Веселов в а проектирование оснований и фундаментов м стройиздат 1990

Добавлено: 04 Фев 2016, eilukha

В 38 Проектирование оснований и фундаментов: (Основы теории и примеры расчёта): Учеб. пособ. для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1990. — 304 с.: ил.

Приведены основные положения проектирования оснований и фундаментов по предельным состояниям. Даны примеры их расчёта.

по специальности «Промышленное и гражданское строительство».

Рассмотрено сооружение фундаментов в особых грунтовых условиях. Освещены вопросы реконструкции фундаментов и усиления оснований. В третьем издании отражены последние достижения в области фундаментостроения и добавлен материал о структурно-неустойчивых грунтах. Первое издание вышло в 1970 г., второе — в 1978 г.

Для студентов строительных вузов и факультетов, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданское строительство».

Качественная обработка, ссылочное оглавление, текстовый слой.

Исходные сканы и файлы обработки тут: Иной вариант обработки тут: Текстовый слой таков, что даже если в оригинале слово разделено переносом, то в самом слое оно целое, соответветственно найдётся при поиске.

Двойных пробелов нет, поэтому можно искать по сочетанию слов (или их частей разделённых пробелом).

Оглавление

Предисловие 4

Введение 5

1. Дисциплина «Основания и фундаменты» 5

2. Основные понятия и определения 6

3. Проектирование оснований, фундаментов и наземных конструкций 8

4. Связь курса «Основания и фундаменты» с другими дисциплинами 11

Глава 1. Общие сведения об основаниях я фундаментах 13

§ 1. Строительные свойства грунтов 13

§ 2. Условия рабо1и грунтов в основании сооружений 16

§ 3. Влияние условий нагружения на осадку фундамента 16

§ 4. Оценка прочности грунтов оснований 19

§ 5. Контактные давления 25

§ 6. Напряжения в грунтах от внешней нагрузки 27

§ 7. Природное давление грунтов 34

Глава 2. Предельные состояния оснований и фундаментов 35

§ 8. Общие положения 35

§ 9. Предельное состояние оснований по деформациям 37

§ 10. Предельное состояние оснований по несущей способности (устойчивости) 39

§ 11. Предельные состояния фундаментов 41

§ 12. Последовательность проектирования оснований и фундаментов 43

Глава 3. Инженерно-геологические условия строительной площадки и свойства грунтов основания 45

§ 13. Необходимые материалы инженерных изысканий 45

§ 14. Показатели физического состояний и классификация грунтов 47

§ 15. Механические характеристики грунтов 54

§ 16. Нормативные и расчётные характеристика грунтов 58

§ 17. Особенности залегания горных пород строительных площадок 63

§ 18. Оценка грунтовой толщи будущего основания 73

Глава 4. Общая оценка проектируемых зданий и сооружений 85

§ 19. Виды деформаций зданий и сооружений 85

§ 20. Жёсткость (гибкость) зданий и сооружений 88

§ 21. Коэффициенты надёжности 89

§ 22. Нагрузки и воздействия на основания 91

Глава 5. Определение основных размеров фундаментов, возводимых в котлованах 99

§ 23. Общие сведения 99

§ 24. Глубина заложения фундаментов 101

§ 25. Нормативные и расчётные сопротивления грунтов основания при определении размеров подошвы фундаментов 109

§ 26. Форма и размеры подошвы фундаментов 114

§ 27. Проверка прочности подстилающего слоя 123

Глава 6. Конструирование фундаментов, возводимых в котлованах 131

§ 28. Каменные и бетонные фундаменты 131

§ 29. Железобетонные монолитные фундаменты 133

§ 30. Железобетонные сборные фундаменты 139

§31. Защита помещений от подземных вод и сырости 154

Глава 7. Проектирование котлованов 162

§ 32. Общие сведения 162

§ 33. Определение размеров котлованов и обеспечение устойчивости их стенок 163

§ 34. Защита котлованов от подземных вод 166

Глава 8. Свайные фундаменты 172

§ 35. Общие сведения 172

§ 36. Забивные сваи и сваи-оболочки 175

§ 37. Сваи и глубокие опоры, изготовляемые на месте строительства 181

Глава 9. Условия работы и несущая способность одиночной сваи, группы свай и свай в фундаменте 185

§ 38. Условия передачи нагрузок на грунты основания различными сваями 185

§ 39. Условия работы одиночной сваи и группы висячих свай 188

§ 40. Расчётная нагрузка на висячие сваи и сваи-стойки по материалу и грунту 191

§ 41. Несущая способность свай по данным испытания статической нагрузкой 202

§ 42. Несущая способность свай по данным испытания динамической нагрузкой 206

§ 43. Расчётный отказ и выбор оборудования для погружения свай 209

Глава 10. Проектирование свайных фундаментов 212

§ 44. Расчётная схема свайных фундаментов 212

§ 45. Определение размеров ростверка 214

§ 46. Последовательность проектирования свайных фундаментов 218

§ 47. Проектирование свайных фундаментов при вертикальных и горизонтальных нагрузках 222

§ 48. Условия применения свай и свайных фундаментов 224

Глава 11. Проектирование оснований по деформациям 226

§ 49. Общие положения 226

§ 50. Определение конечных осадок оснований 229

§ 51. Оценка неравномерных осадок оснований и сооружений 244

§ 52. Затухание осадки во времени 253

§ 53. Дополнительные сведения о проектировании оснований по предельным деформациям 254

§ 54. Мероприятия, направленные на уменьшение деформаций оснований и фундаментов 257

Глава 12. Расчёт оснований совместно с фундаментами по несущей способности (устойчивости) 259

§ 56. Основные положения 259

§ 56. Устойчивость грунтов основания при глубинном сдвиге 261

§ 57. Устойчивость фундаментов и сооружений на сдвиг по подошве и на опрокидывание 268

§ 58. Приближенные методы расчёта устойчивости оснований 272

Глава 13. Особенности проектирования фундаментов на структурно неустойчивых грунтах 276

§ 59. Общие сведения 276

§ 60. Фундаменты на грунтах с водно-коллоидными связями 277

§ 61. Фундаменты на грунтах с кристаллизационными связями 280

Приложение 1. Таблицы для определения напряжений в толще грунтов основания 293

Приложение 2. Определение расчётных сопротивлений грунтов оснований по их физическим характеристикам 299

Список литературы 302

Оглавление 303

Проектирование оснований и фундаментов В.А. Веселов

Проектирование оснований и фундаментов. (основы теории и примеры расчета)

Издание второе, переработанное и дополненное.

  Изложены основы теории и даны примеры проектирования оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений. Большое внимание уделено проектированию оснований по предельным состояниям. Рассмотрены теоретические предпосылки рекомендуемых методов расчета. Во 2-м издании приведены новые нормативы и справочные данные, ГОСТы, добавлен новый материал по фундаментам глубокого заложения и условиям производства работ.

   Пособие предназначено для студентов строительных специальностей вузов.

Издательство: Стройиздат

Автор(ы): В.А. ВеселовГод: 1978
Страниц: 215
Формат: DjVu

·

Скачать Проектирование оснований и фундаментов В.А. Веселов

(4.03 Mb)

В. А. ВЕСЕЛОВ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ (ОСНОВЫ ТЕОРИИ и ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА)
Издание второе, переработанное и дополненное
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов
строительных специальностей высших учебных заведений
МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1978 

Изложены основы теории и даны примеры проектирования  оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий и  сооружений. Большое внимание уделено проектированию оснований по предельным состояниям. Рассмотрены теоретические предпосылки  рекомендуемых методов расчета. Во 2-м издании приведены новые  нормативы и справочные данные, ГОСТы, добавлен новый материал по фундаментам глубокого заложения и условиям производства работ.

Пособие предназначено для студентов строительных  специальностей вузов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книга является дополненным и (Переработанным изданием учебного пособия «Расчет фундаментов и оснований». После  выпуска первого издания появились новые публикации и данные по проектированию оснований и фундаментов, утверждены  новые ГОСТы, Строительные нормы и правила. Технические  условия и рекомендации. Эти материалы, связанные с фундаменто — строением, внесены во второе издание.

В книгу включены новые материалы: глава  «Проектирование котлованов» и раздел «Фундаменты глубокого заложения», что потребовало, сохраняя общее направление и построение первого издания, дополнить и откорректировать содержание  существующих глав, а также уточнить название пособия.

В разделе «Фундаменты глубокого заложения»  рассмотрены только свайные фундаменты и глубокие опоры небольших диаметров, поскольку традиционные фундаменты глубокого  заложения — массивные опускные колодцы и кессоны — в промышленном и гражданском строительстве сейчас применяются крайне редко.

В пособии освещено проектирование фундаментов только па естественных грунтовых основаниях. Прочность и  деформируемость скальных пород несравнимо выше грунтов, и  возведение на них большинства промышленных и гражданских  зданий и сооружений не вызывает затруднений. Условия работы скальных пород в основании крупных инженерных сооружений с большими горизонтальными нагрузками имеют специфические особенности, требующие постановки специальных исследований, изучения их геоморфологических и физико-механических свойств и показателей, которые рассматриваются в курсе «Механика скальных пород».

Книга является учебным пособием по курсу «Основания и фундаменты», поэтому в ней изложены преимущественно  общепринятые методы расчета и проектирования. Она составлена с учетом новой программы по курсу применительно к  учебникам «Механика грунтов» Н. А. Цытовича (изд. 1973 г.) и  «Основания и фундаменты» (под ред. Н. А. Цытовича; изд. 1970 г.).

ВВЕДЕНИЕ

Снижение стоимости и обеспечение необходимой надежности сооружений являются одними из важнейших направлений в области капитального строительства, предусмотренных  решениями XXV съезда КПСС. Затраты на устройство оснований и фундаментов иногда достигают 20% и более стоимости  сооружения. При намеченных в нашей стране грандиозных объемах строительства уменьшение этих затрат даст весьма ощутимый эффект.

Наше государство в соответствии с потребностями общества обеспечивает планомерное развитие науки и подготовку  научных кадров, организует внедрение результатов научных  исследований в народное хозяйство (статья 26 Конституции СССР). Совершенствование фундаментостроения обеспечит  дальнейшее повышение качества возведения жилых и промышленных зданий и сооружений. Важность этих мероприятий отмечена в материалах по итогам поездки Генерального секретаря ЦК КПСС, Председателя Президиума Верховного Совета СССР товарища Л. И. Брежнева по районам Сибири и Дальнего  Востока.

Уменьшение стоимости и обеспечение необходимой  надежности сооружений находятся в прямой зависимости от  правильной оценки свойств горных пород, обоснованно выбранного типа основания, рационально запроектированных и качественно возведенных фундаментов.

Основание, фундамент и надземная конструкция неразрывно связаны между собой, взаимно влияют друг на друга и по  существу должны рассматриваться как одна система.  Деформация и устойчивость горных пород основания зависят от  приложенной нагрузки, основных размеров и конструкций  фундамента, а также от всего сооружения. В свою очередь,  основные размеры, конструкция фундамента и конструктивная схема сооружения назначаются в зависимости от напластования  горных пород, их сжимаемости и давления, которое они могут воспринять.

При проектировании оснований должны быть определены основные размеры (глубина заложения, размеры и форма подошвы) и при необходимости предварительно подобраны  сечения фундаментов сооружения. Обычно основания, фундаменты, надземные конструкции проектируют раздельно. Последовательными расчетами  устанавливают размеры и конструкции фундаментов, которые  отвечают предъявляемым требованиям. Проектирование фундаментов состоит из двух этапов.  Первый включает в себя выбор конструкции и назначение основных размеров фундамента, определение интенсивности и характера распределения давления по его подошве, второй — расчет и конструирование фундамента сооружения. В соответствии с учебными программами материалы  первого этапа проектирования освещаются в курсе оснований и  фундаментов, а второго — в курсе строительных конструкций. Здесь рассматриваются только вопросы проектирования оснований и наиболее тесно связанный с ними первый этап проектирования фундаментов.

Проектирование оснований ведется по предельным  состояниям. Этот метод позволяет учесть особенности взаимной  работы основания и сооружения и, не снижая надежности, более экономично их запроектировать. Основные положения  проектирования конструкций и оснований по предельным  состояниям были сформулированы Н. С. Стрелецким. Заслуги  дальнейшего развития и разработки этого метода всецело  принадлежат советским ученым и инженерам. В книге рассмотрены теоретические предпосылки и особенности проектирования по предельным состояниям, приведена последовательность  проектирования, указаны требования, которые необходимо  соблюдать на каждом этапе проектирования, приведены  необходимые для проектирования материалы и примеры расчетов.

Раздел I. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

Глава I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСНОВАНИЯХ И ФУНДАМЕНТАХ

§ I. Основные понятия и определения

Основанием называют толщу массивных (скальных или раздробленных горных пород) грунтов, на которых возводят сооружения. Основания воспринимают от сооружений  нагрузку и в свою очередь оказывают влияние на их прочность, устойчивость и нормальную эксплуатацию. Грунты состоят из отдельных различных по форме и  крупности минеральных частиц. Эти частицы, неплотно прилегая друг к другу, образуют пустоты — поры, заполненные водой или водой и воздухом. В несвязном грунте (песчаные грунты) связи (сцепление) между минеральными частицами ничтожно малы, в связных грунтах (глинистых) прочность этих связей значительно больше, но она во много раз меньше прочности  самих частиц.

Грунты обладают большой сжимаемостью и малой  прочностью, что необходимо учитывать при возведении на них сооружений. Грунтовые основания делятся на естественные и  искусственно улучшенные. В первом случае они используются в условиях природного залегания или после несложной предварительной подготовки, во втором случае их улучшают различными  способами.

Фундаментом называют подземную часть сооружения, расположенную ниже поверхности земли, которая  воспринимает нагрузку от надземной части и передает ее на основание (рис. 1.1). Поверхность фундамента, на которую опирается конструкция, и поверхности уступов называют обрезами;  поверхность опирания фундамента на основание — подошвой; расстояние от спланированной отметки земли до подошвы — глубиной заложения фундамента. Объем грунта, который воспринимает нагрузку от  фундамента и при этом деформируется, является рабочей частью основания. Этот объем непостоянен. Он зависит от условий нагружения (величины, направления, глубины приложения и изменения во времени действующих нагрузок), размеров и формы площади, через которую передаются нагрузки, свойств и напластования грунтов, их напряженного состояния и деформируемости. Объем грунта, который входит в рабочую часть основания, устанавливают применительно к каждому конкретному случаю для всего сооружения, отдельного или группы фундаментов, если они оказывают влияние друг на друга и их основания сливаются.

При проектировании по деформациям (осадкам) за  основание принимают ту часть грунта, в которой развиваются  напряжения 0 и деформации е, влияющие на его работу (на рис. 1.1 эта часть ограничена пунктиром). Напряжения и  деформации в грунтах учитываются в расчетах только в  пределах этого объема. Расстояние от подошвы фундамента до  низа основания — плоскость называют мощностью  сжимаемой толщи, а плоскости и  ее верхней и  нижней границами. Если в пределах сжимаемой толщи залегает скала, то мощность сжимаемой толщи ограничивается  поверхностью скалы.

При проектировании по устойчивости за основание  принимают объем грунта, который перемещается относительно  неподвижного массива — выдавливается из-под сооружения. На рис. 1.2 этот объем грунта заштрихован.Основание, состоящее из одного грунта, называют  однородным, а из нескольких пластов — слоистым. Слой, на котором возводят фундамент, называют несущим, а слои, расположенные ниже, — подстилающими. Прочность основания  обусловливается прочностью несущего и подстилающих слоев грунта.

Фундаменты делятся на фундаменты глубокого и  неглубокого заложения (рис. 1.3). В основу такого деления положены не столько глубина их погружения в грунт, сколько  особенности возведения, условия работы и передачи нагрузки на  основание. Неглубокими называются фундаменты, возводимые в  открытых котлованах; они окружены насыпным грунтом  (засыпка пазух) и практически передают нагрузку на основание только по подошве.

Глубокими называют конструкции фундаментов,  формируемые или погружаемые в грунт с поверхности земли или  неглубокого котлована с помощью специальных приспособлений и устройств. Они защемлены в грунте и передают нагрузку на  основание по подошве и частично, за счет трения, по боковой поверхности.

В некоторых инженерных сооружениях фундамент  составляет одно целое с сооружением и не может быть выделен в самостоятельную конструкцию (например, подпорные стены). В этих случаях основание проектируется для всего сооружения.

§ 2. Строительные свойства грунтов

Грунты обладают большой сжимаемостью. Их сжимаемость в 500—1000 раз больше сжимаемости камня, бетона и других строительных материалов. Прочность грунтов примерно во столько же раз меньше прочности указанных материалов грунты практически не работают на растяжение и  сопротивляются только сжимающим и сдвигающим усилиям.

Прочность грунтов оценивается сопротивлением их  сдвигу—силами трения и сцепления между минеральными  частицами и агрегатами из них. Показатели сдвига зависят от  напряженного состояния грунта и, кроме того, от размеров,  формы, плотности сложения минеральных частиц, влажности, температуры грунтов и прочих факторов. Сцепление глинистых грунтов обусловливается наличием первичных — водно-коллоидных и вторичных — структурных (кристаллизационных) связей между частицами.

В песчаных грунтах эти связи малы и часто не  учитываются; сопротивление их сдвигу оценивается силами трения и  зацепления между частицами.

При нарушении естественной структуры первичные связи восстанавливаются практически сразу, а вторичные—очень медленно — десятками и сотнями лет, поэтому прочность  грунтов в нарушенном состоянии всегда меньше прочности их в естественном состоянии.

Деформации грунтов развиваются во времени. Они  продолжаются и после прекращения нагружения при действии  постоянной нагрузки. Грунтам, особенно глинистым, свойственны явления  последействия: ползучесть (увеличение деформации во времени при постоянной нагрузке) и релаксация (уменьшение напряжений при постоянной во времени деформации —  «расслабление») .

Увеличение осадки во времени при постоянной нагрузке объясняется постепенным отжатием воды из пор грунта в процессе уплотнения минеральных частиц (фильтрационная консолидация) и ползучестью скелета глинистых частиц,  понимая под скелетом минеральные частицы с прочно  связанными водно-коллоидными оболочками (вторичная  консолидация). Оба процесса протекают одновременно, но в  большинстве случаев можно выделить преобладающий процесс и  рассматривать их раздельно.

Деформации ползучести постепенно затухают, если  напряжения не превышают предела (порога) ползучести, и  приводят к разрушению грунта, если этот предел превышен. С явлениями ползучести и релаксации связаны понятия — мгновенная, временная (по Н. А. Цытовичу) и длительная прочность грунтов (рис. L4). Мгновенная прочность соответствует началу приложения и кратковременному действию нагрузки. С увеличением времени действия нагрузки временная прочность постепенно  уменьшается и стремится к постоянной величине, называемой  пределом прочности или просто длительной прочностью. Деформации оснований под нагрузкой происходят за счет перемещения и перегруппировки минеральных частиц,  вызывая сжатие и сдвиг грунтов. Вертикальные деформации могут происходить за счет  осадки и просадки грунтов. Осадка происходит при небольших, преимущественно  вертикальных, перемещениях частиц. Грунт сжимается за счет уплотнения частиц без нарушения структуры и сложения, что приводит к упрочнению и улучшению его строительных свойств. Для устойчивости (прочности) оснований сжатие грунтов безопасно.

Просадка происходит при значительных перемещениях частиц с коренным изменением структуры грунта и часто  сопровождается выдавливанием его из-под сооружения.  Примерами просадки являются деформации лёссовидных грунтов при замачивании и мерзлых грунтов при оттаивании.  Проектирование и строительство на таких грунтах имеют свою специфику и в этой книге не рассматриваются. Деформации сдвига возникают в результате значительных, преимущественно наклонных и горизонтальных необратимых перемещений минеральных частиц. Они сопровождаются изменением в сложении грунтов: происходит перемещение  отдельных, в ряде случаев достаточно больших объемов и нарушается сплошность грунта, что вызывает местную или общую потерю устойчивости основания.

§ 3. Условия работы грунтов в основании сооружений

Основания сооружений следует рассматривать как  пространственные системы. Грунты в них от внешних нагрузок и нагрузки от собственной массы находятся в сложном  напряженно-деформируемом состоянии. Любая точка или  небольшой элемент грунта подвергается всестороннему действию сил, в результате чего в грунте возникают напряжения и  деформации.

Для массива грунта сооружение или отдельные  фундаменты являются местной нагрузкой. Напряжения и деформации в основании зависят от размеров и формы подошвы фундаментов, интенсивности внешней нагрузки, положения рассматриваемой точки. Работа грунтов основания должна оцениваться; применительно к пространственной, плоской деформации или к одномерной задаче. Грунты находятся в трехосном напряженном состоянии, но с различными значениями составляющих- напряжений и величинами деформаций. В пространственной задаче деформации развиваются во всех направлениях, в плоской — в одной плоскости и в одномерной — только в  вертикальном направлении.

Во избежание ошибок при проектировании оснований  необходимо предварительно уточнить особенности и условия  работы в нем грунтов и применительно к ним изучать и  определять механические характеристики, используемые в расчетных формулах. Величины и направления главных нормальных  напряжений зависят не только от размеров подошвы  фундамента, величины и направления действия нагрузки, но и от  положения элемента грунта в массиве. Поэтому, например, в ряде случаев образцы в приборах нужно ориентировать так, чтобы загружаемые плоскости совпадали с направлением главных напряжений (рис. 1.5). Особое значение это приобретает при определении прочностных характеристик в срезных приборах, где направление сдвига фиксировано. Поверхность сдвига грунтов основания имеет сложное очертание (см. рис. 1.2), и на различных ее участках направления нормальных и  касательных напряжений будут разными.