Особенность работы фундаментов под пятой трехшарнирных рам

В результате анализа 66 различных конструктивных решений фундаментов, воспринимающих сосредоточенную вертикальную нагрузку, разработан график, применение которого позволит упростить технологию сравнения различных вариантов конструктивных решений фундаментов.

Особенностью работы фундаментов под пятой трехшарнирных рам, арок и сводов (здания третьей группы) является то, что они работают на совместное действие как вертикальных, так и горизонтальных нагрузок, значительных по величине. Так, расчетные нагрузки в трехшарнирных рамах по серии 1.822-2 для пролета 21 м составляют: вертикальная - 316 кН; горизонтальная - 251 кН. Все это приводит к увеличению расхода материалов на устройство фундаментов по сравнению с фундаментами для зданий других групп.

Наиболее распространенными фундаментами под распорные конструкции являются сборные железобетонные серии 1.810-2 с плоской подошвой, вытянутой в сторону действия горизонтальной нагрузки. Высота таких фундаментов 0,9 и 1,2 м, размеры подошвы- 1,5x1,5 (ф 15-9), 1,8x1,5 (ф 18-9) и 2,4x1,5 м. Расход бетона М200 для фундаментов соответствующих типов составляет 0,78, 0,96 и 1,42 м³.

С целью увеличения трения при залегании под плоской подошвой фундаментов глинистых грунтов или пылеватых песков устраивают песчаные или бетонные подготовки. Толщина подушки фундамента определяется расчетом, а подошва подготовки должна быть не выше глубины промерзания грунтов. Минимальная толщина песчаной подушки принимается равной 500, а бетонной подготовки - 200 мм. Расход материала на бетонную подготовку существенно увеличивается при устройстве фундаментов в слабых, насыпных или просадочных грунтах. Объем бетона на фундамент под одну раму достигает 4-6 м³, что значительно увеличивает его стоимость.

Широкое применение для зданий с каркасом из распорных конструкций находят свайные фундаменты, в частности фундаменты на призматических сваях.

Их устраивают не менее чем из двух свай длиной 3-4 м, сечением 300x300 мм, которые объединяются между собой монолитным ростверком из бетона М200. В плане сваи размещаются в один ряд, вытянутый в сторону действия горизонтальной силы.

Чтобы увеличить несущую способность таких фундаментов, одну из свай забивают наклонно под углом 15-20° к вертикали.

В одноэтажных сельскохозяйственных зданиях из трехшарнирных рам преобладающими являются горизонтальные распорные нагрузки. Для таких зданий с пролетом до 21 м при шаге колонн 6 м разработана вертикальная забивная свая таврового сечения с консолью. Консоль имеет гнездо для установки пяты рамы. Жесткость свай с таким сечением в 3 раза больше по сравнению со сваями, имеющими равновеликие по площади квадратные сечения, площадь боковой поверхности их на 75% больше, а площадь поверхности, воспринимающей упругий отпор грунта,- на 67%.

Сваи таврового сечения изготавливают длиной 2,5-5,0 м из бетона М300. Расход бетона на одну сваю 0,5-0,8 м³, стали - от 30 до 70 кг.

Поскольку погружение свай с консолью в грунт ненарушенной структуры затруднено, а также во избежание реактивного отпора грунта в консольной части свай их следует погружать в заранее отрытые траншеи.

В определенных грунтовых условиях для зданий с распорными конструкциями экономически более целесообразно применять фундаменты на коротких пирамидальных сваях. Это позволяет до 80% сократить объем земляных работ и в 2-2,5 раза снизить стоимость нулевого цикла по сравнению с фундаментами по серии 1.810-2.

Таким образом, выбор наиболее эффективного варианта фундаментов из числа рассмотренных должен производиться на основе технико-экономического анализа различных конструктивных решений. Использование графиков позволяет упростить сравнение различных вариантов конструктивных решений фундаментов, дает возможность определить наиболее эффективный из них с учетом как расхода материалов, так и возможностей строительной организации. Все это будет способствовать снижению трудовых затрат и сокращению сроков строительства.