2 Підготовка даних для проектування основ та фундаментів

2.4 Характеристика споруд

Проектування основ та фундаментів починається з вивчення основних факторів, від яких залежить вибір проектних рішень. Першорядне значення серед них мають такі: ступінь відповідальності будівлі або споруди, їх конструктивні особливості, величина навантаження на фундаменти, інженерно-геологічні та гідрогеологічні умови будівельного майданчика. Іншими словами це можна сформулювати так: при проектуванні та зведенні фундаментів необхідно комплексно врахувати три фактори: що будується (ступінь відповідальності та чутливості споруд до нерівномірних деформацій), на чому зводиться (інженерно-геологічні умови будівельного майданчика) і як будується (можливості будівельної організації та заходи, що передбачаються для збереження природної структури ґрунтів основи).

Відповідно до задачі врахування ступеня відповідальності споруд при проектуванні будівельних конструкцій, в тому числі й фундаментів, установлені три класи об'єктів. До класу І відносяться будівлі та споруди, що мають особливо важливе народногосподарське або соціальне значення: головні корпуси ТЕС, АЕС, телевізійні башти та промислові труби висотою більше 200 м, резервуари для нафтопродуктів місткістю більше 10тис.м³, криті спортивні споруди з трибунами, будівель театрів, цирків, ринків, навчальних та дошкільних закладів і т.п. До класу II відносяться промислові та цивільні споруди, які не входять до класів І та ІІІ. Клас III - це складські приміщення (без процесів сортування та упакування), одноповерхові житлові будинки, тимчасові будівлі та споруди, тобто споруди, які мають обмежене народногосподарське і соціальне значення.

За жорсткістю та характером деформування усі споруди розділені на три типи: абсолютно жорсткі, абсолютно гнучкі, та ті, що мають cкінчену жорсткість.

Абсолютно жорсткі споруди не можуть викривлятися. При симетричному завантаженні та симетричній піддатливості основ їхнє осідання буде рівномірним, а при нерівномірній деформації основи вони одержують крен без вигину конструкцій (димові труби, доменні печі, силосні корпуси та ін.). Ці споруди взаємодіють з основами таким чином: у місцях більшої піддатливості основи тиск під підошвою фундаменту зменшується, а при меншій - збільшується. Внаслідок перерозподілу тиску зменшується нерівномірність осідання поверхні ґрунту основи. У той же час перерозподіл тиску сприяє розвитку в абсолютно жорстких спорудах додаткових зусиль, які в більшості випадків не є небезпечними для них, тому що конструкції часто мають чималий запас міцності на вигин.

Абсолютно гнучкі споруди безперешкодно переміщуються услід за поверхнею ґрунтів основи в усіх точках контакту з нею. При цьому у випадку розвитку нерівномірного осідання в конструкціях не виникають додаткові напруження. До таких споруд відносяться земляні насипи. Їх нерівномірне осідання не викликає ускладнень під час будівництва та експлуатації. Для одержання проектних відміток насипу його роблять вище на величину очікуваного осідання, тобто придають насипу будівельний підйом.

До споруд скінченої жорсткості відносяться більшість будинків та багато інженерних споруд. Такі будівлі та споруди при розвитку нерівномірного осідання одержують викривлення. У той же час вони частково зменшують нерівномірність осідання, оскільки тиск під підошвою фундаментів у деякій мірі перерозподіляється. У несучих конструкціях таких споруд розвиваються додаткові зусилля, які, нажаль, досить часто не враховують при проектуванні цих конструкцій, внаслідок цього в несучих конструкціях можливе виникнення тріщин. Щоб запобігти цьому, при проектуванні фундаментів та надземних конструкцій необхідно приділяти увагу оцінці сумісної роботи ґрунтів основи та несучих конструкцій споруди.

Оцінка роботи ґрунтів основи сумісно з несучими конструкціями споруди скінченої жорсткості відноситься до найбільш складних задач розрахунку споруд. Складності полягають у трудності визначення жорсткості несучих конструкцій споруд, які працюють як єдина просторова система в цілому і в невизначеності деформативності ґрунтів у кожній точці основи.

Іноді споруди мають незначну скінчену жорсткість і тому їх, як правило, вважають практично гнучкими. Такі споруди в основному переміщуються услід поверхні ґрунту, тобто одержують викривлення (невисокі одноповерхові будинки з розрізними балками покриття). У той же час на окремих ділянках невеликої протяжності вони в деякій мірі зменшують нерівномірність осідання. Як правило, це викликає виникнення в несучих конструкціях невеликих додаткових зусиль. При значних нерівномірностях осідання ці зусилля можуть стати причиною руйнування конструкцій.