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.
…
