Основні поняття та визначення ґрунтів
Опалення, водопостачання, каналізація
Грунти - гірські породи, що складають верхні шари земної поверхні, що утворилися внаслідок вивітрювання.
Основа - товща ґрунтів з усіма особливостями їх напластування, що сприймає навантаження від ваги будівель та споруд. Розрізняють скельні та нескельні основи.
Скальною основою називають масивні гірські породи з жорсткими зв'язками між частинками ґрунту, що залягають у вигляді суцільного або тріщинуватого масиву і мають значну міцність при стисканні.
Нескельні, або ґрунтові, підстави являють собою товщу незв'язних або зв'язкових гірських порід, що мають зв'язки між окремими частинками, які набагато менше міцності самих мінеральних частинок. До цього типу відносять основи з великоуламкових, піщаних, пилувато-глинистих грунтів.
Мал. 1.1. Схеми природних підстав
Нескельні підстави поділяють на природні та штучно покращені. Перші використовують при будівництві в умовах природного залягання після попередньої підготовки. Природні підстави поділяють на однорідні, складені з ґрунту одного типу (рис. 1.1, а), і шаруваті (рис. 1.1, б), причому шарувата основа може мати згодну (рис. 1.1, б) або незгодну (рис. 1.1, в) ) залягання ґрунтів. Залягання вважають приголосним, якщо ухил окремих шарів ґрунту не перевищує 1...2%, і незгодним, якщо пласти залягають невитримано, тобто мають більший ухил та виклинювання.
У більшості випадків розташовувати будинок на поверхні землі буває недоцільно, оскільки верхні шари грунту мають низьку здатність, що несе, і не можуть сприйняти навантаження від ваги споруди, вони здатні відчувати значні деформації під впливом кліматичних.факторів внаслідок пучення при промерзанні, просідання при відтаванні, усадки при висиханні, набухання при зволоженні і т. д. Це призводить до необхідності використання спеціальної конструкції, яку називають фундаментом.
Мал. 1.2. Схема фундаменту та його основи
Фундамент — це підземна частина будівлі, яка призначена для передачі навантаження від будівлі на грунти, що залягають на деякій глибині (рис. 1.2). Площина фундаменту, що спирається на основу, називають підошвою. Поверхня фундаменту, яку спирається надземна конструкція, і навіть кордон між сусідніми уступами називають обрізом. Шар грунту, на якому розташовується підошва, називають шаром, що несе, інші шари 5 є підстилаючими. Відстань від поверхні землі до підошви називають глибиною закладання фундаменту df.
Висота самого фундаменту hf, як правило, менша за глибину закладення, оскільки обріз зазвичай розташовується нижче за відмітку поверхні землі.
Мал. 1.3. Схема основи при розрахунку стійкості: 1 - ущільнене ядро грунту; 2 — ґрунт, що видавлюється з-під підошви; 3 - площина ковзання
В результаті впливу навантаження від ваги споруд в основі фундаменту формується масив ґрунту, що деформується, який називають стискною товщею або робочою зоною основи. Відстань від позначки підошви фундаменту FL до позначки нижньої межі товщини стискання BS називають глибиною стискається Товщі Нс. Рівень підземних вод, що є на підставі, позначають відміткою WL.
При проектуванні підстав використовують два методи розрахунку. Перший — розрахунок деформацій (друга група граничних станів), у цьому методі робоча зона підстави, що стискається, приймається у вигляді, показаному на рис. 1.2. Цей метод розрахунку застосовують прищодо невеликих навантажень, коли не відбувається втрати стійкості основи, що дозволяє використовувати рішення механіки лінійно деформованих середовищ.
При досягненні зовнішнього навантаження значної величини (рис. 1.3) може статися втрата стійкості основи, що супроводжується видавлюванням частини ґрунту з-під підошви фундаменту.
Мал. 1.4. Схеми фундаментів
І тут використовують другий метод розрахунку — за стійкістю (перша група граничних станів). В даному методі розрахунку за робочу зону основи приймають об'єм ґрунту, що переміщається щодо нерухомого масиву внаслідок втрати стійкості основи.
Фундаменти у відкритих котлованах (рис. 1.4 а) — це такі фундаменти, які після зведення в котловані засипаються грунтом 2 і передають тиск на основу переважно по підошві.
Фундаментами глибокого закладання (грис. 1.4, 6) називають фундаменти, що формуються або занурюються в ґрунт за допомогою спеціальних механізмів. Вони передають навантаження на основу як підошвою Ru так і за рахунок сил тертя по бічній поверхні фундаменту R2.
Пальовим фундаментом (рис. 1.4, в) називають групу паль, об'єднаних поверхом для спільної роботи за допомогою спеціальних плит або балок 3.