Madalvundament looduslikel vundamentidel Need on vundamendid, mis rajatakse üle 5-6m sügavustesse lahtistesse süvenditesse. Põhinõuded sihtasutustele– nende piisav tugevus, vastupidavus, külmakindlus, vastupidavus põhjavee agressiivsele mõjule.
Vundament peab olema selliste mõõtudega, et keskmine rõhk vundamendi põhjas ei ületaks vundamendi pinnase arvestuslikku takistust.
Lisaks ei tohiks ühe konstruktsiooni üksikute vundamentide absoluutse vajumise ja vajumise erinevuste arvestuslikud väärtused ületada projekteerimisnormidega kehtestatud piirväärtusi.
Madalvundamentide klassifikatsioon
Üksikud klaastüüpi vundamendid hõlmavad sammaste vundamente. Tavaliselt kasutatakse selliseid sihtasutusi tööstushoonetes. Maapinnale mitte liiga suurte koormustega, piisavalt tugeva ja vähepressitava pinnasega, samuti hoone maapealse osa paindliku tööskeemiga, kui sambad ja risttalad või sambad ja fermid on hingedega.
Vundamendi kinnitamiseks samba külge on erinevaid viise:
a) kinnistamine (?väike, külm?)
1 - Peen täitematerjali betoon ei ole madalam kui vundamendi enda betooniklass (mitte madalam kui B20).
2 - klaas
b) suured sambad paigaldatakse ilma klaasita
kõva vuuk - keevitus ja liitekoht tihendatakse betooniga
Tavaliselt valmistatakse üksikud sambavundamendid kombineerituna randtaladega (või vundamenditaladega).
Telliseina sammasklaasita vundamendid
Neid kasutatakse heade pinnasetingimustega ühekorruseliste hoonete jaoks eraisiku ehitamiseks.
Ribavundamendid
Under tellistest seinad mõnikord ette nähtud pidev.
Neid kasutatakse ühtlase koormuse jaoks seintelt maapinnale ja pidevatele koormustele piki seina maapinna tingimustes. (l/b≥10).
Paigaldussügavuse mõõtmete muutmine on võimalik ainult üksikutes piiratud pikkusega sektsioonides. Erineva suurusega alad on eraldatud setteõmblustega. Neid kasutatakse märkimisväärse koormuse ja üsna nõrkade muldade korral. Need ei muuda oluliselt konstruktsiooni jäikust, nad peaaegu ei tööta pikisuunas painutamisel (seinte suure jäikusega).
Sammaste paralleelseid lintvundamente kasutatakse siis, kui sammaste vahekaugus ei ületa 6 m ja nõrga pinnase olemasolul. Sellised vundamendid vähendavad üksikute sammaste ebaühtlast asustamist.
7. loeng – 10.05.12
Ristriba vundamendid sammastele
Neid kasutatakse väikese veeruvahe, suurte koormuste ja nõrga pinnase jaoks. Ristlindid võimaldavad tasandada mitte ainult üksikute veergude, vaid ka hoone kui terviku asulaid.
Tugevad vundamendid
Täisplaadi kujul olevad vundamendid nii sammaste kui ka telliskiviseinte alla paigaldatakse kogu konstruktsiooni alla või selle osa alla raudbetoonplaatidena sammaste ja seinte võre alla. Sellised vundamendid painduvad kahes üksteisega risti asetsevas suunas, on väikese ühtlase vajutusega, ei karda pinnavee läbi imbumist ning kaitsevad ka hoone keldriosi. Selliste vundamentide mõõtmed määratakse plaanis oleva konstruktsiooni mõõtmete järgi.
Mis tahes konstruktsiooni tugevuse ja stabiilsuse tagab ennekõike vundamendi tugevus ja stabiilsus, mis tuleb asetada usaldusväärsele alusele.
Alus on looduslike pinnasekihtide paksus, mis kannab otseselt koormust ja interakteerub ehitatava konstruktsiooni vundamendiga.
Aluseid nimetatakse loomulik, kui vundamendi aluse all olevad pinnased jäävad loomulikku olekusse. Pinnase ebapiisava tugevuse korral võetakse meetmeid nende kunstlikuks tugevdamiseks. Selliseid aluseid nimetatakse kunstlik. Looduslik alus
võib teenindada mitmesuguseid muldasid, mis moodustavad ülemise osa maakoor. Loodusliku vundamendina kasutatavad looduslikud mullad jagunevad nelja liiki: kivised, jämedad, liivased ja savised.
Savipinnase kandevõime sõltub suuresti niiskusesisaldusest. Kuivade savide kandevõime on üsna kõrge ja sellised pinnased võivad niiskuse suurenedes olla hea vundamendina, nende kandevõime langeb oluliselt.
Veega vedeldudes muutuvad liivsavi ja peeneteraline liiv nii liikuvaks, et voolab vedelana ja on nn. vesiliiv.
Sellistele muldadele hoonete ehitamine on seotud märkimisväärsete raskustega.
Ka savimullad hõlmavad löss, millel on vees leotamisel vajumisomadused või paisumine. Muldade kasutamine vundamendina nõuab erimeetmete kasutamist.
Lisaks loetletud liikidele leidub veel orgaaniliste lisanditega muldi (taimemuld, turvas, soomuld jne), igikeltsa ja puistemuldasid. Orgaaniliste lisanditega muldasid ei kasutata looduslike alustena, kuna need on koostiselt heterogeensed, lahtised ning märkimisväärse ja ebaühtlase kokkusurutavusega. Puistemullad on ka koostiselt ja kokkusurutavuselt heterogeensed ning nende kasutamine vundamendina vajab erilist põhjendust.
Pinnase tugevdamine pinnamuda abil ja nende sügavtihendamine toimub pneumaatiliste tamperidega tihendamise teel killustiku, muda ja kruusa tihendamisega. Tihendamine 1-tonnise või enama kaaluga, 3–4 m kõrguselt alla lastud tampimisplaatidega ulatub 2–2,5 m sügavusele. Suurte alade tihendamiseks kasutatakse pinnase rullimist raskete rullidega.
Liivased ja tolmused pinnased on spetsiaalsete ja pinnavibraatorite abil vibratsiooniga hästi tihendatud ning selline tihendamine toimub palju kiiremini kui tihendamisega.
Pinnase sügav tihendamine toimub liiva või mullahunnikutega. Varasemalt pistetakse vibreeriva haamriga maasse inventari terastorud läbimõõduga 400–500 mm, mille otsas on terav allalastav terasking. Nõutava sügavusega sukeldatud torud täidetakse liivaga ja seejärel eemaldatakse vibratsiooniga. Selle kaevandamisega liiv tihendatakse ja täidab kaevu hästi.
Nõrga vundamendipinnase tihendamine (selle tugevdamine) saavutatakse ka tsementeerimise (tsementeerimine, silikeerimine ja bituumenimine) abil.
Sihtasutus(Joonis 1.1) on konstruktsiooni maa-alune osa, mis on püstitatud looduslikule aleuriit- ja tehisvundamendile ning on mõeldud konstruktsioonide ja koormuse ülekandmiseks vundamentidele. Vundamendi struktuurne kuju võimaldab ühtlasemalt jaotada survet konstruktsioonilt maapinnale.
Ülemist piiri vundamendi ja konstruktsiooni maapealse osa vahel, samuti piire üksikute ja vundamendi äärte vahel nimetatakse nn. vundamendi maha lõikamine. Maapinnale toetuva vundamendi alumist tasapinda nimetatakse vundamendi alus. Nimetatakse kaugust maapinnast valmis hoone lähedal (planeerimismärk) kuni aluseni vundamendi sügavus.
Artikli sisu
Vundament, ehitise maa-alune või veealune osa, mis kannab selle pinnase vundamendile üle ehitise raskusest tekkiva staatilise koormuse ning tuulest või vee, inimeste, seadmete või sõidukite liikumisest tekkivad täiendavad dünaamilised koormused. Õigesti projekteeritud vundament kannab kõik koormused maapinnale selliselt, et välistatakse konstruktsiooni lubamatu vajumise ja hävimise võimalus. Reeglina saavutatakse see koormuse jaotamisel piisavalt suurele alale, pinnase kaevamisega sügavamal asuvate tugevate kivimite tasemele, nõrkade kivimite kihti uputatud vaiade abil kuni tugevamate kivimite kihini või tugevdades. nõrga mulla pinnakiht. Kui kogu tugiala moodustab kivine pinnas, on asustus tühine. Raskused tekivad siis, kui konstruktsioon tuleb püstitada suure kokkusurutavusega pinnasele, eriti kui see muutub.
Peamised vundamentide tüübid: vundament looduslikule vundamendile, ujuv tahke vundament ja vaivundament aetud ja valatud vaiadega. Erilise koha hõivavad spetsiaalsed veealused sihtasutused.
Vundamendid looduslikel aluspõhjadel.
Sellised vundamendid võivad olla täisplaadid (valmistatud raudbetoonplaatidest) või ristvundamendid (raudbetoonist, terasest ja mõnikord ka puidust valmistatud võre kujul). Vundamendi kokkupuutepind pinnasega peab vastama koormusele, võttes arvesse pinnase eeldatavat vastupidavust. Pinnase maksimaalne takistus (reaktiivne rõhk) määratakse katseliselt, lähtudes pinnase mehaanika põhimõtetest ja riiklikud ehitusnormid pakuvad teatud geograafiliste tsoonide jaoks lubatud pinnase takistuse tabeleid. Vundament peab olema korralikult konstrueeritud, et see oleks vastupidav paindumisele ja nihkele. Vundamendi alus peaks jääma allapoole pinnase maksimaalset külmumissügavust, et vältida pinnase paisumist külmumisel. Ohutu sügavus sõltub iga-aastastest temperatuurimuutustest, kohalike pinnase kõikumiste tüübist ja ulatusest ning põhjavee normaalsest tasemest. Lisaks täheldatakse mõnikord savimuldade mahu hooajalisi muutusi, mida ei tohiks lubada looduslikule vundamendile rajatud vundamendi all.
Väga külmades piirkondades, näiteks Arktikas, külmub pinnas väga sügavuti ja sulab ainult ülemises 0,5–3 m paksuses kihis. Sellistes "igikeltsa" tingimustes on looduslikule vundamendile vaja erilist lähenemist . Tavaliselt paigaldatakse konstruktsiooni ülaosa ja selle vundamendi aluse vahele soojusisolatsioon, mis hoiab ära aluspinnase sulamise ja sellele järgneva pinnase aluse paisumise selle uuesti külmumisel.
Ujuv vundament.
Suure kokkusurutavusega pinnase sügavates kihtides kasutatakse paisutatud täisvundamente, mis toetavad konstruktsiooni justkui “veepinnal” plastpinnases. Kui tugev vundament on korralikult projekteeritud, jaotuvad vajumised ja moonutused ühtlaselt kogu konstruktsiooni ulatuses ning konstruktsiooni ülemises osas ei teki tõsiseid deformatsioone.
Usutakse, et tugev vundament on ujuv, kui selle mass, võttes arvesse kõiki koormusi, on ligikaudu võrdne ümberasustatud pinnase (või vee) massiga; siis saavutatakse tasakaal ja suurt settimist ei teki. See reegel seab sügavusele mõnevõrra kõrgemad nõuded. Sisehõõrdumise tõttu talub pinnas suuremat koormust kui väljakaevatud pinnase kaal, kuigi veidi kõrgema vajutuse juures. Pinnase vundamendile sammaste, eelpingestatud betoonplaatide ja talade, pöördkaared betoonplaatidega, jaotusvundamendivõrede, ribide ja kestadega pöördkaared jaotamiseks kasutatakse ühtlaselt pinnase vundamendile ülekantavat koormust. Vundament peab olema korralikult projekteeritud, et see taluks painde-, nihke- ja tavalisi jõude.
Ajatud vaiad.
Nõrkade pinnaste korral kasutatakse vundamenti, mille põhielementideks, mis kannavad koormusi konstruktsioonilt vundamendile, on maasse sukeldatud vaiad. Koormused ei kandu üle ainult tugirõhu tõttu, vaid ka külghõõrdumise tõttu tihendatud pinnase vastu. Tänu osalisele mahalaadimisele ümbritseva pinnase poolt on vaia “võsa” vaiad vähem koormatud kui eraldiseisvad vaiad.
Vaiad võivad olla puidust, betoonist või terasest. Puitvaia (liip) on töödeldud palk, mille läbimõõt on u 30 cm otsast (tagumik) ja pikkus 3–15 m Palgid peavad olema sirged, lihvitud, juurest ära lõigatud. Külgpindade hõõrdumise suurendamiseks on puitvaiad mõnikord varustatud puidust või metallist rõngastega. Betoonvaia saab valmistada kas kohapeal või tehases. Kokkupandavad vaiad peavad olema terasega hästi tugevdatud, et nad ei kardaks peale- ja mahalaadimist ega lööke sõites. Terasvaia saab pikendada kuni ~90 m ja see on tavaliselt sobiva pikkusega I-profiil või toru. Terasest manteltoru läbimõõduga 20–60 cm täidetakse pärast maasse kastmist betooniga. Pinnast gofreeritud paksuseinalisi terastoruvaiu, mille otsas on terassüdamik, kasutatakse maapinnale sisenemisel tekkiva löögi vähendamiseks. Sellised kestad vaiad täidetakse ka betooniga. Tugevuse suurendamiseks sisestatakse mõlemat tüüpi torukesta vaiadesse terasest I-profiil. Mõnikord lüüakse sisemine betoon vaia alumisest otsast väljapoole, luues sellega pikendatud toe. Vaiade maasse uputamine toimub ajamise, pressimise, vibreerimise ja kruvimise teel. Vaiade tõstmine toimub auru-õhk- ja diiselhaamriga vaiatõstukite abil. Vaia liiva- ja kruusasesse pinnasesse uputamise protsessi hõlbustab ja kiirendab oluliselt see, kui kuhja alumise otsa all olev pinnas uhutakse tugeva veejoaga minema, mille jaoks saab kuhja korpusesse jätta kanali või vee varustamiseks saab paigaldada toru (rõhul umbes 0,7 MPa).
Ajatud vaiad.
Ajatud vaiu kasutatakse juhtudel, kui tugevale pinnasele tuleb paigaldada rasked konstruktsioonid, mis on pealt kaetud paksu nõrga pinnase kihiga. Selleks puurige pehmesse pinnasesse kaev kuni kivi-, torni- või kruusakihini ja täitke see betooniga. Mõõdukalt tugevatele muldadele sobib nn. Chicago meetod: pinnas eemaldatakse järjestikku 1,5 m kaupa, kinnitades igaüks puidust külgraketisega enne järgmise lõigu pinnase väljakaevamist. Selliselt ehitatud paigalvalatud vaia kannab koormused kolonnitoest otse tahkele pinnasele. Mõnikord laiendatakse seda toetuspinna suurendamiseks alumises otsas, kui see ei ulatu kivini. Osa koormusest kandub pinnasesse vaia külgpindade hõõrdumise tõttu.
Caissoni ajamivaiad valmistatakse laia otstest lahtise terasümbrisega silindri löömisel auruajamiga maasse. Seejärel eemaldatakse vee all olevast silindrist pinnas ja vabanev ruum täidetakse betooniga, olles eelnevalt sisestanud I-tala terasprofiili, et vajadusel tugevdada. Kaevu jäetud teraskest suurendab vaia tugevust võrdeliselt selle ristlõike pindala ja elastsusmooduliga.
Veealused vundamendid.
Et tagada töötajatele ja seadmetele turvaline ruum, alustatakse veealuse vundamendi ehitamist plekkvaia või vajumisaugu ehitamisest. Need veekindlad seadmed võimaldavad teil tulevase vundamendi asukohast vett ja pinnast eemaldada, puhastada ja läbi viia vajalik töö kuival pinnasel võimaliku täpsusega.
Lehtvaiapiire.
Lehtvaiad sobivad kõige paremini madalale veesügavusele, kuigi neid on teadaolevalt kasutatud kuni 30 m sügavustes veekogudes. Lehtvaiad on ehitatud ühes või kahes reas paigaldatud puit- või terasplekkvaiadest, mis on survele vastupidavaks kinnitatud. veest. Kaherealise aia vaiade vahe on täidetud tihendatud pinnasega, mis takistab vee läbivoolu. Lehtvaiad on valmistatud suletud silindrilistest teraselementidest, mis on täidetud pinnasega. Aia alalt pumbatakse vesi välja pumpadega.
Caisson.
Avatud kraanikauss on õõnes silindriline kest, mille suurus vastab vundamendile ja on seest hästi põikseintega tugevdatud. Tavaliselt kasutatakse kaevu sügavate tugede paigaldamiseks, mis kannavad survet madalamatele, vastupidavamatele pinnasekihtidele. Kaev on langetatud põhja, selle sisemine hari on täidetud kiviga, peale on püstitatud kessooniga ajatav vaia. Pinnase eemaldamine toimub kaevude kaudu: aleuriitne pinnas pumbates ja tihe pinnas tõstukiga mitmelõualise haardega süvenduskopaga. Sukelkaev ja kessonvaiad, mis on moodustatud kaevekaevude betooniga täitmisel, on tugialuse vundamendiks - konstruktsiooni ülemise osa tugi. Sellele vundamendile laotav betoon tarnitakse vähemalt 20 cm läbimõõduga metallbetoontorustiku kaudu, mis on ülalt vee alla langetatud. Betoontoru saab ka otse põhja alla lasta.
Caissons.
Kessoneid kasutatakse suurel sügavusel, mis ei võimalda lehtvaiade paigaldamist. Kesson on suur, madal klaasitaoline kest, mis vajub tagurpidi reservuaari põhja. Kessoni mõõtmed määratakse pinnase aluse pindala järgi, mis vastab põhjapinnase antud lubatud takistuse täiskoormusele. Kui kesson asub kivisel pinnasel, võib selle läbimõõt vaid veidi ületada selle külge kinnitatud konstruktsiooni toe või muu tugielemendi tuge. Kessoni kõrguse määrab pinnase vundamendi tase ja suurvee tase. Seetõttu on kõigepealt vaja hankida andmed pinnase vundamendi taseme ja olemuse kohta. Kessoneid valmistatakse tavaliselt maal, pukseeritakse pontoonidel vundamendiplatsile ja kinnitatakse võsavaiade külge. Kui vee sügavus ei ole veepinnal pukseerimiseks piisav, saab kessooni õigesse kohta vaiadele kokku panna ja seejärel põhja alla lasta.
Töökamber on ette nähtud kogu kessoni ala ulatuses; selle kõrgus on umbes 2 m Suruõhku juhitakse kambrisse pidevalt rõhu all, välistades vee lekke võimaluse. Töötajad sisenevad ja väljuvad rõhu all olevast kambrist läbi õhuluku, mida kasutatakse ka väljakaevatud pinnase ja varude mahalaadimiseks. ehitusmaterjalid. Pinnas on arendatud seinte põhja ja teravate servade all, nii et kesson langeb järk-järgult oma raskuse ja reguleeritava abutmendi raskuse all. Samal ajal suureneb rõhk selles vastavalt välisrõhule. Kui kesson jõuab kindlale maapinnale, millel see peab toetuma, täidetakse selle töökamber tihendatud betooniga, mis on tugialuse või muu toe vundament.
Kesson on tavaliselt mahukas ja seda on ebamugav kasutada. Lained raskendavad paigaldamist ja ebaühtlane külgsuunaline pinnase surve raskendab selle täpset juhtimist seinte teravate servade all kaevates. Olenevalt pinnase tugevusest ja töötingimustest võib kessoni maasse sukeldamise kiirus olla vahemikus 3 cm kuni 2,5 m päevas. Kessoni suurim teadaolev vee all sukeldumise sügavus on umbes 40 m. Liigne rõhk sellisel sügavusel (atmosfäärirõhust 3,5 korda kõrgem) on inimkehale lubatud piiril.
Inimesed, kes töötavad pikka aega kõrge õhurõhu tingimustes, on vastuvõtlikud kahele konkreetsele haigusele. Ühel, vähem tõsisel, on külmetushaigusega sarnased sümptomid ("kinnis nina") ja see võib areneda kopsupõletikuks. Teine – dekompressioonhaigus (õhkemboolia) – põhjustab sageli surmaga lõppeva halvatuse.
Silla toed.
Sillatoed (sillad ja muulid) on vundamendi ja sillakonstruktsiooni ülemise osa vahepealsed elemendid. Siiski nimetatakse neid sageli sihtasutuseks. Toetused, mis on tavaliselt betoonseinad, mis toetavad sillaotsi ja säilitavad selle sissepääsu pinnase täitepinna, on nende vundamendiga lahutamatud ja kannavad koormuse otse pinnase vundamendile. Pullid, nagu sambad, toetuvad oma vundamentidele ja toetavad konstruktsiooni ülemist osa. Sillatugede vundamendid võivad olla looduslikul vundamendil, vaia- või kessoonil ning on projekteeritud nii, et need taluvad kõiki koormusi ja kaitsevad konstruktsiooni veevooluga pinnase väljauhtumise eest.
Ajutised alused.
Kui on vaja vundamenti vahetada või tugevdada, siis see vahetatakse või tugevdatakse osade kaupa, kasutades vajadusel külgtugesid ja tugitalasid.
Vahetamine osadena.
Lühikestel aladel eemaldatakse teatud ajavahemike järel vanade vundamentide alune pinnas uuele pinnasele. Saadud süvenditesse ehitatakse uue seina lõigud koos vastavate vundamentidega ja ühendatakse vana müüri alumise osaga. Kui need seinaosad on valmis, toetavad need vana seina, kuni ülejäänud vaheosad välja kaevatakse ja uued seinapikendused ehitatakse.
Teises vundamendi tugevdamise variandis lüüakse metalltorud teatud ajavahemike järel seina alla maasse. Kui torud jõuavad uuele pinnasealusele, puhastatakse need seestpoolt pinnasest ja täidetakse kuni seina alumise servani betooniga. Need toruvaiad toetavad seina seina täienduste ja uute vundamentide ehitamisel.
Enne maja ehitamise alustamist tehakse vajalikud vundamentide arvutused.
Vundamendi enda tugevuse määramiseks on vaja teha ka vastavad arvutused.
Kuna tugialuseid on mitut tüüpi ja tüüpe päris palju looduslikud mullad, siis toodud vundamentide ja vundamentide arvutamise näited ei hõlma kogu seda mitmekesisust. Kui pinnase tugevdamiseks täiendavaid inseneritöid pole vaja, rajatakse vundamendid looduslikule vundamendile, mille jaoks on olemas spetsiaalsed arvutusmeetodid.
Loodusliku vundamendi omadused
Loodus annab ehitajale loodusliku vundamendina pinnase. Vundamendi tüübi määravad lisaks veel mitmed tegurid: geoloogiline ehitus, põhjavee sügavus, külmumissügavus jne. Ka koormuste iseloom mõjutab, kuid eramajapidamiste puhul tuleb keskenduda pidevale koormusele. Samas ei saa välistada, et naaber hakkab lähedale löödud vaiadele maja ehitama.
Looduslikuks vundamendiks on kivised pinnased (graniit, lubjakivi, kvartsiidid jne), mis on veekindlad ja usaldusväärsed igasuguste konstruktsioonide jaoks. Sarnased omadused on omane ka suurte plokkidega muldadele, mis tekkisid kivimitest nende hävimise tulemusena. See on killustik, kruus, veeris. Need koosnevad osakestest, mille suurus on üle 2 mm. Nende töökindlus sõltub oluliselt põhjavee olemasolust.
0,1-2 mm suuruseks purustatud kivimeid nimetatakse liivaks. Liivad, mille osakeste suurus on 0,25-2 mm, talvel praktiliselt ei paisu ega mõjuta seetõttu vundamenti. Liivvundamendi töökindlus sõltub liivakihi paksusest ja põhjavee mõjust sellele.
Savipinnas sisaldab osakesi, mille suurus ei ületa 0,005 mm. Savi sisalduse järgi jagunevad need järgmisteks osadeks:
- liivsavi: savisisaldus 3–10%;
- liivsavi: savisisaldus 10–30%;
- Loess: on aleuriitne.
Kõige vastupidavam alus on savi. Sellisele vundamendile, kui savi on kuiv, saab ehitada massiivseid hooneid.
Kõigi loetletud looduslike vundamentide tüüpide kandevõime sõltub suuresti niiskusest. Ja ka märjad lössmullad tihenevad konstruktsiooni raskuse mõjul, vajudes tugevasti.
Vundamendiks ei sobi mõned liivsavi, mis liigniiskuse tõttu võib muutuda vesiliivaks, samuti taimemuld, turvas, aleuriit ja puistemullad. Sellistel muldadel on ehitamine võimalik pärast eelnevat tihendamist.
Tagasi sisu juurde
Aluse arvutamine kandevõime alusel
Pilt 1. Pinnase mehaanika.
Selle all tuleks mõista maksimaalset koormust, mida see hävitamata talub. Pildil 1 on kujutatud rakendamist nõudvaid juhtumeid, mis tagavad nende stabiilsuse ja takistavad vundamendi liikumist mööda alust.
Tuleb loetleda pildil 1 näidatud juhtumid ja otsustada nende üle, mis võivad puudutada eraelamuehitust.
a) Konstruktsioonile mõjub horisontaalne jõud. Sellist arvutust võib vaja minna juhul, kui hoovi on paigaldatud torn tuule mõjul töötava generaatori jaoks.
b) Eeldab tugiseina olemasolu, millele võivad mõjuda pinnase enda massist tulenevad horisontaalsed jõud.
c), d) Konstruktsioon asub kallakul või selle serva lähedal.
e) Aluseks on savimuld, mille niiskusesisaldus on S τ = 0,5. Sellele mõjub maja kaal. Need on reaalselt võimalikud olukorrad.
f) Arvutage kandevõime, et määrata, kui stabiilne on loomulik kalle.
Lisaks näidatud juhtudel on selline vundamentide arvutamine vajalik, kui maja on ehitatud kivisele pinnasele või vundamendile võivad mõjuda ujuvusjõud.
Selleks, et pinnase kandevõime tagaks sellele rajatud konstruktsiooni töökindluse, on vaja kontrollida seisukorda (1):
F≤γ c ·F u /γ n , (1)
kus F on vundamendi poolt alusele edastatud koormus kogu konstruktsioonilt, võttes arvesse kõiki päästesüsteeme, kg;
F u - aluse vastumõju, kg;
γ c on mullatüübist sõltuv koefitsient (vt tabel nr 1);
γ n - usaldusväärsuse koefitsient, määratakse sõltuvalt konstruktsiooni klassist: γ n =1,2; 1,15; 1.1 vastavalt I, II ja III klassi hoonetele.
Tabel nr 1.
Tagasi sisu juurde
Aluste ja vundamentide arvutamise näited
Näitena võime vaadelda juhtumit tähega “d”: vundament, mille alus toetub savipinnale.
Selle takistuse F u määramiseks on vaja teada pinnase kandevõimet (vt tabel 1) ja pindala S f, millele konstruktsiooni vundament toetub. Näiteks selle laius d = 0,5 m ja hoone mõõtmed on 8x10 m.
Hoone sees, keskel, on üks kandev sein. Tavaliselt on looduslikul vundamendil vundamendil ristkülikukujuline ristlõige. Talla pindala määramisel tuleb lähtuda sellest, et selle ristlõike mõõtmed peavad olema samad. Siis on pindala väärtus võrdne:
S f = (10 × 2 + 7 × 3) × 0,5 = 20,5 m² = 20,5 × 10 4 cm².
Kuiva keskmise tihedusega savi kandevõime on 2,5 kg/cm² (vt tabel 1). Pinnase suuruse ja kandevõime põhjal saab määrata vastandliku jõu.
F u = [σ] · S f = 2,5 · 20,5 · 10 4 = 51,25 · 10 4 kg = 512,5 t.
III klassi hoone kaal (γ n = 1,1) savi (γ c = 0,9) puhul tuleks määrata:
F≤γ c ·F u /γ n = 0,9·512,5 /1,1=419 t.
Järelikult, kui konstruktsiooni F kaal on alla 419 tonni, tagab pinnase kandevõime selle töökindluse. Vastasel juhul peate kasutama vundamendi aluse pindala suurendamist, muutes selle ristlõike mitte ristkülikukujuliseks, vaid trapetsikujuliseks. Ainuüksi talla pindala suurendamine vähendab oluliselt materjali hulka.
Nõlval või selle läheduses asuvate konstruktsioonide kandevõime arvutamine on palju keerulisem.
Tagasi sisu juurde
Looduslikule vundamendile vundamendi arvutamine deformatsioonide alusel
Hooned deformeeruvad töö käigus ja selle põhjuseks võivad olla nende rajamise aluseks olevate vundamentide vertikaalsed deformatsioonid. Sellised deformatsioonid jagunevad vajumisteks ja vajumisteks.
Pinnase olemasoleva struktuuri radikaalset muutust nimetatakse vajumiseks. Vajumise põhjuseks võib olla pinnase tihenemine leotamise ajal. Lahtine pinnas võib raputamisel tiheneda. Mõnikord hakkab see vundamendi aluse alt välja paistma. Selliseid deformatsioonidest tingitud vundamentide muutusi ei saa lubada. Enne ehituse algust tuleb kindlaks teha nende esinemise tõenäosus.
Kui tugevate muldade tihenemine toimub konstruktsiooni raskuse tõttu, mille tulemuseks on , nimetatakse sellist vundamentide deformatsiooni vajumaks. Reeglina ei teki hooneelementidesse vajumise tagajärjel pragusid. Kui pinnas settib hoone iga osa alla erinevalt, võib see põhjustada selle konstruktsiooni üksikutes elementides pragusid.
Pinnase ebaühtlase settimise põhjus võib olla:
- tiheduste erinevus ja sellest tulenevalt nende ebavõrdne kokkusurutavus;
- selle kihtide erinev laienemine hooajalise külmumise ja sulatamise tagajärjel;
- kihtide ebavõrdne paksus;
- erinevad koormused pinnasele konstruktsiooni küljelt, mis viib selle erinevate pingeseisunditeni.
Põhjuseid, miks on vaja teha deformatsioonidest lähtuvaid vundamendiarvutusi, on kaks. Üks neist on ehitusplatsi lähedal asuvad konstruktsioonid, mis erinevad oluliselt kaalu poolest.
Artikli sisu
Vundament, ehitise maa-alune või veealune osa, mis kannab selle pinnase vundamendile üle ehitise raskusest tekkiva staatilise koormuse ning tuulest või vee, inimeste, seadmete või sõidukite liikumisest tekkivad täiendavad dünaamilised koormused. Õigesti projekteeritud vundament kannab kõik koormused maapinnale selliselt, et välistatakse konstruktsiooni lubamatu vajumise ja hävimise võimalus. Reeglina saavutatakse see koormuse jaotamisel piisavalt suurele alale, pinnase kaevamisega sügavamal asuvate tugevate kivimite tasemele, nõrkade kivimite kihti uputatud vaiade abil kuni tugevamate kivimite kihini või tugevdades. nõrga mulla pinnakiht. Kui kogu tugiala moodustab kivine pinnas, on asustus tühine. Raskused tekivad siis, kui konstruktsioon tuleb püstitada suure kokkusurutavusega pinnasele, eriti kui see muutub.
Peamised vundamentide tüübid on: vundament looduslikule vundamendile, ujuvvundament ja vaivvundament vajunud ja valatud vaiadega. Erilise koha hõivavad spetsiaalsed veealused sihtasutused.
Vundamendid looduslikel aluspõhjadel.
Sellised vundamendid võivad olla täisplaadid (valmistatud raudbetoonplaatidest) või ristvundamendid (raudbetoonist, terasest ja mõnikord ka puidust valmistatud võre kujul). Vundamendi kokkupuutepind pinnasega peab vastama koormusele, võttes arvesse pinnase eeldatavat vastupidavust. Pinnase maksimaalne takistus (reaktiivne rõhk) määratakse katseliselt, lähtudes pinnase mehaanika põhimõtetest ja riiklikud ehitusnormid pakuvad teatud geograafiliste tsoonide jaoks lubatud pinnase takistuse tabeleid. Vundament peab olema korralikult konstrueeritud, et see oleks vastupidav paindumisele ja nihkele. Vundamendi alus peaks jääma allapoole pinnase maksimaalset külmumissügavust, et vältida pinnase paisumist külmumisel. Ohutu sügavus sõltub iga-aastastest temperatuurimuutustest, kohalike pinnase kõikumiste tüübist ja ulatusest ning põhjavee normaalsest tasemest. Lisaks täheldatakse mõnikord savimuldade mahu hooajalisi muutusi, mida ei tohiks lubada looduslikule vundamendile rajatud vundamendi all.
Väga külmades piirkondades, näiteks Arktikas, külmub pinnas väga sügavuti ja sulab ainult ülemises 0,5–3 m paksuses kihis. Sellistes "igikeltsa" tingimustes on looduslikule vundamendile vaja erilist lähenemist . Tavaliselt paigaldatakse konstruktsiooni ülaosa ja selle vundamendi aluse vahele soojusisolatsioon, mis hoiab ära aluspinnase sulamise ja sellele järgneva pinnase aluse paisumise selle uuesti külmumisel.
Ujuv vundament.
Suure kokkusurutavusega pinnase sügavates kihtides kasutatakse paisutatud täisvundamente, mis toetavad konstruktsiooni justkui “veepinnal” plastpinnases. Kui tugev vundament on korralikult projekteeritud, jaotuvad vajumised ja moonutused ühtlaselt kogu konstruktsiooni ulatuses ning konstruktsiooni ülemises osas ei teki tõsiseid deformatsioone.
Usutakse, et tugev vundament on ujuv, kui selle mass, võttes arvesse kõiki koormusi, on ligikaudu võrdne ümberasustatud pinnase (või vee) massiga; siis saavutatakse tasakaal ja suurt settimist ei teki. See reegel seab sügavusele mõnevõrra kõrgemad nõuded. Sisehõõrdumise tõttu talub pinnas suuremat koormust kui väljakaevatud pinnase kaal, kuigi veidi kõrgema vajutuse juures. Pinnase vundamendile sammaste, eelpingestatud betoonplaatide ja talade, pöördkaared betoonplaatidega, jaotusvundamendivõrede, ribide ja kestadega pöördkaared jaotamiseks kasutatakse ühtlaselt pinnase vundamendile ülekantavat koormust. Vundament peab olema korralikult projekteeritud, et see taluks painde-, nihke- ja tavalisi jõude.
Ajatud vaiad.
Nõrkade pinnaste korral kasutatakse vundamenti, mille põhielementideks, mis kannavad koormusi konstruktsioonilt vundamendile, on maasse sukeldatud vaiad. Koormused ei kandu üle ainult tugirõhu tõttu, vaid ka külghõõrdumise tõttu tihendatud pinnase vastu. Tänu osalisele mahalaadimisele ümbritseva pinnase poolt on vaia “võsa” vaiad vähem koormatud kui eraldiseisvad vaiad.
Vaiad võivad olla puidust, betoonist või terasest. Puitvaia (liip) on töödeldud palk, mille läbimõõt on u 30 cm otsast (tagumik) ja pikkus 3–15 m Palgid peavad olema sirged, lihvitud, juurest ära lõigatud. Külgpindade hõõrdumise suurendamiseks on puitvaiad mõnikord varustatud puidust või metallist rõngastega. Betoonvaia saab valmistada kas kohapeal või tehases. Kokkupandavad vaiad peavad olema terasega hästi tugevdatud, et nad ei kardaks peale- ja mahalaadimist ega lööke sõites. Terasvaia saab pikendada kuni ~90 m ja see on tavaliselt sobiva pikkusega I-profiil või toru. Terasest manteltoru läbimõõduga 20–60 cm täidetakse pärast maasse kastmist betooniga. Pinnast gofreeritud paksuseinalisi terastoruvaiu, mille otsas on terassüdamik, kasutatakse maapinnale sisenemisel tekkiva löögi vähendamiseks. Sellised kestad vaiad täidetakse ka betooniga. Tugevuse suurendamiseks sisestatakse mõlemat tüüpi torukesta vaiadesse terasest I-profiil. Mõnikord lüüakse sisemine betoon vaia alumisest otsast väljapoole, luues sellega pikendatud toe. Vaiade maasse uputamine toimub ajamise, pressimise, vibreerimise ja kruvimise teel. Vaiade tõstmine toimub auru-õhk- ja diiselhaamriga vaiatõstukite abil. Vaia liiva- ja kruusasesse pinnasesse uputamise protsessi hõlbustab ja kiirendab oluliselt see, kui kuhja alumise otsa all olev pinnas uhutakse tugeva veejoaga minema, mille jaoks saab kuhja korpusesse jätta kanali või vee varustamiseks saab paigaldada toru (rõhul umbes 0,7 MPa).
Ajatud vaiad.
Ajatud vaiu kasutatakse juhtudel, kui tugevale pinnasele tuleb paigaldada rasked konstruktsioonid, mis on pealt kaetud paksu nõrga pinnase kihiga. Selleks puurige pehmesse pinnasesse kaev kuni kivi-, torni- või kruusakihini ja täitke see betooniga. Mõõdukalt tugevatele muldadele sobib nn. Chicago meetod: pinnas eemaldatakse järjestikku 1,5 m kaupa, kinnitades igaüks puidust külgraketisega enne järgmise lõigu pinnase väljakaevamist. Selliselt ehitatud paigalvalatud vaia kannab koormused kolonnitoest otse tahkele pinnasele. Mõnikord laiendatakse seda toetuspinna suurendamiseks alumises otsas, kui see ei ulatu kivini. Osa koormusest kandub pinnasesse vaia külgpindade hõõrdumise tõttu.
Caissoni ajamivaiad valmistatakse laia otstest lahtise terasümbrisega silindri löömisel auruajamiga maasse. Seejärel eemaldatakse vee all olevast silindrist pinnas ja vabanev ruum täidetakse betooniga, olles eelnevalt sisestanud I-tala terasprofiili, et vajadusel tugevdada. Kaevu jäetud teraskest suurendab vaia tugevust võrdeliselt selle ristlõike pindala ja elastsusmooduliga.
Veealused vundamendid.
Et tagada töötajatele ja seadmetele turvaline ruum, alustatakse veealuse vundamendi ehitamist plekkvaia või vajumisaugu ehitamisest. Need veekindlad seadmed võimaldavad tulevase vundamendi asukohast eemaldada vett ja pinnast, puhastada see ja teha vajalikud tööd kuival pinnasel võimaliku täpsusega.
Lehtvaiapiire.
Lehtvaiad sobivad kõige paremini madalale veesügavusele, kuigi neid on teadaolevalt kasutatud kuni 30 m sügavustes veekogudes. Lehtvaiad on ehitatud ühes või kahes reas paigaldatud puit- või terasplekkvaiadest, mis on survele vastupidavaks kinnitatud. veest. Kaherealise aia vaiade vahe on täidetud tihendatud pinnasega, mis takistab vee läbivoolu. Lehtvaiad on valmistatud suletud silindrilistest teraselementidest, mis on täidetud pinnasega. Aia alalt pumbatakse vesi välja pumpadega.
Caisson.
Avatud kraanikauss on õõnes silindriline kest, mille suurus vastab vundamendile ja on seest hästi põikseintega tugevdatud. Tavaliselt kasutatakse kaevu sügavate tugede paigaldamiseks, mis kannavad survet madalamatele, vastupidavamatele pinnasekihtidele. Kaev on langetatud põhja, selle sisemine hari on täidetud kiviga, peale on püstitatud kessooniga ajatav vaia. Pinnase eemaldamine toimub kaevude kaudu: aleuriitne pinnas pumbates ja tihe pinnas tõstukiga mitmelõualise haardega süvenduskopaga. Sukelkaev ja kessonvaiad, mis on moodustatud kaevekaevude betooniga täitmisel, on tugialuse vundamendiks - konstruktsiooni ülemise osa tugi. Sellele vundamendile laotav betoon tarnitakse vähemalt 20 cm läbimõõduga metallbetoontorustiku kaudu, mis on ülalt vee alla langetatud. Betoontoru saab ka otse põhja alla lasta.
Caissons.
Kessoneid kasutatakse suurel sügavusel, mis ei võimalda lehtvaiade paigaldamist. Kesson on suur, madal klaasitaoline kest, mis vajub tagurpidi reservuaari põhja. Kessoni mõõtmed määratakse pinnase aluse pindala järgi, mis vastab põhjapinnase antud lubatud takistuse täiskoormusele. Kui kesson asub kivisel pinnasel, võib selle läbimõõt vaid veidi ületada selle külge kinnitatud konstruktsiooni toe või muu tugielemendi tuge. Kessoni kõrguse määrab pinnase vundamendi tase ja suurvee tase. Seetõttu on kõigepealt vaja hankida andmed pinnase vundamendi taseme ja olemuse kohta. Kessoneid valmistatakse tavaliselt maal, pukseeritakse pontoonidel vundamendiplatsile ja kinnitatakse võsavaiade külge. Kui vee sügavus ei ole veepinnal pukseerimiseks piisav, saab kessooni õigesse kohta vaiadele kokku panna ja seejärel põhja alla lasta.
Töökamber on ette nähtud kogu kessoni ala ulatuses; selle kõrgus on umbes 2 m Suruõhku juhitakse kambrisse pidevalt rõhu all, välistades vee lekke võimaluse. Töötajad sisenevad ja väljuvad survekambrist läbi õhuluku, mis võimaldab ka väljakaevatud pinnast maha laadida ja ehitusmaterjale tarnida. Pinnas on arendatud seinte põhja ja teravate servade all, nii et kesson langeb järk-järgult oma raskuse ja reguleeritava abutmendi raskuse all. Samal ajal suureneb rõhk selles vastavalt välisrõhule. Kui kesson jõuab kindlale maapinnale, millel see peab toetuma, täidetakse selle töökamber tihendatud betooniga, mis on tugialuse või muu toe vundament.
Kesson on tavaliselt mahukas ja seda on ebamugav kasutada. Lained raskendavad paigaldamist ja ebaühtlane külgsuunaline pinnase surve raskendab selle täpset juhtimist seinte teravate servade all kaevates. Olenevalt pinnase tugevusest ja töötingimustest võib kessoni maasse sukeldamise kiirus olla vahemikus 3 cm kuni 2,5 m päevas. Kessoni suurim teadaolev vee all sukeldumise sügavus on umbes 40 m. Liigne rõhk sellisel sügavusel (atmosfäärirõhust 3,5 korda kõrgem) on inimkehale lubatud piiril.
Inimesed, kes töötavad pikka aega kõrge õhurõhu tingimustes, on vastuvõtlikud kahele konkreetsele haigusele. Ühel, vähem tõsisel, on külmetushaigusega sarnased sümptomid ("kinnis nina") ja see võib areneda kopsupõletikuks. Teine – dekompressioonhaigus (õhkemboolia) – põhjustab sageli surmaga lõppeva halvatuse.
Silla toed.
Sillatoed (sillad ja muulid) on vundamendi ja sillakonstruktsiooni ülemise osa vahepealsed elemendid. Siiski nimetatakse neid sageli sihtasutuseks. Toetused, mis on tavaliselt betoonseinad, mis toetavad sillaotsi ja säilitavad selle sissepääsu pinnase täitepinna, on nende vundamendiga lahutamatud ja kannavad koormuse otse pinnase vundamendile. Pullid, nagu sambad, toetuvad oma vundamentidele ja toetavad konstruktsiooni ülemist osa. Sillatugede vundamendid võivad olla looduslikul vundamendil, vaia- või kessoonil ning on projekteeritud nii, et need taluvad kõiki koormusi ja kaitsevad konstruktsiooni veevooluga pinnase väljauhtumise eest.
Ajutised alused.
Kui on vaja vundamenti vahetada või tugevdada, siis see vahetatakse või tugevdatakse osade kaupa, kasutades vajadusel külgtugesid ja tugitalasid.
Vahetamine osadena.
Lühikestel aladel eemaldatakse teatud ajavahemike järel vanade vundamentide alune pinnas uuele pinnasele. Saadud süvenditesse ehitatakse uue seina lõigud koos vastavate vundamentidega ja ühendatakse vana müüri alumise osaga. Kui need seinaosad on valmis, toetavad need vana seina, kuni ülejäänud vaheosad välja kaevatakse ja uued seinapikendused ehitatakse.
Teises vundamendi tugevdamise variandis lüüakse metalltorud teatud ajavahemike järel seina alla maasse. Kui torud jõuavad uuele pinnasealusele, puhastatakse need seestpoolt pinnasest ja täidetakse kuni seina alumise servani betooniga. Need toruvaiad toetavad seina seina täienduste ja uute vundamentide ehitamisel.
