Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник, страница 8

Изменение свойств природных грунтов может протекать в условиях их естественного залегания под влиянием физических, физико-химических и тепловых воздействий (уплотнение, изменение вещественного состава, замораживание, оттаивание).

К природным перемещенным образованиям относят насыпные и намывные грунты. Антропогенные образования — твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека (бытовые, промышленные, строительные).

В основном, деление техногенных грунтов на разновидности производится аналогично соответствующей классификации природных скальных, дисперсных и мерзлых грунтов.

2.3. Нормативные и расчетные характеристики грунтов оснований

Расчеты оснований при проектировании фундаментов выполняют с использованием физических и механических характеристик слагающих их грунтов. Эти характеристики устанавливают, как правило, на основе специальных лабораторных или полевых исследований с учетом их возможного изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружений. В результате статистической обработки результатов таких исследований устанавливают нормативные значения характеристик грунтов, как некоторые осредненные в пределах рассматриваемого слоя.

Для предварительных расчетов оснований, а также для окончательных при проектировании сооружений II и III класса допускается использование нормативных значений механических характеристик грунтов из таблиц СНиП [15], составленных по обобщенным среднестатистическим значениям этих характеристик в зависимости от показателей физических свойств грунтов.

Все расчеты оснований выполняют с использованием расчетных характеристик грунтов, вычисленных путем деления их нормативного значения на коэффициент надежности по грунту g_g, который устанавливают по регламентированным значениям доверительной вероятности.

Для оценки несущей способности оснований используют расчетные характеристики грунтов R_c, j_I, c_I, вычисленные с доверительной вероятностью для фундаментов опор мостов и труб a = 0,98. Для расчетов деформаций оснований расчетные значения характеристик E_II, j_II, c_II устанавливают с доверительной вероятностью для мостов и труб a = 0,90.

3. Фундаменты мелкого заложения

3.1 Основные элементы и классификация фундаментов мелкого заложения

Основным признаком фундамента мелкого заложения является характер передачи на грунт нагрузки от надземного сооружения или, например, в случае водопропускной трубы, от сооружения, опирающегося на этот фундамент (с учетом веса насыпного грунта). Основным рабочим элементом фундамента мелкого заложения является его подошва. Контакт подошвы с грунтом и степень сжимаемости основания полностью определяют качество работы фундаментной части сооружения. В транспортном строительстве, как правило, фундаменты мелкого заложения заглубляются в грунт на глубину не более шести метров. Но это, конечно, условный критерий.

Технологическим признаком фундаментов мелкого заложения является то, что сооружаются они, как правило, в открытых котлованах, разработанных до подошвы фундамента, а, в случае необходимости, устройства конструктивной подготовки, и ниже указанной отметки.

На рис. 3.1 приведена схема фундамента мелкого заложения. Основными показателями фундамента мелкого заложения являются следующие отметки и размеры:

1.  отметка обреза фундамента - ;

2.  отметка подошвы фундамента - ;

3.  глубина заложения фундамента , ( - отметка уровня планировки или уровня местного размыва);

4.  размеры сечения надземной конструкции в уровне - ширина и длина ;

5.  размеры подошвы фундамента в уровне  - ширина  и длина ;

6.  высота фундамента .

Основным критерием, по которому  различают типы фундаментов мелкого заложения, являются условия работы тела фундамента на изгиб. И здесь различают два типа фундаментов - жесткие и гибкие. Классификационным показателем для данного деления фундаментов на типы служит угол a развития фундамента.  Если в уровне обреза фундамента внешняя нагрузка передается на сечение шириной , а подошва фундамента высотой  имеет ширину , то линия, соединяющая отрезки и  называется линией развития фундамента, а угол наклона этой линии к вертикали  называется углом развития фундамента. Фундаменты,  выполненные из бетона или бутобетона, считаются жесткими, если угол развития не превышает 30°. Установлено, что прочность таких фундаментов обеспечена и, поэтому, расчет прочности тела фундамента можно не производить. Исключение могут составлять лишь случаи опирания фундаментов на скальные грунты, прочность на сжатие которых превосходит соответствующую прочность материала фундамента. Если угол развития фундамента превышает граничное значение 30°, то такой фундамент считается гибким и для него требуется выполнить расчет прочности тела фундамента на изгиб.

Пространство, заключенное между сечениями  в уровне обреза и  в уровне подошвы фундамента и ограниченное плоскостями развития фундамента, должно быть заполнено материалом фундамента. Это может быть сплошное монолитное тело, может состоять из сборных элементов, а может представлять некоторое сочетание указанных двух вариантов. Соответствующие этим случаям фундаменты мелкого заложения называются монолитными, сборными или сборно-монолитными.

По соотношению габаритных размеров фундамента -  высоты , ширины  и длины  подошвы, различают отдельно стоящие, ленточные и плитные фундаменты.

Для отдельно стоящих фундаментов указанные размеры имеют один порядок и определяют пространственные условия работы конструкции. Таковы, например, массивные жесткие фундаменты опор мостов (рис. 3.2).

Для ленточных фундаментов характерно значительное превышение длиной фундамента его ширины и высоты:  (рис. 3.3).