Б. И. Далматов механика грунтов




НазваниеБ. И. Далматов механика грунтов
страница1/31
Дата публикации06.04.2014
Размер4.51 Mb.
ТипДокументы
zadocs.ru > География > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31
Б. И. Далматов

МЕХАНИКА ГРУНТОВ,

ОСНОВАНИЯ

И ФУНДАМЕНТЫ

(включая специальный курс

инженерной геологии)

Издание второе, переработанное и дополненное

Допущено Государственным комитетом СССР по народному образованию в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданское строительство»

ЛЕНИНГРАД СТРОЙИЗДАТ ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1988

ББК 38.58

Д15

УДК [624.13+624.15] (0.75.8)

Рецензент — проф. И. В. Финаев (Горьковский инженерно-стро­ительный институт)

Далматов Б. И.

Д 15 Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии). — 2-е изд. пере-раб. и доп.— Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988.— 415 с. ил.

ISBN 5-274-00374-5

Освещены физико-механические свойства грунтов, геодинамичес­кие процессы и влияние их на сооружения, инженерно-теологяческиб изыскания, распределение напряжений и деформаций грунтов, в основа­ниях сооружении, устойчивость массивов грунтов. Рассмотрены основ­ные принципы и методы проектирования фундаментов, устройство фундаментов в особо сложных условиях, а также при динамических воздействиях, приемы упрочнения слабых грунтов оснований, особен­ности возведения и реконструкции фундаментов. Дана методика эко­номической оценки принимаемых решений. Настоящее издание допол­нено специальным курсом инженерной геологии. Издание 1-е вышло в 1981 г.

Для студентов строительных вузов, обучающихся по специально­сти «Промышленное и гражданское строительство».

© Стройиздат, 1981
© Стройиздат, Ленинградское отделение, 1988

ISBN 5-274-00374-5



ВВЕДЕНИЕ

1. Основные понятия и определения. Всякое сооружение передает действующие на него нагрузки, включая собствен­ный вес, на основание. Основание — это напластование грунтов, воспринимающее давление от сооружения (рисунок). Различа­ют основания естественные, сложенные природными грунтами и искусственно улучшенные.

Располагать сооружение непосредственно на поверхности земли (на дневной поверхности) можно в редких случаях. Это­му препятствуют особенности верхних слоев грунта:

их малая несущая способность;

возможность вертикального перемещения под воздействием метеорологических факторов (пучение при промерзании, про­садка при оттаивании, набухание при увлажнении, усадка при высыхании);

возможность разрушения землероями, выветриванием и кор­нями растений.

По указанным причинам необходимо устройство фундамен­та подземной конструкции, предназначаемой главным обра­зом для передачи давления на грунты, лежащие на некоторой глубине.

Фундамент (см. рисунок) чаще всего располагают ниже поверхности земли 2. Надземные конструкции 3 опираются на верхнюю плоскость фундамента — его обрез 4. Нижнюю плоскость фундамента называют подошвой 5. В основа­нии различают несущий слой грунта 6, на который передается давление от фунда­мента, и подстилающие с л о и 7. Высота фундамента hf обычно несколько меньше глубины его за­ложения d, поскольку обрез фун-

дамента располагают, как правило, ниясе планировочной отмет­ки поверхности земли около фундамента.

^ Грунтами называют горные породы коры выветривания ли­тосферы. Различают грунты скальные, полускальные, крупно­обломочные, песчаные, пылевато-глинистые, органогенные и тех­ногенные.

2. Состав курса и его связь с другими дисциплинами. Курс
состоит из трех разделов.

В первом разделе «Спецкурс по и н ж е н е р н о й геологии» рассматриваются свойства грунтов, инженерно-геологические изыскания и геодинамические процессы.

Во втором разделе «М е х а н и к а грунтов» освещаются вопросы распределения напряжений в грунтах, деформации и условия устойчивости массивов грунтов.

В третьем разделе «Основания и ф у н д а м е н т ы» рассматриваются вопросы проектирования и устройства фунда­ментов в различных грунтовых условиях.

Для усвоения курса необходимо знать следующие дисцип-лины: инженерную геологию, сопротивление материалов, тео- рию упругости, строительную механику, строительные конструк­ции, технологию строительного производства, технику безопас­ности и экономику. В то же время надземные конструкции не­возможно рационально спроектировать без оценки деформаций Грунтов основания, так как от этих деформаций зависят уси- лия, возникающие в конструкциях, а иногда и сохранность конструкций.

3. Основные задачи курса. Грунты основания обычно об­-
ладают в тысячи раз большей деформативностыо и в сотни
раз меньшей прочностью, чем материалы, из которых возводятся
сооружения, поэтому надежное существование последних в зна-­
чительной степени зависит от величины неравномерности де-­
формаций грунтов оснований. Следствием неправильной оценки
характера напластований и строительных качеств грунтов ча-­
сто являются большие деформации конструкций сооружений и
даже их разрушение.

Деформации грунтов в основании в значительной степени зависят от нагрузки по подошве фундаментов. В связи с этим при проектировании фундаментов конструкции и размеры их в плане требуется выбирать, с учетом совместной работы грунтов в основании и конструкций сооружения, при которой обеспечивались бы нормальные условия эксплуатации по- следних.

Поскольку деформации несущего слоя основания зависят от характера нарушения их природного состояния, необходимо во время строительства стремиться сохранять структуру грунтов основания.

При глубоком изучении предлагаемого курса выпускники вузов будут уметь:

правильно оценивать возможные геодинамические процессы, свойства грунтов, возможность их деформации и потери устой-чивости под действием нагрузок:

разрабатывать меры по уменьшению или исключению воз- действия геодинамических процессов на возводимые соору­жения;

улучшать в случае необходимости строительные качества грунтов для возможности использования их в основании;

определять рациональные размеры фундаментов и вид под­земных конструкций сооружений;

выбирать методы устройства фундаментов, при которых не нарушилась бы структура грунтов в основании в период строи­тельства.

Стоимость работ по подготовке оснований и устройству фун­даментов обычно составляет 5... 10 % от общей стоимости зда­ния, при сложных грунтовых условиях она может превысить 20 %. Это свидетельствует о важности изучения перечисленных основных задач курса.

^ 4. Роль отечественных ученых в развитии науки инженерной геологии, механики грунтов, оснований и фундаментов. Еще в I в. до н. э. римский архитектор и инженер Витрувий в трак­тате «Десять книг об архитектуре» подчеркивал важность устройства надежных фундаментов, включая свайные. По мере увеличения веса. возводимых сооружений строители стали уде­лять вопросам фундаментостроения и оценке деформации грун­тов в основании все большее внимание. Первой капитальной теоретической работой по механике грунтов следует считать теорию Кулона (1773 г.) о давлении грунтов на подпорные стенки. В современной постановке теория предельного равнове­сия грунтов развита советскими исследователями В. В. Соко­ловским, В. Г. Березанцевым, М. В. Малышевым и др.

Большой вклад в развитие инженерной геологии сделали В. Д. Ломтадзе, В. В. Охотин, В. А. Приклонский, Ф. П. Сава-ренский, Е. М. Сергеев, М. И. Сумгин и др.

Разработка вопросов оценки деформаций грунтов и расчета осадки фундаментов, начатая за рубежом К. Терцаги, получила в нашей стране в связи с огромным строительством значитель­ное развитие в трудах Н. М. Герсеванова, Н. А. Цытовича, В. А. Флорина, Н. Н. Маслова, М. Н. Гольдштейна, К. Е. Его­рова, Б. И. Далматова и многих других отечественных ученых. Исследования ползучести грунтов освещены в работах С. С. Вя-лова, С. Р. Месчана, Ю. К. Зарецкого, А. Я. Будииа и др.

Выполнено много работ по оценке свойств и деформируемо- сти структурно неустойчивых грунтов. Деформациям вечно мерзлых грунтов посвящены работы Н. А. Цытовича, С. С. Вя-

лова и др.; лессовых грунтов — работы Ю. М. Абелева, Н. Я. Денисова, А. К. Ларионова и др.; торфянистых грунтов — работы Л. С. Аморяна, Н. Н. Морарескула и др. Деформируе-мость грунтов при динамических воздействиях исследовалось Д. Д. Барканом, П. Л. Ивановым, Н. Н. Масловым и др.

В области расчета фундаментных балок и плит на упругом основании заслуживают внимания работы М. И. Горбунова-Посадова, И. А. Симвулиди, Б. Н. Жемочкина, А. П. Сини-цина и др.

Многочисленные исследования посвящены оценке совместной работы несущих конструкций сооружений с деформируемым основанием. Этим вопросом, в частности, занимались Б. Д. Ва­сильев, С. Н. Клепиков, Д. Е. Польшин, А. Б. Фадеев и др.

Эти и многие другие работы, выполненные советскими уче­ными, послужили основой для создания теории расчета и норм проектирования оснований по предельным состояниям.

За последние 30 лет фундаменты на естественном основании во многих случаях вытеснены свайными фундаментами. Боль­шой вклад в развитие расчетов и применения свайных фунда­ментов внесли А. А. Бартоломей, Б. В. Бахолдин, Н. М. Герсе-ванов, В. Н. Голубков, Б. И. Далматов, Ф. К. Лапшин, А. В. Па-талеев, Ю. В. Россихии, Ю. Г. Трофименков и др. В последнее время все щире применяются сваи, изготовляемые в грунте (на­бивные). Этому способствовали исследования, проведенные Е. Л. Хлебниковым, А. А. Лугой, Ф. К. Лапшиным Е. М. Пер-леем и др.

5. ^ Значение науки механики грунтов, оснований и фунда­ментов в век технического прогресса. В настоящее время воз­водятся все более высокие здания и тяжелые сооружения. Кро­ме того, в промышленных зданиях часто устанавливается уни­кальное оборудование, не допускающее сколько-нибудь ощути­мых взаимных смещений. То и другое заставляет предъявлять особые требования к основаниям и фундаментам, что обуслов­ливает удорожание строительства, так как нагрузку от фунда­ментов приходится передавать на более плотные грунты. Од­нако при правильном прогнозе совместной деформации грунтов и конструкций возводимого сооружения можно найти решение, обеспечивающее требуемую надежность. Поэтому перед специа­листами стоят задачи разработки методов прогноза с требуе­мой точностью совместной деформации надземных конструкций и основания.

Наиболее сложно решаются вопросы передачи нагрузки на основание при реконструкции зданий и предприятий.

Строителям все чаще приходится заглублять различное оборудование в грунт и даже устраивать подземные этажи. В таких случаях грунты не только воспринимают давление от сооружений, но и сами создают нагрузку на боковые поверх-

ности заглубленных в грунт конструкций, т. е. являются сре- дой, в которой приходится возводить такие конструкции. Это расширяет задачи, решаемые при устройстве подземных частей сооружений.

Таким образом, при проектировании и возведении фундамен­тов и заглубленных в грунт частей сооружений инженер-строи- тель должен правильно оценивать инженерно-геологические условия площадки строительства, уметь решать задачи не только с позиции совместной работы сооружений с основаниями, ио и в части оценки грунтов как среды, в которой возводятся конструкции.

Раздел третий

^ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

9. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

9.1. Общие положения

9.1.1. Основные принципы проектирования

В основе проектирования оснований и фундаментов заложены следующие принципы:

  1. проектирование оснований сооружений по предельным
    состояниям;

  2. учет совместной работы системы основание — фундамен­-
    ты—несущие конструкции сооружения;

  3. комплексный учет факторов при выборе типа фундамен­
    тов и оценке работы грунтов в основании в результате совме­
    стного рассмотрения:

инженерно-геологических условий площадки строительства;

особенностей сооружения и чувствительности его несущих конструкций к развитию неравномерных осадок;

метода выполнения работ по устройству фундаментов и под­земной части сооружения.

Такой учет факторов делает задачу проектирования и воз­ведения фундаментов сложной, поэтому необходимо разраба­тывать несколько вариантов устройства оснований и фундамен­тов, а затем на основе технико-экономического их сравнения принимать наиболее рациональное решение.

^ 9.1.2. Предельные состояния оснований
сооружений


При загрузке фундаментов в основании, состоящем из дисперсных грунтов, развиваются деформации уплотнения, при­водящие к осадке сооружений. Поскольку сооружения опи­раются, как правило, на систему различных фундаментов или на относительно гибкую плиту, осадка под их отдельными ча­стями будет неодинаковой, т. е. неравномерной. Это вызывает деформации большинства сооружений и может послужить при­чиной разрушения несущих конструкций. Кроме того, деформа­ции сооружений иногда недопустимы по технологическим при­чинам (создаются ненормальные условия эксплуатации обору-

192

дования), а также из-за нарушения архитектурного облика строения и т. п. В связи с этим расчет оснований прежде всего ведется по второй группе предельных состояний, т. е. по де- формациям.

Иногда, особенно при слабых грунтах, обладающих малым сопротивлением сдвигу, может произойти полная потеря устой­чивости грунтов под фундаментами, что заставляет в таких случаях рассчитывать основания дополнительно по первой группе предельных состояний — по устойчивости

^ 9.1.3. Основные типы

сооружений по жесткости и характер их деформаций
Все сооружения можно разбить на три типа: абсолют-но гибкие; абсолютно жесткие; обладающие конечной жест-костью.

Абсолютно гибкие сооружения беспрепятственно сле­дуют за перемещениями поверхности грунтов основания во всех точках контакта с ней. При развитии неравномерной осадки в конструкциях таких сооружений не возникает дополнительных напряжений. Примером являются земляные насыпи. Даже зна­чительная неравномерная осадка их не опасна. Для получения проектных отметок насыпи ее делают выше на величину ожи­даемой осадки, т. е. придают насыпи строительный подъем.

Абсолютно жесткие сооружения не могут искривлять­ся. При симметричном загружении и симметричной податли­вости основания их осадка будет равномерной, при неравно­мерной деформации основания они получат крен без изгиба конструкции (дымовые трубы, доменные печи и т. п.). Такие сооружения, взаимодействуя с основанием, перераспределяют давление по подошве, увеличивая его над местами с меньшей по­датливостью основания и уменьшая над местами с большей по­датливостью. Перераспределение давления приводит к развитию в сооружениях дополнительных усилий. Для рассматриваемых сооружений они обычно не опасны, так как конструкции часто имеют большой запас прочности на изгиб.

К сооружениям конечной жесткости относятся боль­шинство зданий и многие инженерные сооружения. При разви­тии неравномерных осадок они получают искривления. В то же время такие здания уменьшают неравномерности осадок, так как давление по подошве фундаментов частично перераспреде­ляется. В несущих конструкциях рассматриваемых сооружений развиваются дополнительные усилия, которые, к сожалению, довольно часто не учитываются при проектировании этих кон­струкций. В результате возможно появление в них трещин. Для исключения этого при проектировании необходимо уделять

193

существенное внимание бценке совместной работы грунтов основания и несущих конструкций сооружения (например, же­лезобетонных рам, несущих стен и т. п.).

Иногда сооружения обладают незначительной жесткостью, В этом случае их с успехом можно считать практически гиб- кими. Такие сооружения в основном следуют за перемещен ниями поверхности грунта, т. е. получают искривления (невы- сокие одноэтажные здания с разрезными балками покрытия), В то же время на отдельных участках небольшой протяжен­ности они в некоторой степени уменьшают неравномерность осадки. Обычно это вызывает появление в несущих конструк­циях дополнительных усилий. При значительных неравномер-ностях осадок может произойти разрушение конструкций.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Б. И. Далматов механика грунтов iconВопросы к экзамену по дисциплине «Механика грунтов, основания и фундаменты»
Вопросы к экзамену по дисциплине «Механика грунтов, основания и фундаменты» для студентов специальности пгс IV курс (дневная форма...

Б. И. Далматов механика грунтов iconВопросы к государственному экзамену
«Механика грунтов, основания и фундаменты», «Металлические конструкции», «Железобетонные конструкции», «Каменные конструкции», «Конструкции...

Б. И. Далматов механика грунтов iconТвердые частицы в грунте различаются по форме, …
Плотность сложения различных видов песчаных грунтов устанавливается по гост 25100-95 «Классификация грунтов» в зависимости от …

Б. И. Далматов механика грунтов iconЭфирная механика механика элементарной частицы (души)
Частицы Инь и Ян. Масса и антимасса. Положительный и отрицательный заряд. Вещество и антивещество

Б. И. Далматов механика грунтов icon§ Основные понятия классической механики. Механика
...

Б. И. Далматов механика грунтов iconМетодические указания по выполнению лабораторной работы по курсу...
Кпд, применяются для разработки грунтов I категорий, а также мёрзлых грунтов. Однако, у этих экскаваторов глубина траншеи в основном...

Б. И. Далматов механика грунтов iconВопросы к экзамену по дисциплине "Механика грунтов" Для студентов...
Для студентов очного обучения специальности 270205 (291000) “Автомобильные дороги и аэродромы

Б. И. Далматов механика грунтов icon1. Виды дренажей их конструкция и расчет Дренирующий слой необходим...
Если уклон подстилающего слоя более 30%О, то дренирующий слой не устраивается, а вода уходит на откос под действием собственного...

Б. И. Далматов механика грунтов iconМетодическое письмо по курсу «Теоретическая механика» для студентов...
Студенты заочного отделения технических специальностей изучают курс «Теоретическая механика» в третьем и чётвёртом семестрах

Б. И. Далматов механика грунтов iconО. А. Ягубова теоретическая механика
Т 33 Теоретическая механика. Статика и кинематика: учеб пособие по решению задач / Л. А. Лисицкий, Д. Г. Павлов, О. А. Цветкова,...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов