|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Основания сооружений | Основания сооружений (далее О), массивы горных пород, непосредственно воспринимающие нагрузки от сооружений. В О возникают деформации от нагружения их сооружениями. О могут служить все виды горных пород: скальные (скальные О) и рыхлые (грунтовые О, см. Грунт). О, образуемые горными породами в их природном, естественном залегании, называется естественными основаниями; если же для устройства оснований горные породы уплотняются или закрепляются, то такие О называются искусственно укрепленными основаниями. О воспринимают нагрузку, передаваемую на них сооружениями через фундаментную конструкцию (см. Фундаменты зданий и сооружений). Правильный выбор вида основания и фундамента, помимо обеспечения долговечности сооружения и нормальных условий его эксплуатации, имеет большое экономическое значение. В современном строительстве затраты на устройство оснований и фундаментов составляют 15—20% стоимости всего сооружения, трудовые затраты 12—15% общих затрат труда. Возведение подземной части сооружения занимает 20—35% времени, отводимого на строительство объекта в целом. В СССР совершенствование проектирования (и устройства) О достигнуто в результате замены расчета О по допускаемым давлениям (не учитывавшего в полной мере условий взаимодействия сооружения и его основания) расчетом по предельным состояниям (см. Предельное состояние), а также за счет типизации конструктивных элементов фундаментов и применения эффективных методов работ. Метод расчета О по предельным состояниям, являющийся достижением сов. школы механики грунтов и фундаментостроения, исходит из объективных характеристик грунтов, условий их залегания и особенностей проектируемого сооружения. Использование этого метода обеспечивает повышение эксплуатационных качеств сооружений, полное использование несущей способности грунтов основания и более рациональное расходование материалов. При строительстве на грунтовых основаниях рассматривают 2 вида предельных состояний: по несущей способности основания (ограничение нагрузки пределами, гарантирующими основание от разрушения) и по деформации основания (ограничение деформации надфундаментных конструкций при деформациях основания пределами, гарантирующими сохранение прочности и нормальных условий эксплуатации конструкций). Исчерпание несущей способности (потеря устойчивости) основания сопровождается образованием в грунте поверхностей скольжения, для которых соотношение между нормальными (s) и касательными (t) напряжениями от нагрузки сооружением и от собственного веса грунта выражается формулой Кулона: t = s tg j + с, где j и с — параметры грунта (угол внутреннего трения и сцепление), характеризующие его сопротивление сдвигу при данных условиях нагружения грунта. Опытами подтверждена правомерность использования формулы Кулона для большинства грунтов при давлении s до " 700 кн/м2 (7 кгс/см2). Для сильно сжимаемых грунтов (с модулем деформации Е  5 Мн/м2, или 50 кгс/см2) зависимость t = f (s) криволинейна; в этих случаях для решения задач об устойчивости оснований применяются методы нелинейной механики грунтов.
Совместные деформации основания и сооружения и их предельные значения могут быть следующих видов: абсолютная осадка фундамента; средняя осадка сооружения; относительная неравномерность осадок соседних фундаментов; крен фундамента или сооружения в целом; относительный прогиб участка сооружения; относительный угол закручивания сооружения; горизонтальные перемещения фундамента или сооружения. Неравномерные деформации основания (изгиб, закручивание и т.п.) могут привести к повреждениям конструкций сооружения, в то время как равномерная осадка и крен сооружения оказывают влияние лишь на его эксплуатационного качества. Строительные нормы и правила устанавливают предельные значения отдельных видов деформаций оснований различных сооружений.
Осадки О под отдельными фундаментами определяются соответствующими расчетными методами как осадки центров тяжести их подошвы. При балочных фундаментах или фундаментах в виде сплошных плит решают задачу расчета конструкций на упругом (сжимаемом) основании, полагая (x, у) = (x, у), где (x, у) — осадка поверхности грунта под фундаментом в точке с координатами х и у, контактирующей с подошвой фундамента, a (x, у) — вертикальное перемещение точки подошвы фундамента с теми же координатами. Решение задачи основано на рассмотрении системы двух уравнений, описывающих изгиб конструкции сооружения и осадку основания при нагружении его фундаментом. Совместное решение уравнений изгиба фундаментной балки или плиты и осадки основания выполняется приближенными методами. При этом широко используются ЭВМ. Применяя метод итерации (последовательного приближения), можно также получать решения при сложных закономерностях изменения свойств грунтов О (как по глубине, так и по протяженности), в том числе и нелинейных. Особые задачи расчета и проектирования О возникают в случаях, когда основание сложено: вечномерзлыми грунтами (см. Многолетнемерзлые горные породы); грунтами повышенной деформативности (т. н. слабыми грунтами — илами, иловатыми и заторфованными); грунтами просадочными и набухающими при замачивании. Передача на О нагрузки от сооружений со свайными фундаментами (см. Сваи, Свайный фундамент) имеет также особый характер, учитываемый при расчете устойчивости фундаментов. Однако нормативы предельных деформаций О и при этой конструкции фундамента сохраняются те же. Скальные породы используются в качестве основания преимущественно при строительстве транспортных (например, опоры мостов) и гидротехнических (основания плотин) сооружений. При этом учитывают природную неоднородность скального основания (сложную ориентированность слоистой породы и различие механических свойств слоев), трещиноватость скальных грунтов и наличие в них в отдельных случаях пустот (см. Карст). При строительстве гидротехнических сооружений возникает необходимость борьбы с фильтрацией воды в О, что требует уплотнения и закрепления грунтовых оснований или цементации трещиноватых скальных пород (см. Уплотнение грунтов).
Лит.: Флорин В. А., Основы механики грунтов, т. 1—2, Л. — М., 1959—61; Терцаги К., Теория механики грунтов, пер. с нем., М., 1961; Маслов Н. Н., Основы механики грунтов и инженерной геологии, 2 изд., М., 1968: Основания и фундаменты, М., 1970; Цытович Н. А., Механика грунтов. Краткий курс, 2 изд., М., 1973.
Н. А. Цытович, Р. С. Шеляпин.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
