ТехЛиб СПБ УВТ

Выдержка из Руководства по проектированию оснований зданий и сооружений, составленное в развитие главы СНиП II-15-74 «Основания зданий и сооружений» и приводит рекомендации, детализирующие эти нормы проектирования по вопросам номенклатуры грунтов и методов определения расчетных значений их характеристик; принципов проектирования оснований и прогнозирования изменения уровня грунтовых вод; вопросов глубины заложения фундаментов; методов расчета оснований по деформациям и по несущей способности; особенностей проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на региональных видах грунтов, а также расположенных в сейсмических районах и на подрабатываемых территориях.

Руководство предназначено для использования в проектных и изыскательских организациях, обслуживающих строительство промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений.

Раздел 12 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

12.1(12.1). Основания зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, должны проектироваться с учетом требований главы СНиП по проектированию зданий и сооружений в сейсмических районах.

В районах сейсмичностью менее 7 баллов основания проектируются без учета сейсмических воздействий.

12.2 (12.2). Проектирование оснований с учетом сейсмических воздействий должно выполняться на основе расчета по несущей способности на особое сочетание нагрузок, определяемых в соответствии с требованиями главы СНиП по нагрузкам и воздействиям, а также главы СНиП по проектированию зданий и сооружений в сейсмических районах.

Предварительные размеры фундаментов допускается определять расчетом основания по деформациям согласно требованиям разд. 3 настоящей главы (пп. 3.167-3.282 Рук.) на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмических воздействий).

12.3. Уточнение размеров фундамента с учетом сейсмических нагрузок выполняется путем расчета несущей способности оснований.

Целью расчета несущей способности оснований при особом сочетании нагрузок является обеспечение их прочности в случае скальных грунтов и устойчивости в случае нескальных грунтов, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Деформации основания (абсолютные и неравномерные осадки, крены) могут превышать предельные значения, допустимые при основном сочетании нагрузок, и поэтому при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмических воздействий расчету не подлежат.

12.4(12.3). Расчет оснований по несущей способности выполняется на действие, как правило, только вертикальной составляющей от нагрузки, передаваемой фундаментом, исходя из условия:

где N_в — вертикальная составляющая от нагрузки;

Ф — несущая способность основания;

k_н — коэффициент надежности, принимаемый равным не менее 1,5;

m_c — сейсмический коэффициент условий работы, принимаемый равным:

для скальных, крупнообломочных и песчаных (кроме рыхлых) маловлажных грунтов, а также глинистых грунтов с консистенцией I_L≤0,5-m_c = 1,2;

для песков рыхлых, насыщенных водой, и глинистых грунтов с консистенцией I_L≥0,75-m_c = 0,7;

для остальных грунтов m_c = 1,0.

Горизонтальная составляющая нагрузки учитывается лишь при проверках устойчивости зданий на опрокидывание и сдвиг по подошве фундамента.

При использовании условия (12.1) (35) следует учитывать, что оно определяет максимальную величину нагрузки N_в, при которой несущая способность основания при сейсмическом воздействии оказывается достаточной.

Проверка на сдвиг по подошве является обязательной при наличии длительно действующих горизонтальных нагрузок в основном сочетании. В этом случае учитывается трение подошвы фундамента о грунт, и коэффициент надежности, определяемый по указаниям п. 3.105 (3.81), принимается равным не менее 1,5.

12.5. Для незаглубленных, малозаглубленных фундаментов и фундаментов мелкого заложения при относительном заглублении h/b≤1,5 (h — глубина заложения подошвы фундамента; b — ширина подошвы в плоскости действия горизонтальных сил и опрокидывающих моментов) несущая способность основания из нескальных грунтов определяется по схеме одностороннего сдвига с учетом влияния сейсмических колебаний на напряженное состояние грунта.

Для фундаментов глубокого заложения при h/b>1,5 расчет несущей способности основания при сейсмических воздействиях можно не производить, так как при этом не наблюдается выпирания грунта на поверхность.

12.6. При расчете несущей способности нескальных оснований, испытывающих сейсмические колебания, ординаты эпюры предельного давления под краями подошвы фундамента (рис. 12.1) определяются по формулам:

где n_q,n_c,n_γ — коэффициенты влияния соотношения сторон подошвы прямоугольного фундамента;

F₁,F₂,F₃ — коэффициенты, определяемые по графикам рис. 12.2 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения φ_I;

γ’_I,γ_I — соответственно расчетные значения объемного веса слоев грунта, находящихся выше и ниже подошвы фундамента (в необходимых случаях определяются с учетом взвешивающего действия грунтовых вод);

h — глубина заложения фундаментов (в случае неодинаковой вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента принимается значение h, соответствующее наименьшей пригрузке, например со стороны подвала);

b — ширина подошвы фундамента;

k — коэффициент, значение которого принимается по табл. 12.1 в зависимости от интенсивности сейсмического воздействия.

Таблица 12.1

Коэффициенты влияния соотношения сторон подошвы фундамента определяются по формулам:

где l — длина фундамента в направлении, перпендикулярном к расчетному.

Формулы 12.4 применимы при условии l≥b/l≥0,2. Если b/l<0,2, фундамент следует рассчитывать как ленточный. Если b/l>1, коэффициенты влияния соотношения сторон принимаются равными:

n_q = 2,5;

n_c = 1,3;

n_γ = 0,75,

однако при этом необходимо произвести дополнительную проверку устойчивости основания в поперечном направлении.

Для ленточных фундаментов следует считать n_q = n_c = n_γ = 1.

Эксцентриситет расчетной нагрузки e_p и эксцентриситет эпюры предельного давления е_п определяются выражениями:

где N и М — вертикальная составляющая расчетной нагрузки и момент, приведенные к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок.

Величины e_p и е_п рассматриваются с одинаковым знаком, т. е. направлены в одну сторону от вертикальной оси симметрии фундамента, так как минимум несущей способности основания имеет место при сдвиге грунта в сторону, противоположную эксцентриситету нагрузки.

В зависимости от соотношения между величинами e_p и е_п несущая способность основания принимается равной:

а) при e_p≤е_п

б) при e_p≥е_п

При применении формулы (12.1) (35) для ленточных фундаментов нагрузка и несущая способность основания определяются для единицы их длины (l = 1).

12.7(12.4). При действии нагрузок, создающих моменты сил в обоих направлениях подошвы фундамента, несущая способность основания Ф должна определяться раздельно на действие сил и моментов в каждом направлении, независимо друг от друга.

Рис. 12.1. Эпюра предельного давления под подошвой фундамента при сейсмическом воздействии

Рис. 12.2. Графики коэффициентов для расчета несущей способности оснований в условиях сейсмических воздействий

12.8(12.5). При расчете оснований и фундаментов на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий допускается неполное опирание подошвы фундамента на грунт (частичный отрыв) при выполнении следующих условий:

а) эксцентриситет расчетной нагрузки не превышает одной трети ширины фундамента в плоскости опрокидывающего момента

б) несущая способность основания определяется при условной ширине фундамента , равной ширине зоны сжатия под подошвой фундамента (при ):

в) максимальное расчетное напряжение под подошвой фундамента, вычисленное с учетом его неполного опирания на грунт, не превышает краевой ординаты эпюры предельного давления.

Максимальное расчетное напряжение σ_макс определяется по формуле:

Где b — полная ширина фундамента;

N и e_p — те же величины, что и в формуле (12.5);

p_b — определяется по формуле (12.3), но для фундамента, имеющего условную ширину b_c.

12.9 (12.6). Глубина заложения фундаментов в грунтах, относимых по их сейсмическим свойствам (главой СНиП по проектированию зданий и сооружений в сейсмических районах) к I и II категориям, принимается, как правило, такой же, как и для фундаментов в несейсмических районах.

При грунтах III категории по сейсмическим свойствам рекомендуется принимать специальные меры по устройству надежного основания, в том числе водопонижение и искусственное упрочнение грунтов (уплотнение, химическое закрепление и пр.).

Для зданий высотой более пяти этажей рекомендуется глубину заложения их фундаментов увеличивать путем устройства подвальных этажей.

Подвальные этажи должны располагаться под всем зданием или его отдельными отсеками симметрично относительно осей здания или отсека.

Переход от подвальной части здания к бесподвальной должен предусматриваться уступами в соответствии с указаниями п. 12.7 настоящей главы (п. 12.10 Рук.).

12.10(12.7). Фундаменты здания или его отсека в нескальных грунтах, как правило, должны закладываться на одном уровне.

В случае заложения 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.

При необходимости заложения соседних столбчатых фундаментов на разных уровнях должно быть выполнено условие:

где Δh — разность отметок заложения фундаментов;

а — расстояние в плане от ближнего края дна котлована более заглубленного фундамента до края подошвы фундамента с меньшей глубиной заложения;

φ_I — расчетное значение угла внутреннего трения грунта;

Δφ — расчетное уменьшение φ_I, принимаемое равным при сейсмичности 7 баллов — 2°, 8 баллов — 4° и 9 баллов — 7°;

c_I — расчетное значение удельного сцепления грунта;

p_ср — среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента при особом сочетании нагрузок.

Столбчатые фундаменты, разделенные осадочным швом, должны располагаться на одном уровне.

 

 

 

Прейти к содержанию

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений

Перейти в раздел

Нормативные документы