🗊Презентация Механика грунтов. Понятия и терминология. Состав и классификация грунтов. Требования к основаниям и фундаментам. (Лекция 1)

Дополнительная: Дополнительная: 1.Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В. Механика грунтов, основания и фундаменты. Учебное пособие. 4-е изд. М.: Высшая школа,2007.-566с. 2.Кириллов В.М. Механика грунтов. Методические указания по выполнению лабораторных работ. СПб.: СПГУВК, 2008. -22с. 3.Кириллов В.М. Расчет устойчивости набережной. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы. СПб.: СПГУВК, 2008.

Связь курса «Механика грунтов. Основания и фундаменты» с другими дисциплинами

Краткая историческая справка развития механики грунтов, оснований и фундаментов

Основные понятия и терминология Механика грунтов изучает физические и механические свойства грунтов, методы расчета напряженного состояния и деформаций оснований, оценки к устойчивости грунтовых массивов, давление грунта на сооружения. Грунтом называют любую горную породу, используемую при строительстве в качестве основания сооружения, среды, в которой сооружение возводится, или материала для сооружения. Горной породой называют закономерно построенную совокупность минералов, которая характеризуется составом структурой и текстурой. Под составом подразумевают перечень минералов, составляющих породу. Структура – это размер, форма и количественное соотношение слагающих породу частиц. Текстура – пространственное расположение элементов грунта, определяющее его строение. Все грунты разделяются на: естественные – магматические, осадочные, метаморфические; искусственные – уплотнённые, закреплённые в естественном состоянии, насыпные и намывные.

Фундамент –это подземная часть сооружений, которая воспринимает нагрузку от его надземной части и передает ее на основание. Стоимость фундаментов составляет в среднем 12% от стоимости строительства, а в сложных инженерно-геологических условиях может достигать 20-30% и более. Поэтому необоснованное принятие чрезмерно сложных для конкретных условий конструкций фундаментов и производства работ по их возведению приведет к неоправданному удорожанию строительства (проф. Долматов А.В.). Основанием называют толщину грунтов, на которых возводится сооружение и в которых возникают напряжения и деформации от передаваемых на них нагрузок.

Состав грунтов

Твердая, жидкая и газообразная компоненты находятся в постоянном взаимодействии, которое активизируется в результате строительства Твердые частицы грунтов состоят из породообразующих минералов с различными свойствами: - минералы инертные по отношению к воде; - минералы растворимые в воде; - глинистые минералы. Жидкая составляющая присутствует в грунте в 3-х состояниях: - кристаллизационная; - связанная; - свободная. Газообразная составляющая в самых верхних слоях грунта представлена атмосферным воздухом, ниже – азотом, метаном, сероводородом и другими газами

Классификация твердых частиц

Классификация грунтов (простейшая)

Общие требования, предъявляемые к проектированию оснований и фундаментов: обеспечение прочности и эксплуатационных параметров зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации не должны превышать допустимых величин); максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов основания, а также прочности материала фундамента; достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости, сокращение сроков строительства. Соблюдение этих положений основывается на выполнении условий: комплексный учет при выборе типа оснований и фундаментов инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки; учет влияния конструктивных и технологических особенностей сооружения на его чувствительность к неравномерным осадкам; оптимальный выбор методов выполнения работ по подготовке оснований, устройству фундаментов и подземной части сооружений; расчет и проектирование оснований и фундаментов с учетом совместной работы системы «основание - фундаменты - конструкции сооружения».

В основу проектирования оснований и фундаментов заложены следующие принципы: проектирование оснований сооружений по предельным состояниям; учет совместной работы системы «основание - фундамент - сооружение»; комплексный учет факторов при выборе типа фундаментов, несущего и подстилающих слоев основания в результате совместного рассмотрения, в том числе: - инженерно-геологических условий площадки строительства; - особенностей сооружения и чувствительности его несущих конструкций к неравномерным осадкам; - методов выполнения работ по подготовке оснований и устройству фундаментов

Фундаменты, применяемые в строительстве: фундаменты мелкого заложения (обычно не глубже 3.. .4 м), возводимые в отрытых котлованах. Они передают нагрузку от надземной части сооружений через подошву (нижнюю опорную часть фундамента). К ним относятся ленточные фундаменты под несущие стены и ряды колонн, столбчатые фундаменты под пилоны и колонны; сплошные плиты - под всю площадь сооружения или его часть; свайные фундаменты, посредством которых нагрузка от зданий передается на слои относительно глубоко залегающих грунтов. Если свая опирается в малодеформируемый грунт, например в скалу, то ее называют сваей-стойкой. Если свая имеет вертикальные перемещения под действием нагрузки от сооружения, то она носит название висячей. -фундаменты глубокого заложения (столбы, плиты), которые позволяют передавать нагрузки на плотные слои грунтов, скалу на глубине десятков метров; в последнем случае роль фундаментов могут играть конструкции подземного сооружения (плиты, стены, колонны). Такие фундаменты имеют небоскребы Нью-Йорка, высотные дома Москвы, Московская телебашня, а также массивные промышленные сооружения - атомные реакторы, доменные печи, зерновые элеваторы и т. п.

Фундаменты мелкого заложения (Ленточный железобетонный ФМЗ)

Свайные (столбчатые) фундаменты

Свайные (столбчатые) фундаменты

Свайные (столбчатые) фундаменты

Фундаменты глубокого заложения (Ленточный монолитный ФГЗ)

Фундаменты глубокого заложения (ФГЗ Стена в грунте)

Фундаменты глубокого заложения (Опускной колодец)