Ф.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Ф.1.1. Что называется основанием зданий и сооружений?

Основанием зданий и сооружений называется массив грунта, нахо5 дящийся ниже подошвы их фундаментов и воспринимающий нагрузку от фундаментов и надземных конструкций.

Ф.1.2. На какие виды можно подразделить основания? Основания можно подразделить на нескальные и скальные. Нескальные осно5 вания представляют собой массивы, сложенные крупнообломочными, песчаными и пылевато5глинистыми грунтами. Крупнообломочные и песчаные грунты, не имеющие структурных связей, называются сыпучими грунтами.

Скальные основания сложены магматическими, метаморфичес5 кими и осадочными грунтами, прочность которых на одноосное сжатие изменяется от 5 до 50 МПа.

Ф.1.3. Можно ли с помощью классификационных показателей оценить прочность и сжимаемость нескальных грунтов основания?

Крупнообломочные и песчаные грунты классифицируются по гранулометрическому составу и по степени влажности.

К крупнообломочным относятся грунты, у которых частицы диаметром более 2 мм составляют 50 % и более. Частицы песчаных грунтов имеют диаметр менее 2 мм. По ГОСТу [4], песчаные грунты подразделяются на: песок гравелистый, песок крупный, песок средней крупности, песок мелкий и песок пылеватый.

Вторым классификационным показателем для песчаных грунтов является коэффициент пористости, который характеризует плотность сложения. По плотности сложения различают пески плотные, средней плотности и рыхлые. По величине коэффициента пористости во мно5 гом можно судить и о прочности песчаного основания. При 0,5 ≤ e ≤ 0,6 песок является хорошим основанием, а при e > 0,7 основание в естественном состоянии обладает значительной сжимаемостью.

Третьим классификационным показателем крупнообломочных и песчаных грунтов является степень влажности Sr. По степени влажности крупнообломочные и песчаные грунты подразделяются на маловлажные (0 < Sr ≤ 0,5), влажные (0,5 < Sr ≤ 0,8) и насыщенные водой (0,8 < Sr ≤ 1).

190

Поэтому, если в основании залегают песчаные грунты, то их полное наименование определяется тремя классификационными пока5 зателями. Например, по результатам гранулометрического анализа песок отнесен к категории песка мелкого. Если теперь известно, что e = 0,6 и Sr =0,7, то полным наименованием будет: песок мелкий, плотный, влажный.

Нескальные основания, сложенные пылевато5глинистыми грун5 тами (супеси, суглинки и глины), обладают большими специ5 фическими особенностями по сравнению с песчаными. Наличие органических веществ, солей, карбонатов, минералов монтморилло5 нита и каолинита в глинистых грунтах вызывает при замачивании явления просадки или набухания.

Пылевато5глинистые грунты подразделяют по числу пластичности Ip, и по показателю текучести IL По числу пластичности различают следующие пылевато5глинистые грунты: супеси (1 ≤ Ip ≤ 7), суглинки (7 < Ip ≤ 17) и глины (17 < Jp). Показатель текучести IL характеризует консистенцию глинистого грунта. По его величине можно косвенно определить и степень сжимаемости основания. Например, если в основании залегают глинистые грунты с показателем текучести IL≤0, то данный слой грунта обладает низкой сжимаемостью. Значение IL≥0,75 говорит о повышенной сжимаемости основания.

Наихудшим видом основания являются илы и заторфованные грунты. Лессовые грунты в маловлажном состоянии могут служить хорошим основанием. Однако при замачивании водой они дают просадку.

Ф.1.4. Чем различаются естественные и искусственные основания?

Основание, сложенное грунтами в естественном неизмененном природном состоянии, называется естественным основанием. Если естественное основание подвергалось каким5либо воздействиям с целью улучшения прочностных и деформационных свойств, то оно называется искусственным основанием.

Плотные песчаные грунты и пески средней плотности, глинистые твердые, полутвердые, тугопластичные грунты являются хорошим основанием и используются в качестве оснований обычно в естественном состоянии. Рыхлые пески, лессовые и набухающие грунты, илы и заторфованные грунты при определенных условиях проявляют специфические свойства, которые ухудшают их естест5 венные (природные) прочностные и деформационные показатели. По5 этому подобные грунты искусственно улучшаются рядом способов: поверхностным и глубинным уплотнением, химическим закреплением, обжигом и т.д.

191

Ф.1.5. Для чего устраиваются фундаменты?

Фундаменты устраиваются для передачи нагрузок от конструкций зданий или сооружений, а также оборудования на грунты основания. Фундамент служит для более равномерного распределения нагрузок по поверхности основания и передачи подошвой фундамента на грунты таких давлений, которые не вызовут их разрушения или недопустимых деформаций.

Ф.1.6. Какие требования предъявляют к проектированию оснований и фундаментов?

При проектировании обязательно соблюдаются требования нор5 мативных документов (СП, СНиП) [12–22]. В нормах имеются поло5 жения, обязательные и рекомендательные. При проектировании сле5 дует обеспечить достижение прочности зданий или сооружений, а также удовлетворение технологических требований к ним, возмож5 ность их нормальной эксплуатации. Экономические требования сводятся к минимальной стоимости конструкций, устройства основа5 ний, последующих ремонтных работ, а также к сокращению сроков строительства.

Ф.1.7. Какова последовательность проектирования оснований и фундаментов?

Рекомендуется такая последовательность:

1.Оценить результаты инженерно5геологических изысканий, их достаточность для проектируемого объекта и качество.

2.Провести анализ проектируемого здания или сооружения с точки зрения его чувствительности к деформациям, особенно нерав5 номерным, и его общей устойчивости.

3.Оценить местоположение застройки с учетом особенностей

рельефа местности, расположенных рядом других зданий и сооруже5 ний − существующих и проектируемых, наличия подземных комму5 никаций, транспортного подъезда.

4.Произвести определение действующих от конструкций и обору5 дования на основание нагрузок вертикальных, в том числе снеговых и горизонтальных (ветровых, а также возникающих вследствие перепада уровней при осуществлении заглубленных подвальных этажей, уклона рельефа и т.д.) и особых (например, в сейсмоопасных районах или возможного нарушения технологического процесса).

5.Наметить возможные варианты фундаментов − два, три, которые

вдальнейшем будут разрабатываться.

6.Произвести необходимые расчеты в соответствии с требованиями действующих норм (СНиП, СП).

192

7. Оценить стоимость разрабатываемых вариантов фундаментов и произвести их технико5экономическое сопоставление.

Ф.1.8. Какие обстоятельства следует особо учитывать при выборе основания для здания или сооружения?

Особо следует учитывать наличие в основании линз слабых грун5 тов, резкого выклинивания пластов, карстовых полостей, сбросов, а также посторонних коммуникаций, старых горных выработок и др. Необходимо учитывать наличие существующих рядом зданий и сооружений, их подземный контур – глубину закладки – и типы их фундаментов, время застройки в прошлом, состояние этих зданий и сооружений. Это особенно важно в условиях плотной городской застройки. Следует также учитывать рельеф местности, наличие оползневых явлений.

Ф.1.9. Какие можно предложить конкретные типы фундаментов и оснований?

Обычно сначала для зданий и сооружений рассматривается воз5 можность применения фундаментов мелкого заложения, то есть фундаментов, устраиваемых в открытых котлованах. Затем рас5 сматриваются свайные фундаменты и фундаменты глубокого зало5 жения. Если не удается воспользоваться грунтами в основаниях в их естественном состоянии, то есть без улучшения строительных свойств, то прибегают к устройству искусственных оснований благодаря уплотнению грунтов, водопонижению, закреплению и др.

Ф.1.10. Какой процент от стоимости строительства обычно составляет стоимость фундаментов?

Стоимость фундаментов в среднем составляет 10512 % от стоимости строительства, однако при сложных инженерно5геологических условиях она может быть существенно большей и достигать даже 30 % и более. Поэтому необходимо производить рациональное проекти5 рование оснований и фундаментов с рассмотрением возможных вариантов и их последующим технико5экономическим сопостав5 лением. Следует принимать во внимание не только конструкцию фун5 даментов, но и технологию производства работ по их возведению.

Ф.1.11. Что служит основным стоимостным критерием при сопоставлении вариантов?

Основным стоимостным критерием при выборе проектного реше5 ния является показатель приведенных затрат. В него входят себесто5 имость устройства фундаментов, накладные расходы и дополнитель5 ные затраты, если работы ведутся в зимнее время, а также капитальные вложения в производственные фонды строительной индустрии.

193

Натуральными показателями являются суммарные затраты труда и показатель расхода материалов.

Ф.1.12. Что может служить сопоставленной единицей при техникоF экономическом сравнении вариантов решений оснований и фундаментов?

Технико5экономические показатели вариантов целесообразно определять для оснований и фундаментов в целом. Однако для сопоставления можно принять также 1 м2 общей площади сооружения или на один столбчатый фундамент, если фундаменты однотипные и несут примерно равную нагрузку, на один погонный метр длины ленточного фундамента.

194