5.4. ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ (ч. 1)

Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность и деформации основания, не превышающие предельные по условиям нормальной эксплуатации проектируемого сооружения и находящегося в нем оборудования.

Выбор глубины заложения фундаментов рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов фундаментов. Глубина их заложения должна определяться с учетом:

• – назначения, а также конструктивных особенностей сооружения (наличия и размеров подвалов, фундаментов под оборудование и т.д.);
• – размера и характера нагрузок и воздействий на фундаменты;
• – глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, фундаментов под оборудование, глубины прокладки коммуникаций;
• – существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
• – инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, пустот, образовавшихся вследствие растворения солей и пр.);
• – гидрогеологических условий площадки (уровней подземных вод и верховодки, а также возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения, агрессивности подземных вод и т.п.);
• – глубины сезонного промерзания грунтов [2, 4].

Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки или пола подвала до подошвы фундамента, при наличии бетонной подготовки — до низа ее. При выборе глубины заложения фундаментов в необходимых случаях при соответствующем обосновании следует учитывать возможность дальнейшей реконструкции проектируемого сооружения (устройство новых коммуникаций, подвальных помещений, фундаментов под оборудование и пр.).

Фундаменты сооружения или его отсека, как правило, должны закладываться на одном уровне. При заложении ленточных фундаментов смежных отсеков на разных отметках переход от более заглубленной части к менее заглубленной должен выполняться уступами. Уступы должны быть не круче 1:2, а высота уступа — не более 60 см. Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков должны иметь одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м от шва.

Допустимая разность отметок заложения соседних столбчатых фундаментов (или столбчатого и ленточного) определяется по формуле

где а — расстоянии между фундаментами в свету; φ_I и c_I – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта; р — среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента от расчетных нагрузок (для расчета оснований по несущей способности).

Столбчатые фундаменты, разделенные осадочным швом, следует располагать на одном уровне.

Условие (5.24) распространяется и на случай определения допустимой разности отметок заложения фундаментов сооружения и рядом расположенных каналов, тоннелей и пр.

Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется принимать на одной отметке. Переход на большую глубину заложения следует выполнять исходя из условия (5.24). Если оно не выполняется, необходимо устройство шпунтовой стенки или другого ограждения (рис. 5.14).

При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется:

• – предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта на 10—15 см;
• – избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта малой толщины, если его строительные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя;
• – закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.

При необходимости заложения фундаментов ниже уровня подземных вод следует предусматривать методы производства работ, сохраняющие структуру грунта.

Если глубина заложения фундаментов по условиям несущей способности и деформируемости грунтов основания оказывается чрезмерно большой, рекомендуется рассмотреть применение мероприятий по улучшению строительных свойств грунтов основания или переход на свайные фундаменты.

Одним из основных факторов, определяющих заглубление фундаментов, является глубина сезонного промерзания грунтов, которые при промораживании увеличиваются в объеме, а после оттаивания дают значительные осадки. Промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образованием в них прослоек льда, толщина которых увеличивается по мере миграции воды из слоев грунта, расположенных ниже уровня подземных вод. Последующее таяние таких грунтов приводит к резкому снижению их несущей способности и повышенным деформациям.

Деформации основания при морозном пучении и последующем оттаивании, как правило, неравномерны вследствие неоднородности грунта по степени его пучинистости и различия температурных условий, в которых могут находиться грунты под отдельными фундаментами.

Исключение возможности промерзания грунтов под подошвой фундаментов обеспечивается:

• – в период эксплуатации — соответствующей глубиной их заложения, принимаемой в зависимости от вида и состояния грунтов, положения уровня подземных вод, нормативной глубины сезонного промерзания, теплового режима сооружения и пр.;
• – в период строительства — соответствующими защитными мероприятиями.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов d_fn принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин их сезонного промерзания (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) под открытой, оголенной от снега поверхностью горизонтальной площадки при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов. Для районов, где не предусматривается очистка от снега территорий, прилегающих к проектируемым сооружениям (например, в сельской местности), нормативную глубину промерзания грунтов допускается определять на площадках под снежным покровом.

При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину сезонного промерзания грунтов следует определять, на основе теплотехнических расчетов.

Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение, м, допускается вычислять по формуле

где d₀ — глубина промерзания при ∑|T_f| = 1°С, принимаемая для суглинков и глин — 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30; крупнообломочных грунтов — 0,34; М_t — безразмерный коэффициент, численно равный ∑|T_f| — сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, °С, принимаемых по СНиП 2.01.01-82 или по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях.

Значение d_fn для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания грунта. Значение d_fn допускается определять по схематической карте (рис. 5.15), где даны изолинии нормативных глубин промерзания для суглинков, т.е. при d₀ = 0,23 м. При наличии в зоне промерзания других грунтов значение d_fn , найденное по карте, следует умножить на отношение d₀ /0,23 (где d₀ соответствует грунтам данной строительной площадки). Для районов Дальнего Востока допускается пользоваться картой (рис. 5.16). Если значения d_fn , найденные по карте и по формуле (5.25), не совпадают, следует принимать значение, найденное по формуле.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Руководство

Документ:	Руководство
Название:	Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений
Начало действия:	1978-01-01
Дата последнего изменения:	2008-05-04
Вид документа:	Руководство
Область применения:	1.1. Настоящее Руководство, составленное в развитие главы СНиП II-15-74 «Основания зданий и сооружений», рекомендуется использовать при проектировании оснований промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений всех областей строительства, В том числе городского и сельскохозяйственного, промышленного и транспортного. В Руководстве не рассматриваются вопросы проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи и оснований мостов и водопропускных труб. 1.2(1.1). Нормы настоящей главы должны соблюдаться при проектировании оснований зданий и сооружений.
Разработчики документа:	НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР(66), институт Фундаментпроект Минмонтажспецстроя СССР(13), ПНИИИС Госстроя СССР(44), ДИСИ Минвуза УССР(4),

3.124. При проектировании оснований и методов производства работ следует учитывать, что возможно появление больших осадок, если применяется открытый водоотлив, вызывающий вынос частиц грунта из-под фундаментов, особенно если верхняя часть основания сложена песками.

Следует также учитывать, что если под верхними слоями грунта лежит песчаный грунт, то понижение уровня грунтовых вод в котловане открытым водоотливом или методами глубинного водопонижения может распространяться на большие расстояния, измеряемые десятками метров. Вследствие этого возможно появление осадок соседних, уже существующих зданий и сооружений.

Для уменьшения вредных последствий открытого водоотлива или глубинного водопонижения в проектах оснований и производства работ должны предусматриваться соответствующие мероприятия.

ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ

3.125. Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность основания и величину деформации, не превышающую предельно допустимую по условиям нормальной эксплуатации проектируемого здания или сооружения и находящегося в них оборудования.

Выбор рациональной глубины заложения фундаментов, зависящей от условий, перечисленных в п. 3.126 (3.27), рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов фундаментов.

3.126 (3.27). Глубина заложения фундаментов должна определяться с учетом:

назначения, а также конструктивных особенностей зданий и сооружений (например, наличия подвалов, подземных коммуникаций, фундаментов под оборудование и т. д.);

величины и характера нагрузок и воздействий, действующих на основание;

глубины заложения фундаментов примыкающих зданий и сооружений, а также оборудования;

существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

геологических условий площадки строительства (строительных свойств грунтов, характера напластований отдельных видов грунтов, наличия слоев, склонных к скольжению, наличия пустот, образовавшихся вследствие выветривания, растворения солей, и пр.);

гидрогеологических условий (уровней грунтовых вод и верховодки, а также возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации здания и сооружения, агрессивности грунтовых вод и т. д.);

величины размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (опор мостов, переходов трубопроводов и т. п.);

глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов.

3.127. Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки или пола подвала до подошвы фундамента, т. е. нижней его поверхности, опирающейся на несущий слой грунта и передающей на него нагрузку. При наличии бетонной подготовки под фундаментом глубина заложения принимается, как правило, до ее низа.

Минимальную глубину заложения фундаментов во всех грунтах, кроме скальных, рекомендуется принимать не менее 0,5 м, считая от поверхности наружной планировки.

3.128. При выборе глубины заложения фундаментов под большие нагрузки следует учитывать, что такие фундаменты в целях уменьшения их размеров рационально основывать на малосжимаемых грунтах.

При однородных грунтах увеличение глубины заложения фундаментов для уменьшения площади их подошвы должно быть технико-экономически обосновано.

3.129. Разность отметок заложения рядом расположенных фундаментов (рис. 3.6) не должна превышать величину Δ h , определяемую по формуле:

где а — расстояние между фундаментами в свету;

tg ψ — тангенс угла сдвига:

φ ₁ и c ₁ — соответственно расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, определяемые согласно требованиям пп. 3.43-3.49 (3.13-3.15);

р — среднее давление на грунты под подошвой вышерасположенного фундамента от нагрузок для расчета по несущей способности.

Условие (3.29) распространяется и на случай определения допустимой разности отметок заложения фундаментов здания и рядом расположенных каналов, тоннелей и пр.

Фундаменты проектируемого здания, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется принимать на одной отметке. Переход на большую глубину заложения следует выполнять лишь на расстоянии, определяемом по формуле (3.29).

Если условие (3.29) не выполняется, следует предусмотреть устройство шпунтовой стенки или другого жесткого ограждения (рис. 3.7).

Рис. 3.6. Схема заложения соседних фундаментов на различной глубине

3.130. При выборе глубины заложения фундаментов по инженерно-геологическим и гидрогеологическим условиям рекомендуется:

а) выбирать несущий слой грунта основания в зависимости от напластования грунтов, их физико-механических характеристик, способа производства работ, предельно допустимых деформаций основания и его несущей способности;

б) предусматривать заглубление фундамента в несущий слой грунта на 10-50 см;

в) не оставлять под подошвой фундамента слой грунта малой толщины, если строительные свойства грунта этого слоя значительно хуже свойств подстилающего слоя;

г) закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод для исключения необходимости применения водоотлива и сохранения естественной структуры грунта при производстве работ;

д) при заложении фундаментов ниже уровня грунтовых вод (с учетом его колебания) предусматривать методы производства работ, сохраняющие структуру грунта;

е) если глубина заложения по условиям несущей способности и деформируемости грунтов основания оказывается чрезмерно большой — предусматривать специальные мероприятия по подготовке оснований [п. 3.336 (3.85)] или переходить на свайные фундаменты.

3.131(3.28). Глубина заложения фундаментов должна быть достаточной для надежной работы основания из условия его расчета по предельным состояниям и исключения возможности промерзания пучинистого грунта под подошвой фундамента.

3.132. При проектировании следует учитывать, что одним из основных факторов, определяющих отметку заложения фундаментов, является глубина сезонного промерзания пучинистых грунтов, которые при промораживании увеличиваются в объеме, а после оттаивания дают значительные осадки. Деформации основания при морозном пучении и последующем оттаивании, как правило, неравномерные вследствие естественной неоднородности грунта, в том числе степени его пучинистости, и различия температурных условий, в которых могут находиться грунты под отдельными фундаментами.

Рис. 3.7. Схема защиты существующего здания от дополнительных осадок при воздействии рядом нового здания с большей глубиной заложения фундаментов

1 — фундамент существующего здания; 2 — фундамент нового здания; 3 — фундамент с большой глубиной заложения; 4 — шпунтовая стенка

3.133. К пучинистым грунтам относятся пески мелкие и пылеватые, а также глинистые и крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, расположенные вблизи уровня грунтовых вод.

Промерзание водонасыщенного пучинистого грунта сопровождается образованием в нем мерзлых прослоек, толщина которых увеличивается по мере миграции воды из слоев грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод. Последующее таяние промерзшего пучинистого грунта делает его переувлажненным и размягченным.

Степень пучинистости этих грунтов зависит как от вида и состояния этих грунтов, так и от близости расположения к ним уровня грунтовых вод и определяется согласно указаниям пп. 3.319-3.321 (2-4 прил. 6).

3.134. При назначении глубины заложения фундаментов по условию исключения возможности промерзания пучинистых грунтов под подошвой фундамента имеется в виду ежегодное промерзание в процессе эксплуатации зданий и сооружений. Исключение промерзания грунта в период строительства обеспечивается не глубиной заложения фундамента, а теплозащитными мероприятиями.

3.135(3.29). Исключение возможности промерзания пучинистого грунта под подошвой фундаментов обеспечивается:

в период эксплуатации — соответствующей глубиной их заложения, установленной согласно требованиям пп. 3.30-3.39 настоящей главы (пп. 3.136-3.155 Рук.) в зависимости от вида и состояния грунтов, глубины расположения уровня грунтовых вод, нормативной глубины сезонного промерзания, теплового режима здания или сооружения и пр.;

в период строительства — защитными мероприятиями, назначаемыми согласно требованиям пп. 3.38-3.38, 3.40 и 3.41 настоящей главы (пп. 3.150-3.154, 3.157-3.160 Рук.).

3.136(3.30). Нормативная глубина сезонного промерзания грунта H н принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов по данным наблюдений за период не менее 10 лет за фактическим промерзанием грунтов под открытой, оголенной от снега, поверхностью горизонтальной площадки при уровне грунтовых вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

3.137. При использовании наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учесть, что она должна определяться не по глубине расположения нулевой температуры, которую обычно сообщают метеорологические станции гидрометслужбы, а по глубине образования твердомерзлого грунта. Последняя обычно расположена выше линии нулевой изотермы.

Рис. 3.8. Схематическая карта нормативных глубин промерзания суглинков и глин (изолинии нормативных глубин промерзания, обозначенные пунктиром, даны для малоисследованных районов)

3.138(3.31). Нормативную глубину сезонного промерзания грунтов H н , см, при отсутствии данных многолетних наблюдений допускается определять на основе теплотехнических расчетов, а для районов, где нормативная глубина промерзания не превышает 2,5 м, — по формуле

Источник