Расчет основания фундамента

СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений.
Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*

Автор

5.1 Общие указания

п.5.1.:
  1. 5.1.5 При проектировании основания и фундаменты следует проверять по двум группам предельных состояний.
    • К первой группе предельных состояний относятся состояния, приводящие сооружение и основание к полной непригодности к эксплуатации (потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; резонансные колебания; чрезмерные деформации основания и т.п.)
    • Ко второй группе предельных состояний относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения, снижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок, подъемов, прогибов, кренов, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.)
  1. 5.1.7 Целью расчета или проверки оснований по предельным состояниям является выбор технического решения фундаментов, обеспечивающего невозможность достижения основанием предельных состояний, указанных в 5.1.5. При этом следует учитывать не только нагрузки от проектируемого сооружения, но также возможное неблагоприятное влияние внешней среды, приводящее к изменению физико-механических свойств грунтов . К изменению влажности особенно чувствительны просадочные, набухающие и засоленные грунты, к изменению температурного режима - набухающие и пучинистые грунты.
  2. 5.1.8 Основания следует проверять по деформациям во всех случаях, за исключением указанных в 5.6.52 для сооружений геотехнических категорий 1 и 2.
  3. Расчет оснований по несущей способности должен производиться в случаях, если:
    1. на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций, углубление подвалов реконструируемых сооружений и т.п.), в том числе сейсмические;
    2. сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;
    3. сооружение расположено вблизи котлована или подземной выработки;
    4. основание сложено дисперсными грунтами, указанными в 5.7.5;
    5. основание сложено скальными грунтами;
    6. сооружение относится к I уровню ответственности (ГОСТ 27751);
    7. увеличивается нагрузка на основание при реконструкции сооружений.
  1. 5.1.11 Расчетную схему системы "сооружение-основание" или "фундамент-основание" следует выбирать с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения.
  1. 5.1.15 Проектные решения оснований и фундаментов должны основываться на результатах инженерно-геологических и инженерно-геотехнических изысканий.
    • - о местоположении территории предполагаемого строительства, ее рельефе, климатических и сейсмических условиях и ранее выполненных инженерных изысканиях;
    • - инженерно-геологическом строении площадки строительства с описанием в стратиграфической последовательности напластований грунтов, формы залегания грунтовых образований, их размеров в плане и по глубине, возраста, происхождения и классификационных наименований грунтов и с указанием выделенных инженерно-геологических элементов;
      - гидрогеологических условиях площадки с указанием наличия, толщины и расположения водоносных горизонтов и режима подземных вод, отметок появившихся и установившихся уровней подземных вод, амплитуды их сезонных и многолетних колебаний, расходов воды, сведений о фильтрационных характеристиках грунтов, а также сведений о химическом составе подземных вод и их агрессивности по отношению к материалам подземных конструкций; - наличии специфических грунтов (см. раздел 6); - наблюдаемых неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессах (карст, оползни, подтопление, суффозия, горные подработки, температурные аномалии и др.); - физико-механических характеристиках грунтов; - возможном изменении гидрогеологических условий и физико-механических свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

5.2 Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах оснований

  1. 5.2.1 Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, следует устанавливать расчетом исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания, с учетом их возможного изменения на различных стадиях возведения и эксплуатации сооружения. Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на основание, сооружение или отдельные конструктивные элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям СП 20.13330, за исключением оговоренных в настоящем своде правил. Нагрузки на основание допускается определять без учета их перераспределения над фундаментной конструкцией при расчете:
    1. а) оснований сооружений геотехнической категории 1;
    2. б) общей устойчивости массива грунта основания совместно с сооружением;
    3. в) средних значений осадок основания фундаментов;
  2. 5.2.2 Все расчеты оснований следует проводить на расчетные значения нагрузок и воздействий, которые определяют как произведение нормативных нагрузок или воздействий на коэффициент надежности по нагрузке γf, устанавливаемый с учетом группы предельного состояния. Коэффициент надежности по нагрузке γf принимают при расчете оснований:
    - по первой группе предельных состояний (по несущей способности) - по СП 20.13330, за исключением оговоренных в настоящем своде правил;
    - по второй группе предельных состояний (по деформациям) - равным единице.
  3. 5.2.3 Следует учитывать в расчетах, что одни и те же нагрузки и воздействия могут оказывать, как неблагоприятное, так и благоприятное влияние при анализе тех или иных предельных состояний. В тех случаях, когда нагрузки и воздействия оказывают благоприятное влияние, коэффициент надежности по нагрузке следует принимать меньшим единицы.
    Примечание - Примером может служить собственный вес конструкций или вес грунта обратной засыпки при расчете сооружения на всплытие.
  4. 5.2.4 При проектировании оснований и фундаментов следует учитывать длительность передаваемых на них нагрузок и воздействий.

    Длительность нагрузок и воздействий на основание должна рассматриваться с учетом изменений свойств грунтов и порового давления во времени, особенно для глинистых грунтов, склонных к длительным деформациям.

    Динамические и циклические воздействия на основание должны рассматриваться с учетом возможности длительных деформаций, разжижения, изменения прочностных и деформационных характеристик грунтов.

  5. 5.2.5 Расчет оснований по деформациям следует проводить на основное сочетание нагрузок; по несущей способности - на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий - на основное и особое сочетания.

    При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СП 20.13330 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считают кратковременными, а при расчете по деформациям - длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считают кратковременными.

5.6. Расчет оснований по деформациям

п.:
  1. Расчет оснований по деформациям производят исходя из условия

    s ≤ su,        (5.6)

      где s - осадка основания фундамента (совместная деформация основания и сооружения);
      su - предельное значение осадки основания фундамента (совместной деформации основания и сооружения), устанавливаемое в соответствии с указаниями 5.6.46-5.6.50.
    Примечания
    1. Для определения совместной деформации основания и сооружения s могут использоваться методы, указанные в 5.1.4.
    2. При расчете оснований по деформациям условие формулы (5.6) должно выполняться в том числе для параметров, указанных в 5.6.4.
5.6.6 Расчетная схема основания, используемая для определения совместной деформации основания и сооружения, должна выбираться в соответствии с требованиями 5.1.6.

Расчет деформаций основания фундамента при среднем давлении под подошвой фундамента р, не превышающем расчетное сопротивление грунта R (см. 5.6.7), следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.31) с условным ограничением глубины сжимаемой толщи Hc (см. 5.6.41).

См. страницы сайта "Расчетное сопротивление" и "Определение осадки основания фундаментов"

Предельные деформации основания фундаментов

5.6.46 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения su,s и su,f устанавливают исходя из необходимости соблюдения:

  • а) технологических или архитектурных требований к деформации сооружения (изменение проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.), su,s;
  • б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения, su,f.

5.6.47 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям su,s следует устанавливать соответствующими нормами проектирования сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации.

Проверку соблюдения условия s≤su,s проводят при разработке типовых и индивидуальных проектов в составе расчетов сооружения во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.

5.6.48 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций su,f следует устанавливать при проектировании на основе расчета сооружения во взаимодействии с основанием. Значение su,f допускается не устанавливать для сооружений, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем), а также для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен) при соответствующем обосновании.

5.6.50 Предельные значения деформаций оснований допускается принимать согласно приложению Г, если конструкции сооружения не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с основанием и в задании на проектирование не установлены значения su,s (см. 5.6.46, 5.6.47). Проверку соблюдения условия проводят при разработке типовых и индивидуальных проектов в составе расчетов сооружения во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.

5.6.52 Расчет деформаций основания допускается не выполнять для сооружений геотехнических категорий 1 и 2, если среднее давление под фундаментами проектируемого сооружения не превышает расчетное сопротивление грунтов основания (см. 5.6.7-5.6.25) и выполняется одно из следующих условий:

  • а) степень изменчивости сжимаемости основания меньше предельной (по 5.6.49, а);
  • б) инженерно-геологические условия площадки строительства соответствуют области применения типового проекта (по 5.6.49, в);
  • в) грунтовые условия площадки строительства сооружений, перечисленных в таблице 5.11, относятся к одному из вариантов, указанных в этой таблице.
Таблица 5.11
Сооружения Варианты грунтовых условий
1 Производственные здания

Одноэтажные с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам (например, стальной или железобетонный каркас на отдельных фундаментах при шарнирном опирании ферм, ригелей), и с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно. Многоэтажные до шести этажей включительно с сеткой колонн не более 6x9 м.

2 Жилые и общественные здания

Прямоугольной формы в плане без перепадов по высоте с полным каркасом и бескаркасные с несущими стенами из кирпича, крупных блоков или панелей:

  • а) протяженные многосекционные высотой до 9 этажей включительно;
  • б) несблокированные башенного типа высотой до 14 этажей включительно.
  1. Крупнообломочные грунты при содержании заполнителя менее 40%.
  2. Пески любой крупности, кроме пылеватых, плотные и средней плотности.
  3. Пески любой крупности, только плотные.
  4. Пески пылеватые при коэффициенте пористости 0,65.
  5. Супеси при 0,65, суглинки при 0,85 и глины при 0,95, если диапазон изменения коэффициента пористости этих грунтов на площадке не превышает 0,2, a 0,5.
  6. Пески, кроме пылеватых при 0,7 в сочетании с глинистыми грунтами при 0,5 и <0,5 независимо от порядка их залегания.
Примечания
  1. Таблицей допускается пользоваться для сооружений, в которых площади отдельных фундаментов под несущие конструкции отличаются не более чем в два раза, а также для сооружений иного назначения при аналогичных конструкциях и нагрузках.
  2. Таблица не распространяется на производственные здания с нагрузками на полы свыше 20 кПа.

Примечания
1 Таблицей допускается пользоваться для сооружений, в которых площади отдельных фундаментов под несущие конструкции отличаются не более чем в два раза, а также для сооружений иного назначения при аналогичных конструкциях и нагрузках. 2 Таблица не распространяется на производственные здания с нагрузками на полы свыше 20 кПа.

п.6.8.11 Расчетные деформации морозного пучения грунтов основания, определяемые с учетом нагрузки от сооружения, не должны превышать предельных значений, которые допускается принимать по аналогии с набухающими грунтами (см. приложение Г). См.:

Источник:


Наверх