Слайд 2
Земляные сооружения
При строительстве зданий и сооружений выполняются
различные виды процессов переработки грунта:
- планировка площадки,
- рыхление твердых
или мерзлых грунтов,
- заглубление фундаментов,
- обратная засыпка,
- устройство постоянных, временных и вспомогательных земляных сооружений.
Слайд 3
Постоянными называются земляные сооружения, которые после строительства эксплуатируются:
каналы, дороги и т.д.
Слайд 4
Временные сооружения после окончания строительных работ ликвидируются: котлованы
под фундаменты, траншеи под трубопроводы и т.д.
Слайд 5
Кюветы, водоотводные канавы являются вспомогательными земляными сооружениями.
Слайд 6
Временные выемки шириной до 3 м и длиной,
значительно превышающей ширину, называют траншеями.
Выемку, длина которой не превышает
десятикратной ширины, называют котлованом.
Котлованы и траншеи имеют дно и боковые стенки или откосы.
Слайд 7
Временные выемки под транспортные магистрали, шахты, штольни и
другие земляные сооружения, закрытые с поверхности, называются подземными выработками.
Слайд 8
После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт
укладывают в пространство между боковой поверхностью сооружения и откосом
котлована.
Этот процесс называется обратной засыпкой «пазух».
Слайд 9
По трудоемкости выполнения земляные работы составляют до 20%
всей трудоемкости возведения здания, поэтому процессы, связанные с переработкой
грунта, всегда стремились механизировать.
Слайд 10
До 97 % объемов земляных работ в строительстве
комплексно механизированы, однако при мелких рассредоточенных объемах работ, устройстве
фундаментов в стесненных условиях, зачистке дна и откосов котлованов, устройстве дренажных канав в гористой местности еще применяется ручной труд.
Слайд 11
Грунты можно разрабатывать механическим, гидромеханическим и взрывным способами.
Слайд 12
Механический способ разработки заключается в отделении грунта от
массива резанием с помощью землеройных или землеройно-транспортных машин.
Слайд 13
Гидромеханический способ основан на размывании твердого грунта водяной
струей или всасывании разжиженного грунта.
Слайд 14
Взрывным способом в основном разрабатывают грунты, находящиеся за
городом.
Для этого в земляном массиве бурят скважины, в которые
закладываются взрывчатые вещества (ВВ).
Слайд 15
В промышленном и гражданском строительстве основным способом разработки
грунтов является механический, а наиболее распространенными машинами:
землеройные (экскаваторы);
землеройно-транспортные (бульдозеры,
скреперы грейдеры);
рыхлительные (бульдозеры-рыхлители, дизель-молоты);
транспортирующие (автосамосвалы);
грунтоуплотняющие (катки, вибрационные трамбующие плиты и др.);
специальные машины (буровые установки, копры и др.).
Слайд 16
Классификация и основные строительные
свойства грунтов
По своему строению грунты
можно подразделить на сцементированные (или скальные) и несцементированные.
Слайд 17
Скальные грунты состоят из каменных горных пород, с
трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением.
Скелет несцементированных грунтов обычно
состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесь (супесок), суглинок, глина.
Слайд 18
Параметры и классификация гpунтов
Слайд 19
К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию и
трудоемкость их разработки, относятся: плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость, угол
естественного откоса, удельное сопротивление резанию, водоудерживающая способность.
Слайд 20
Плотностью называется масса 1 м3 грунта в естественном
состоянии (в плотном теле).
Плотность несцементированных грунтов 1,2 ... 2,1
т/м3 , скальных - до 3,3 т/м3 .
Слайд 21
Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой и определяется
отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц
грунта, выражается в процентах.
При влажности более 30% грунты считаются мокрыми, а при влажность до 5 % - сухими.
Слайд 22
Сцепление - сопротивление сдвигу, для песчаных грунтов составляет
3
... 50 кПа,
для глинистых - 50 ... 300 кПа.
Слайд 23
Некоторые процессы переработки грунта связаны с пропусканием через
него электрического тока (оттаивание, осушение электротоком).
В этих случаях принимается
во внимание такая характеристика, как электропроводность грунта.
Слайд 24
Так как минеральные частицы, входящие в состав грунта,
обычно не являются проводниками, электропроводность грунта зависит от степени
насыщения его водой.
От влажности грунта также зависят его теплотехнические характеристики.
Слайд 25
Водоудерживающая способность или сопротивляемость грунта проникновению воды очень
высока у глинистых грунтов и низка у песчаных.
По этой
причине песчаные грунты называются дренирующими, т. е. хорошо пропускающими воду, а глинистые грунты - недренирующими.
Слайд 26
Основания
Прочность и устойчивость любого сооружения прежде всего
зависят от надежности основания и фундамента.
Основанием считают слои грунта,
залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, воспринимающие нагрузку от сооружения и влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения.
Слайд 27
Проектирование оснований зданий и сооружений зависит от большого
количества факторов, основными из которых являются: геологическое и гидрогеологическое
строение грунта; климатические условия района строительства; конструкция сооружаемого здания и фундамента; характер нагрузок, действующих на грунт основания, и т.д.
Основания под фундаменты зданий и сооружений бывают естественными и искусственными.
Слайд 28
Естественными основаниями называют грунты, которые в условиях природного
залегания обладают достаточной несущей способностью, чтобы выдержать нагрузку от
возводимого здания или сооружения.
Слайд 29
Естественные основания не требуют дополнительных инженерных мероприятий по
упрочнению грунта; их устройство заключается в разработке котлована на
расчетную глубину заложения фундамента здания или сооружения.
Слайд 30
Искусственными основаниями называют грунты, которые по механическим свойствам
в своем природном состоянии не могут выдерживать нагрузки от
зданий и сооружений.
Поэтому для упрочнения слабых грунтов необходимо выполнять различные инженерные мероприятия.
Слайд 31
К слабым относятся грунты с органическими примесями и
насыпные грунты.
Грунты с органическими примесями включают: растительный грунт, ил,
торф, болотный грунт. Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки.
Слайд 32
Перечисленные грунты неоднородны по своему составу, рыхлые, обладают
значительной и неравномерной сжимаемостью.
Поэтому в качестве оснований их используют
только после укрепления уплотнением, цементацией, силикатизацией, битумизацией или термическим способом.
Слайд 33
Расчет оснований по второй группе предельных состояний (по
деформациям) ограничивает деформации надфундаментных конструкций сооружения такими пределами, при
которых еще не нарушается нормальная эксплуатация сооружения.
Слайд 34
В связи с расчетом оснований сооружений по указанным
выше предельным состояниям оценку грунтов производят по прочности (устойчивости)
и по их способности деформироваться под нагрузкой (по сжимаемости).
Слайд 35
Для оценки прочности грунтов и расчета фундаментов по
первой группе предельных состояний необходимо уметь определять расчетные сопротивления
грунтов основания сжатию. Для оценки способности оснований деформироваться под нагрузками и определения осадок фундаментов необходимо знать характеристики сжимаемости грунтов.
Слайд 36
Фундаменты
Основными требованиями, предъявляемыми к фундаментам, являются:
прочность,
устойчивость,
сопротивляемость влиянию
атмосферных условий и отрицательных температур,
Слайд 37
долговечность, соответствующая эксплуатационному сроку службы надземной части зданий
и сооружений,
индустриальность устройства конструкций,
экономичность.
Слайд 38
По форме в плане фундаменты делятся на ленточные,
столбчатые, сплошные и свайные.
Слайд 39
Столбчатые фундаменты
Наиболее распространенными и дешевыми являются столбчатые
фундаменты.
Особенно эффективны столбчатые фундаменты в пучинистых грунтах при их
глубоком промерзании. Вместе с тем у столбчатых фундаментов есть особенности, мешающие в ряде случаев их успешному применению.
Слайд 43
Так, в горизонтально подвижных грунтах недостаточна их устойчивость
к опрокидыванию и для погашения бокового сдвига требуется устройство
жесткого железобетонного ростверка. Ограничено их применение на слабонесущих грунтах при строительстве домов с тяжелыми стенами.
Слайд 44
Кроме того, при столбчатых фундаментах возникают сложности с
устройством цоколя: если при ленточных фундаментах цоколь образуется как
бы сам собой, являясь их продолжением, то при столбчатых заполнение пространства между столбами, стеной и землей (забирка) - сложное и трудоемкое дело.
Слайд 45
Столбчатые фундаменты подводят под дома с легкими стенами
(деревянные рубленые, каркасные, щитовые).
Этот тип фундаментов по расходу материалов
и трудозатратам в 1,5-2 раза экономичнее ленточных.
Слайд 46
Столбы возводятся во всех углах, местах пересечения стен,
под простенками, под опорами тяжело нагруженных прогонов и других
точках сосредоточения нагрузок. Расстояние между столбами принимается 1,2–2,5 м.
Слайд 47
По верху столбов должны быть уложены обвязочные балки
для создания условий совместной их работы.
При расстояниях между столбчатыми
(отдельно стоящими) фундаментами больше 2,5–3 м по верху укладываются более мощные рандбалки (железобетонные, металлические).
Слайд 48
Минимальное сечение фундаментных столбов принимается в зависимости от
того, из какого материала они изготовлены (бетон – 400
мм; бутобетон – 400 мм; кладка из естественного камня – 600 мм, из бута-плитняка – 400 мм, из кирпича выше уровня земли – 380 мм, а при перевязке с забиркой – 250 мм).
Слайд 49
ДОСТОИНСТВА:
- экономичны;
- не трудоемки.
НЕДОСТАТКИ:
- недостаточная устойчивость в горизонтально
подвижных грунтах;
- ограниченное применение на слабонесущих грунтах при строительстве
зданий с тяжелыми стенами;
- сложность с устройством цоколя.
Слайд 50
Ленточные фундаменты
фундаменты, возводимые непосредственно под стены дома
или под ряд отдельных опор. В первом случае они
имеют форму непрерывных подземных стен, во втором – состоят из железобетонных перекрестных балок
Слайд 51
Ленточные фундаменты подводят под дома с тяжелыми стенами
(бетонными, каменными, кирпичными и т. п.) или с тяжелыми
перекрытиями.
Их закладывают под все наружные и внутренние капитальные стены. Наличие под домом подвалов, теплых подполий, гаража или цокольного этажа делают просто необходимым выбор именно этого типа фундамента.
Слайд 57
Для этого типа фундамента характерны большие объемы земляных
работ и используемых материалов, значительный вес и трудоемкость возведения.
Несмотря на это, ленточные фундаменты получили довольно широкое распространение, в основном благодаря простой технологии.
Слайд 58
Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.
Слайд 60
Для сооружения ленточных монолитных фундаментов на дне котлована
выставляется опалубка (деревянная), арматура, листы теплоизоляции и между стенками
опалубки заливается бетон. Для снижения потери при обогреве дома в такие фундаменты закладывается утеплитель (керамзит, минераловатные плиты, пенопласт).
Слайд 61
Сборные ленточные фундаменты состоят из крупных фундаментных бетонных
или железобетонных блоков.
Слайд 62
ДОСТОИНСТВА ленточных монолитных:
- прочность;
- надежность;
- могут быть использованы
для зданий любой формы;
ДОСТОИНСТВА ленточных из железобетонных блоков:
- значительное
сокращение сроков возведения;
- простота сооружения.
Слайд 63
НЕДОСТАТКИ всех ленточных:
- увеличение срока строительства за счет
производства земляных работ, заполнения бетоном опалубки;
- массивны;
- не экономичны;
-
трудоемки;
НЕДОСТАТКИ ленточных из железобетонных блоков:
- менее практичны (пропускают воду в местах своего соединения);
- пригодны для зданий простых форм (при сложных архитектурных формах блоки, выпускаемые стандартных размеров, приходится обрезать).
Слайд 64
Плитные фундаменты
фундаменты, сооружаемые под всей площадью здания.
Представляют
собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную из монолитного железобетона
либо из сборных перекрестных железобетонных балок с жесткой заделкой стыковых соединений.
Слайд 65
Фундаменты плитные и из перекрестных лент возводят из
монолитного железобетона с целью придания фундаменту пространственной жесткости. Необходимость
в этом возникает при строительстве на неравномерно и сильно сжимаемых грунтах, например, на насыпных (песчаных подушках, слежавшихся свалках, сильно пучинистых грунтах и т. п.).
Иногда к таким фундаментам применяют термин "плавающий".
Слайд 67
Устройство плитного фундамента связано с довольно большим расходом
материалов (бетона и металла) и может быть целесообразно при
сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, и сама плита используется в качестве пола (например, гаражи, бани и т. п.).
Для домов более высокого класса чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит или армированных перекрестных лент
Слайд 68
Сооружают на тяжелых пучинистых и просадочных грунтах.
Слайд 69
Плитный фундамент наиболее приемлем при слабых неоднородных грунтах
с высоким уровнем грунтовых вод, а также в случаях,
когда нагрузка, приходящаяся на фундамент, велика, а грунт основания недостаточно прочен.
Такие конструкции способны выравнивать вертикальные и горизонтальные перемещения грунта (плавающие фундаменты – их второе название).
Сооружение плитного фундамента оправдано в малоэтажном строительстве при небольшой и простой форме здания.
Слайд 70
ДОСТОИНСТВА
- простота сооружения;
- возможность их выполнения в тяжелых
пучинистых, подвижных и просадочных грунтах.
НЕДОСТАТКИ
- достаточно дороги (из-за большого
расхода бетона и металла на арматуру).
Слайд 71
Свайные фундаменты
фундаменты, состоящие из отдельных свай, перекрытых
сверху бетонной или железобетонной плитой или балкой (ростверком).
Слайд 72
Свайные фундаменты являются очень дорогими и трудоемкими в
выполнении, поэтому в индивидуальном строительстве встречаются крайне редко.
Слайд 75
Свайный фундамент используется в случаях, когда на слабый
грунт необходимо передать большие нагрузки. При этом нагрузка от
здания передается на более плотные грунты, залегающие на глубине.
Слайд 76
По типу материала сваи могут быть деревянными, бетонными,
железобетонными, стальными и комбинированными.
Слайд 77
По методу изготовления и погружения в грунт сваи
подразделяются на забивные (опускаемые в грунт в готовом виде)
и набивные (изготовляемые непосредственно в грунте, в пробуренных каналах).
Слайд 78
По типу поведения в грунте выделяют сваи-стойки, имеющие
под собой прочный грунт и передающие на него давление,
и висячие сваи, используемые в случаях, когда глубина залегания прочного грунта достаточно велика (несущая способность таких свай определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи).
Слайд 79
Деревянные сваи наиболее экономичны, но если они находятся
во влажном грунте, они быстро гниют.
Сваи из железобетона стоят
дороже, но они более долговечны и способны выдерживать большие нагрузки.
Слайд 80
ДОСТОИНСТВА
- дают меньшую усадку;
- экономичны (снижают расход материалов,
например, бетона – на 40%25);
- менее трудоемки (при их
сооружении значительно уменьшается объем земляных работ);
- возможность сооружения на грунтах, обладающих низкой несущей способностью.
НЕДОСТАТКИ
- необходимость использования специальной техники.
Слайд 81
Фундаменты на песчаных подушках
Фундаменты на песчаных подушках
могут быть самых разных типов. Чаще всего они применяются
для экономии строительных материалов, для полной или частичной замены непригодных грунтов в основании, для подъема отметки пола над уровнем грунтовых вод и т. п.
Слайд 82
При их устройстве в котлованы засыпают средне- или
крупнозернистые пески слоями 150–200 мм, тщательно трамбуя их и
проливая водой. В обводненных грунтах, особенно пучиноопасных при промерзании, устройство песчаных подушек не рекомендуется без устройства дренажа. В противном случае возможно заиливание подушек и, как следствие, потеря ими первоначальных свойств.
Слайд 83
Важное значение имеет предполагаемое время, на которое возводится
строение. Например, срок службы различных фундаментов составляет:
– ленточных бетонных
и бутовых на цементном растворе – 150 лет;
– бутовых или бетонных столбов – 30–50 лет;
– деревянных стульев – 10 лет.
Слайд 84
В зависимости от применяемых материалов фундаменты бывают:
бутовые, бутобетонные,
бетонные и кирпичные.
Слайд 85
УКРЕПЛЕНИЕ ОСНОВАНИЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗДАНИЙ
1) Цементация
2) Дренаж и противофильтрационные
завесы
3) Повышение несущей способности (устойчивости) оснований
4) Защита оснований от
влияния строящихся рядом зданий и сооружений.
Слайд 86
Схема цементации основания:
1 – инъектор: 2 – гидравлический
разрыв, заполненный цементным раствором; 3 – закрепленный массив основания.
Слайд 87
Дренаж и противофильтрационные завесы
Слайд 88
Повышение несущей способности (устойчивости) оснований
(геотекстиль)
Слайд 91
Методика искусственного улучшения грунтов оснований
1. Механическое закрепление грунтов:
Уплотнение;
Замена
грунта;
Замораживание;
