*112731*

Устич А. А., к.т.н. Черныш А.С.

Северо-Кавказский филиал Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова, Россия

Фундамент мелкого заложения с ограничителями боковых деформаций грунта

В настоящее время в гражданском строительстве на территории нашей страны преобладают здания со средней этажностью - 12 этажей. В большинстве случаев для зданий с такой этажностью наиболее эффективным будет применение фундамента мелкого заложения. Основным недостатком фундаментов этого типа является высокий удельный расход материала. Проанализировано влияние боковой составляющей деформации на величину общей осадки фундамента. Сделаны выводы о том, что увеличение влияния боковой составляющей происходит при уменьшении ширины подошвы фундамента и увеличении коэффициента бокового давления.

При увеличении глубины заложения влияние боковой составляющей деформации заметно падает, следовательно при превышении внешней нагрузки значения расчетного сопротивления грунта, ограничение боковых деформаций нет необходимости проводить на большой глубине. Достаточно выполнения введения ограничительных элементов на глубину в среднем 0,25-0,5b (b-ширина подошвы фундамента), в зависимости от прочностных характеристик грунтов.

На основании анализа существующих разработок в области фундаментостроения была разработана конструкция фундамент с ограничителями боковых деформаций грунта. Для получения более полной картины процессов происходящих в основании при ограничении боковых перемещений грунта был выполнен ряд экспериментов, включающий проведение лотковых и натурных испытаний образцов фундаментов с ограничителями. Лотковые испытания заключались в нагружении деревянных моделей фундаментов на песчаном основании при помощи винтового пресса (рис.1).

Рис.1 Схема лотковых испытаний.

В натурных условиях испытывались железобетонные фундаменты со сборными ограничительными элементами на глинистом основании. Глубина погружения ограничителей составила 0,25 b, при b=1м. Схема фундамента приводится на рис. 2.

Рис.2. Схема фундамента с пластинчатыми ограничителями перемещений грунта.

Ограничители боковых перемещений грунта выполнялись из стального швелера, для облегчения выполнения работ и сокращения сроков продолжительности. При выполнении фундаментов подобного типа в реальных ситуациях наиболее рациональным решением является применение сборных армоцементных выступов.

Результаты проведенных исследований позволяют говорить об увеличении несущей способности фундамента при применении мероприятий, направленных на ограничение горизонтальных перемещений грунта под подошвой.

Так, например при лотковых испытаниях наблюдалось увеличение несущей способности от 11 до 25% в сравнении с классическим вариантом исполнения.

Выявлено, что увеличение несущей способности зависит от глубины погружения ограничителей в грунт основания. Наиболее оптимальное значение глубины погружения ограничителя может быть найдено из решения уравнения относительно k:

Данное уравнение получено на основании комплексного рассмотрения условия предельного равновесия для задачи в плоской постановке и решений задачи о равномерно распределённой нагрузке, приложенной на поверхности полуплоскости. Величина k=z/b выражает соотношение между глубиной погружения ограничителя z и шириной подошвы фундамента b.В уравнение входят данные о прочностных характеристиках грунта (с, φ), а так же данные о нагрузке, передаваемой на основание.

Применение фундамента данной конструкции позволит увеличить несущую способность, быстро проводить усиление в стесненных условиях, а также снизить расходы на материалы, что в конечном итоге даст значительный экономический эффект, т.к. стоимость подземных конструкций составляет значительную часть от общей стоимости строительства.

Литература:

1. А. С. СССР № 1294916, МПК Е 02 D27/00 “Фундамент” БИ № 9, 1987 г.

2. Евтушенко С. И., Крахмальный Т. А. Конструирование опорных плит ленточных фундаментов с ломаным очертанием краевой зоны. Научно-технический журнал Вестник МГСУ, №5, 2011, периодическое научное издание. Москва, МГСУ.

3. Пилягин А. В., Глушков В. Е. Усиление оснований фундаментов путем взятия грунта в обойму Фундаменты и заглублен. сооруж. при реконструкции и в стеснен. условиях стр-ва. Матер. Науч.-техн. конф.. Л.. 1988, с. 49-52.

4. Порошин. О. С. Взаимодействие цилинтрических бинарных фундаментов-оболочек с глинистым грунтом основания, автореферат канд. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук, Тюмень, 2011

5. Терцаги К., Пек Р. Механика грунтов в инженерной практике. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1958 г.

6. Тетиор А. Н., Прогрессивные конструкции фундаментов для условий Урала и Тюменской области, Средне-Уральское книжное издательство, Свердловск, 1971г.