Влаштування армованих основ під фундаменти будівель

Повна осадка основи під фундаментом визначається за формулою:

 , (13)

де, n' – кількість елементарних шарів, що знаходяться в межах стиснутої товщі.

Після виконання розрахунків у вказаній послідовності необхідно перевірити чи не перевищує розрахункова осадка критичне значення, тобто:

 ≤   (14)

Даний розрахунок дозволяє визначати осадку основи, верхній шар якої армований анізотропний ґрунт, а нижній – підстильний природний ґрунт. Середнє значення похибки при співставленні розрахункових значень осадок і осадок, отриманих при напівнатурних випробуваннях армованої основи, складає 5%.

У п'ятому розділі приведені практичні рекомендації по армуванню основ стрічкових фундаментів. Також було виконане економічне обґрунтування очікуваного економічного ефекту при влаштуванні армованих основ для конкретного випадку. Розрахунок виконаний на прикладі влаштування стрічкового фундаменту на армованій основі і без армування. Врахувавши те, що влаштування фундаменту на армованій основі зменшує його осадку в 2 рази, ніж влаштування фундаменту на неармованій основі, дозволяє нам зменшити ширину підошви фундаменту з 2, 1м до 1, 8 м. При цьому величина осадки залишається однаковою. Очікуваний економічний ефект складає 10, 5 грн. на 1м3 фундаменту.

 

 

1. Вирішено науково-прикладну задачу підвищення міцності та зменшення деформацій слабких основ під фундаментами будівель, що полягає в обґрунтуванні раціональних конструктивних параметрів горизонтального армування одношарових та двошарових основ геоматеріалами.

2. Дослідженнями підтверджено, що зміцнення основ геоматеріалами під фундаментами будівель є ефективним і приводить до збільшення жорсткості основи за рахунок включення в роботу сил, що виникають по контакту “ґрунт – арматурний матеріал”.

3. Порівняльний аналіз поведінки основ з армованого і неармованого ґрунту дозволяє встановити ефект армування, розробити розрахункові схеми і призначати технологію влаштування армованих основ.

4. Отримано залежності збільшення розподільчої здатності горизонтально армованих основ при ущільненні ґрунту, як в межах вкладання арматурних елементів, так і за їх межами. Найбільший ефект досягається при розповсюдженні зони ущільнення в боки на довжину 1, 0 В (В – ширина фундаменту) від обрізу фундаменту.

5. Виявлено найбільш раціональну схему горизонтального армування основ шляхом влаштування оболонки і двох горизонтальних шарів арматурних елементів з закріпленими кінцями. Параметри армування: глибина закладання 0, 25 В, вертикальна відстань між арматурними шарами (крок армування) 0, 25 В, довжина арматурних елементів 2, 0 В.

6. Дослідженнями встановлено, що деформації двошарових основ при раціональній схемі армування зменшуються в 1, 5 – 2 рази. Модуль деформації армованих основ зростає від 2, 5 до 4 раз. Тобто проходить збільшення критичного навантаження.

7. Виявлено, що при влаштуванні арматурних шарів у масиві ґрунту проходить трансформація зони деформування, нижня межа її піднімається і одночасно деформована зона витягується в плані, тобто армування сприяє включенню в роботу більшого масиву ґрунту. Значення напружень стиску під центром фундаменту знижуються в середньому на 35%, причому максимальне зниження проходить на глибині до 0, 5 В. Концентрація напружень в вертикальному напрямку на глибині Н = 3, 0 В при раціональній схемі армування зменшується в 1, 5 – 3 рази.

8. Отримані розрахункові залежності для визначення зусиль в арматурних елементах і їх подовжень, кількості арматури в основах, а також деформаційних характеристик армованого ґрунту на основі рішень теорії пружності про напружений стан анізотропної, в механічному відношенні, напівплощини.

9. Запропонований спосіб розрахунку осадок з використанням класичних методів дозволяє з достатньою достовірністю визначати деформації двошарових армованих основ, так як враховується анізотропія армоґрунтів і параметри армування. Середнє значення похибки при співставленні розрахункових значень осадок і осадок, отриманих при напівнатурних випробуваннях фундаменту на армованій основі, складає 5%.

10. По результатам досліджень роботи армованих основ розроблений проект “Рекомендацій по армуванню основ стрічкових фундаментів ”, схвалений та прийнятий до впровадження Вінницьким проектно-вишукувальним інститутом “Вінницяагропроект”

Виконано обґрунтування очікуваного економічного ефекту при зміцнені основ під фундаментами будівель за допомогою горизонтальних арматурних елементів. Ефект складає 10, 5 грн. на 1м3 фундаменту. Це досягається за рахунок зменшення розмірів підошви фундаменту при збережені необхідної несучої здатності.

 

 

Друкований М. Ф., Корчевський Б. Б. Розрахунок армованих підвалин // Вісник ВПІ. – 2001. – № 3. – с. 26 – 33. (Аналіз методів розрахунку та пропозиції щодо розрахунку армованих основ).

Друкований М. Ф., Дудар І. Н., Корчевський Б. Б., Ковальський Р. К. Фактори, що впливають на ефективність армування ґрунту // Вісник ВПІ. – 2001. – № 5. – с. 22 – 27. (Обробка і аналіз досліджень).

Друкований М. Ф., Корчевський Б. Б. Технології влаштування фундаментів на ґрунтах, армованих скловолокнистими сітками // Нові технології в будівництві. – 2001. – № 1. – с. 68-69. (Теоретичні дослідження).

Друкований М. Ф., Корчевський Б. Б., Шокарев В. С. Теоретичні аспекти та проблеми армування підвалин в будівництві // Будівельні конструкції №53. Книга 2 – К. : НДІБК – 2000, С. 100-107. (Аналіз літературних джерел, ідея і формування основних задач дослідження).

Друкований М. Ф., Корчевський Б. Б. Зміцнення ґрунтових підвалин армуючими подушками з скловолокнистих сіток. Результати лабораторних випробувань // Будівельні конструкції №53. Книга 2 – К. : НДІБК – 2000, С. 94-99. (Розробка методики і виконання експериментальних досліджень, аналіз результатів).

Друкований М. Ф., Корчевський Б. Б. Напівнатурні випробування фундаменту на армованій основі // Будівельні конструкції №55. – К. : НДІБК – 2001, С. 32-35. (Збір і обробка результатів досліджень).

Корчевський Б. Б. Експериментальне дослідження армованих ґрунтів. Встановлення оптимальної зони ущільнення // Тези доп. Республіканської н-т конференції “Індивідуальний житловий будинок” – Вінниця 2001. С. 84-86.

 

 

Корчевский Б. Б. “Устройство армированных оснований под фундаменты зданий ” – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 23. 02 – “Основания и фундаменты”. Государственный научно-исследовательский институт строительных конструкций, Киев, 2002г.

Диссертация посвящена вопросам поиска оптимальных параметров армирования оснований горизонтальными элементами. Экспериментальными исследованиями армированных оснований установлено, что уменьшение деформаций и увеличение модуля деформации зависит от рационального подбора длины арматурных элементов, глубины заложения, вертикального расстояния между ними, количества слоев арматуры, степени уплотненности грунтового массива, как в зоне, так и за пределами зоны армирования. Серии исследований позволили сделать вывод, что для практического применения достаточно трех слоев арматурного материала. Наиболее оптимальным вариантом есть замена верхнего слоя арматуры на оболочку и закрепление концов горизонтальных элементов. Закрепление концов арматуры препятствует скольжению последней относительно грунта основания.

Показано, что армирование верхнего слоя двухслойных оснований позволяет уменьшить давление на слабый подстилающий слой.

Установлено, при устройстве арматуры в массиве грунта происходит трансформирование зоны деформирования, уменьшение вертикальных перемещений и концентрирование напряжений в вертикальном направлении.

Исследовано сопротивление выдергиванию арматурного элемента в зависимости от глубины заложения и наличия внешней нагрузки. Показана зависимость сопротивления выдергиванию от увеличения площади контакта с грунтом.

Установлено, что использование решений теории упругости о напряженном состоянии анизотропной в механическом отношении полуплоскости, разрешают получить расчетные зависимости для определения усилий в арматурных элементах, их удлинения, количества арматуры в основах, а также деформационных характеристик армированного грунта.

Предложенный способ расчета осадок с использованием классических методов разрешает с достаточной достоверностью определять деформации двухслойных армированных оснований, так как учитываются анизотропные свойства грунтов и параметры армирования.

Разработаны практические рекомендации по применению армированных оснований при устройстве ленточных фундаментов.

Ключевые слова: армированные основания, параметры, механическая анизотропия, деформации.

 

 

Корчевський Б. Б. “Влаштування армованих основ під фундаменти будівель” – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 23. 02 – “Підвалини та фундаменти”. Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій, Київ, 2002р.

Приведені дослідні дані по визначенню оптимальних параметрів армування одношарових та двошарових основ. Показано залежність зменшення осадки та збільшення модуля деформації основи від раціонального підбору параметрів.

Встановлено вплив армування на зміну зони деформування, зменшення вертикальних переміщень і концентрацію напружень в вертикальному напрямку.

Показана залежність опору висмикування арматурних елементів від глибини закладення і наявності зовнішнього навантаження.

Отримані розрахункові залежності для визначення зусиль в арматурних елементах, їх подовжень, кількості, а також деформаційних характеристик армованого ґрунту на основі рішень теорії пружності про напружений стан анізотропної, в механічному відношенні, напівплощини.

Розроблений спосіб розрахунку осадок двошарових основ з врахуванням анізотропії армоґрунту і параметрів армування.

Розроблені рекомендації по армуванню основ стрічкових фундаментів.

Ключові слова: армовані основи, деформації, параметри, механічна анізотропія.

 

 

Korchevsky B. B. « The Device of the reinforced bases under the foundations of buildings « – Manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of technical science on a speciality 05. 23. 02 – « the Basement and foundation «. State research institute of building constructions, Kiev, 2002.

The dissertation is devoted to questions of search of optimum parameters of reinforcement of the basis by horizontal elements. By experimental researches of the reinforced bases is established, that the reduction of deformations and increase of the module of deformation depend on rational selection of length of reinforced elements, depth, vertical distance between them, quantity of layers of the fixture. Series of researches have allowed making a conclusion, that for practical application there are enough of three layers of reinforcement of a material. The optimal variant is replacement with the top layer of the fixture by the shell and fastening of the ends of horizontal elements. The fastening of the ends of the fixture interferes with sliding by last concerning a ground of the basis.

There is shown, that reinforcement of the top layer of the two-layer basis allows reducing the pressure by a weak spreading layer.

The offered way of account the deposit with use of classical methods permits with sufficient reliability to define (determine) deformations of the two-layer reinforcement basis, as it are taken into account anisotropy of property soils and parameters reinforcement.

Keywords: the reinforced basis, parameters, mechanical anisotropy, deformation.