacznie (czasem kilkukrotnie) zmniejsza podnoszenie się podłoża podczas falowania gruntu. Podczas podnoszenia płytkich fundamentów normalne siły falujące działające na ich podeszwy gwałtownie maleją.
Wszystkie konstrukcje płytkich fundamentów i zasady ich obliczania podane w tym dokumencie zostały przetestowane podczas projektowania i budowy niskich budynków o różnym przeznaczeniu - dworków, budynków gospodarczych, przemysłowych budynków rolniczych do celów pomocniczych, podstacji transformatorowych itp.
Obecnie w wielu regionach europejskiej części RSFSR, na obszarach o głębokości zamarzania do 1,7 i ponad 1500 jedno- i dwupiętrowych budynków z różnych materiałów - cegieł, bloków, paneli, paneli drewnianych - zbudowano na płytkich i niezakopanych fundamentach. Systematyczne obserwacje instrumentalne budynków na przestrzeni 3-6 lat wskazują na niezawodną pracę płytkich fundamentów. Zastosowanie takich fundamentów zamiast tradycyjnych, układanych poniżej głębokości zamarzania gruntu, pozwoliło na zmniejszenie: zużycia betonu o 50-80%, kosztów pracy o 40-70%.
Normy te zawierają wymagania dotyczące budowy, projektowania i montażu płytkich fundamentów na falujących glebach. To nie przypadek, że zakres stosowania takich fundamentów jest określony specjalnie dla gruntów falujących. Zaleca się stosowanie płytkich fundamentów na gruntach falujących masowo na głębokości zamarzania do 1,7 m. W przypadku większych głębokości zamarzania w gruntach falujących płytkie fundamenty zaleca się tylko do budowy eksperymentalnej. Gromadzenie doświadczeń w budowie obiektów o płytkich fundamentach na terenach o dużych głębokościach przemarzania pozwoli na dalsze poszerzenie zakresu ich zastosowania na gruntach falujących.
Choć zakres stosowania płytkich fundamentów w innych warunkach gruntowych formalnie wykracza poza zakres tych norm, celowe wydaje się podanie kilku zaleceń dotyczących stosowania takich fundamentów przy wznoszeniu budynków niskich na najpopularniejszych w naszym kraju gruntach .
Zgodnie z rozdziałem SNiP 2.02.01-83 głębokość fundamentów na gruntach niefalujących nie zależy od głębokości ich zamarzania. Dlatego przy wznoszeniu niskich budynków na gruntach niefalujących zaleca się płytkie fundamenty do użytku masowego.
Na fundamentach z gruntów wiecznej zmarzliny można zastosować płytkie fundamenty do budowy eksperymentalnej. Jednocześnie należy podjąć działania zapobiegające niedopuszczalnym odkształceniom fundamentów spowodowanym rozmrożeniem gleb wiecznej zmarzliny.
Stosowanie płytkich fundamentów na podłożu naturalnym w warunkach gruntowych I rodzaju pod względem osiadania zaleca się tylko wtedy, gdy ciśnienie przenoszone na grunt jest mniejsze od początkowego ciśnienia osiadania. W pozostałych przypadkach zastosowanie takich fundamentów jest możliwe tylko w budownictwie eksperymentalnym, pod warunkiem, że całkowite odkształcenia fundamentów spowodowane osiadaniem i osiadaniem gruntu nie przekroczą odkształceń granicznych.
W warunkach gruntowych typu P pod względem osiadania nie dopuszcza się stosowania płytkich fundamentów na podłożu naturalnym.
Należy podkreślić, że skoro główną przyczyną falowania gruntu jest obecność w nim wody, która po zamarznięciu może zamienić się w lód, wymóg, aby grunt u podstawy płytkich fundamentów nie był nasiąkany wodą w trakcie budowy i podczas eksploatacji budynków należy ściśle przestrzegać. Należy zapewnić niezawodne odprowadzanie wód atmosferycznych i przemysłowych z terenu budowy poprzez pionowe rozplanowanie terenu zabudowanego, wykonanie drenażu i drenażu. Podczas kopania rowów pod fundamenty i media prace wykopowe należy wykonywać przy minimalnym naruszeniu naturalnych gleb. Niedopuszczalne jest gromadzenie się wody w wyniku uszkodzenia tymczasowego rurociągu na placu budowy. Wokół budynków należy montować wodoodporne żaluzje o szerokości co najmniej 1 m i nachyleniu co najmniej 0,03. Należy unikać wykonywania przepustów rurociągów kanalizacyjnych i wodociągowych od strony wyżyny budynku. W trakcie eksploatacji budynków nie wolno zmieniać warunków, dla których projektuje się płytkie fundamenty.
Ministerstwo Budownictwa Wsi
Departament ZSRR
kody budowlane
VSN 29-85