Значение слова "Грунт" и значения словосочетаний "Фундаменты зданий и сооружений" и "Основания сооружений" в Большой Советской энциклопедии.
Значение слова "Грунт (горные породы)" в Большой Советской энциклопедии
URL: http://bse.sci-lib.com/article015653.html
Грунт (польск, grunt, от нем. Grund — основа, почва), любые горные породы, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания (включая почвы) и являющиеся объектом инженерно-строительной деятельности человека. Грунты (горные породы) могут быть использованы в качестве: оснований зданий и различных инженерных сооружений, материала для сооружений (дорог, насыпей, плотин), среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ).
Грунты (горные породы) подразделяются на скальные и рыхлые [по классификации, принятой в строительных нормах и правилах (СНиП), — нескальные].
К скальным относятся изверженные, метаморфические и осадочные породы с жёсткой связью между зёрнами, залегающие в виде монолитного или трещиноватого массива.
Рыхлые (нескальные) грунты (горные породы): крупнообломочные (несцементированные), содержащие более половины по массе обломков пород с размерами частиц более 2 мм, например щебенистые (при преобладании скатанных частиц — галечные), и более мелкие грунты (горные породы) — дресвяные (при преобладании скатанных частиц — гравийные); песчаные — сыпучие в сухом состоянии, не обладающие свойством пластичности и содержащие более 80% по массе частиц размером 2-0,05 мм (по классификации, принятой в СНиП, — менее 50 % по массе частиц крупнее 2 мм). Различают: песчаные грунты — гравелистые, крупные, средние, мелкие, пылеватые; лёссовые грунты (преобладают пылеватые частицы размером 0,05- 0,001 мм), часто обладающие просадочностью, т. е. способностью дополнительно уплотняться при увлажнении без изменения передающихся на них усилий; глинистые грунты, подразделяющиеся в зависимости от содержания глинистых частиц (размером менее 0,001 мм) на супеси, суглинки и глины (в СНиП деление глинистых грунтов на супеси, суглинки и глины производится в зависимости от пластических свойств). При увлажнении глинистые грунты набухают и становятся пластичными. В начальной стадии формирования глинистые грунты, образовавшиеся в виде структурного осадка в воде при наличии микробиологических процессов и обладающие большой влажностью и пористостью, называются илами.
Грунты изучаются в грунтоведении, как определённые естественно-исторические образования, свойства которых зависят от их генезиса, последующих эпигенетических процессов и современных условий залегания, а также как многофазные системы, изменяющиеся с течением времени. При исследовании свойств грунтов изучают также их состав, структуру, текстуру и физические условия среды (температуру, давление и т. д.).
Состав, структура (обусловленное характером внутренних связей закономерное расположение различных по крупности и форме минеральных частиц и агрегатов, на которые грунт (горные породы) может распадаться) и текстура (совокупность признаков, характеризующих неоднородность сложения грунтовой толщи в пласте) определяют качество грунта.
Среди важнейших свойств грунтов можно выделить: физические (удельная и объёмная масса, пористость, пластичность, усадка, водопроницаемость, электропроводность и др.), физико-химические (адсорбционная способность, тиксотропия и др.) и физико-механические (сопротивление сдвигу, деформируемость и д.р.).
Практически наиболее важными свойствами грунта являются деформационные и прочностные, характеризующие поведение грунта под внешними нагрузками (см. Горные породы, Механика грунтов). Для мёрзлых, промерзающих и оттаивающих Грунт (горные породы) важны их теплофизические свойства. Петрографические особенности Грунт (горные породы) и их свойства изучаются в лабораторных и в полевых условиях, как на образцах, так и в массиве. Понятия «свойства грунтов» и «инженерно-геологические свойства горных пород» аналогичны.
Для выяснения характера расположения пластов, их мощности, положения уровня грунтовых вод, оказывающих большое влияние на состояние и свойства грунта, на месте строительства производят исследование грунта путём бурения, шурфовапия, зондирования и геофизических методов. Улучшение свойств грунта достигается введением цементирующих и вяжущих веществ, механическим уплотнением, осушением, обжигом, замораживанием и др. См. Закрепление грунтов, Замораживание грунтов, Уплотнение грунтов.
Лит.:Грунтоведение, под ред. Е. М. Сергеева, 3 изд., М., 1971; Сергеев Е. М., Грунтоведение, 2 изд., М., 1959; Цытович Н. А., Механика грунтов, М., 1963; Ларионов А. К., Инженерно-геологическое изучение структуры рыхлых осадочных пород, М., 1966; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел Б, гл. 1. Основания зданий и сооружений, М., 1962; Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород, т. 1-2, М., 1968.
Е. М. Сергеев, М. В. Малышев.
Значение слова "Фундаменты зданий и сооружений" в Большой Советской энциклопедии
URL: http://bse.sci-lib.com/article117878.html
Фундаменты зданий и сооружении, части зданий и сооружений (преимущественно подземные), которые служат для передачи нагрузок от зданий (сооружений) на естественное или искусственное основание (см. Основания сооружений).
 | |
| Рис. 1. Сборные фундаменты: а — ленточный под стену; б — прерывистый под стену; в — стаканный под колонну; г — составной под колонну; 1 — стена здания; 2 — стеновой фундаментный блок; 3 — блок-подушка; 4 — колонна. |
Фундаменты мелкого заложения подразделяются на ленточные под несущие и самонесущие стены (рис. 1, а); ленточные под ряд колонн (рис. 1, б); столбчатые под стены; отдельные под колонны (рис. 1, в), а в комбинации с фундаментными балками — и под стены; сплошные в виде плоских (рис. 1, г) или ребристых плит (под всем сооружением или его частью); массивные (под всем сооружением). Такие фундаменты обычно выполняют ступенчатыми, с уширением книзу. Верхняя поверхность фундамента, отделяющая его от вышележащей части здания (сооружения), называется обрезом, а нижняя, опирающаяся на грунт основания, — подошвой. Расстояние от обреза до подошвы называется высотой фундамента, расстояние от планировочной отметки поверхности земли до подошвы — глубиной заложения фундамента. В отдельных фундаментах в их верхней части (называемой подколонником) устраивается углубление (стакан) для установки колонн.
Выбор типа фундамента определяется инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями строительной площадки, назначением и конструктивными особенностями здания или сооружения, величиной нагрузки, передаваемой на фундамент, а также производственными возможностями строительной организации. Глубина заложения Ф. з. и с. устанавливается в зависимости от свойств и характера напластований грунтов, уровня грунтовых вод (с учётом его колебаний в процессе строительства и эксплуатации сооружения), величины и характера действующих на основание нагрузок, глубины заложения подземных коммуникаций и фундаментов под машины и оборудование, климатических особенностей района строительства (глубины сезонного промерзания и т.п.). Принятая глубина заложения фундамента должна быть достаточной для обеспечения устойчивости основания и исключения возможности пучения грунта (при его промерзании) и осадки (при оттаивании). В непучинистых грунтах при залегании уровня грунтовых вод на значительном расстоянии от поверхности земли допускается закладывать подошву фундамента выше глубины промерзания грунта. Размеры подошвы Ф. определяют, исходя из условия, чтобы среднее давление на основание не превышало расчётного давления, величина которого зависит от вида и свойств грунта, глубины заложения фундамента, конструктивных особенностей сооружения. При назначении размеров подошвы фундамента учитывают предельные величины вертикальных деформаций (осадки, подъёмы), при которых ещё обеспечивается необходимая прочность надфундаментных конструкций и соответствие здания (сооружения) технологическим или архитектурным требованиям. При действии значительных горизонтальных нагрузок (в т. ч. сейсмических), а также в случае водонасыщенных глинистых и заторфованных грунтов должна быть обеспечена, кроме того, устойчивость основания.
Расчёт конструкции Ф. з. и с. производится по прочности и по величине раскрытия трещин. Фундаменты мелкого заложения обычно устраиваются монолитными — из каменных материалов, бутобетона, бетона и железобетона. Ленточные, отдельные (под колонны), сплошные и массивные фундаменты, как правило, выполняются из железобетона. Материалы, применяемые для устройства Ф. з. и с., должны обладать необходимой водо- и морозостойкостью. В современном строительстве весьма эффективны сборные ленточные фундаменты под стены зданий (рис. 2, а), выполняемые из типовых железобетонных блоков-подушек и бетонных становых блоков или панелей. Блоки-подушки можно укладывать с разрывом, образуя прерывистый фундамент (рис. 2, б). Осадка последнего оказывается меньше, чем ленточного, поэтому давление под его подошвой может быть повышено на 20-30%. Сборные фундаменты под отдельные колонны и столбы устраивают из блоков стаканного типа (рис. 2, в) или из нескольких блоков-подушек (рис. 2, г).
Фундаменты зданий с подвалами при высоком уровне грунтовых вод должны иметь гидроизоляцию, исключающую возможность затопления подвалов. Для защиты Ф. з. и с. от действия агрессивных грунтовых вод применяют плотный бетон со специальными добавками, а также обмазочную, оклеечную и др. виды гидроизоляции.
Фундаменты мелкого заложения обычно возводятся в котлованах или траншеях. Получает распространение метод вытрамбовывания котлованов (под отдельные фундаменты) или траншей (под ленточные фундаменты) с помощью трамбующих машин. В этом случае исключаются земляные работы и обеспечивается дополнительное уплотнение грунта основания.
Около 80 % фундаментов жилых и производственных зданий имеет мелкое заложение. Фундаменты глубокого заложения устраивают с применением набивных или забивных свай (см. Свайный фундамент), глубоких опор (набивных или из оболочек), опускных колодцев и кессонов. Их применение целесообразно при слабых, просадочных, набухающих и др. грунтах с особыми свойствами, высоком уровне грунтовых вод и особенно при возведении мостов и глубоких подземных сооружений.
Лит.: Сорочан Е. А., Сборные фундаменты промышленных и жилых зданий, М., 1962; Справочник инженера-строителя, т. 1, М., 1968; Основания и фундаменты, под ред. Н. А. Цытовича, М., 1970: Строительные нормы и правила, ч. 2, гл. 15-15а. Основания зданий и сооружений, М., 1974-75.
Е. А. Сорочан.
Значение словосочетания "Основания сооружений" в Большой Советской Энциклопедии
URL: http://bse.sci-lib.com/article085382.html
Основания сооружений, массивы горных пород, непосредственно воспринимающие нагрузки от сооружений. В основаниях сооружений возникают деформации от нагружения их сооружениями.
Основаниями сооружений могут служить все виды горных пород: скальные (скальные основания сооружений) и рыхлые (грунтовые основания сооружений, см. Грунт).
Основания сооружений, образуемые горными породами в их природном, естественном залегании, называется естественными основаниями; если же для устройства оснований горные породы уплотняются или закрепляются, то такие основания сооружений называются искусственно укреплёнными основаниями.
Основания сооружений воспринимают нагрузку, передаваемую на них сооружениями через фундаментную конструкцию (см. Фундаменты зданий и сооружений). Правильный выбор вида основания и фундамента, помимо обеспечения долговечности сооружения и нормальных условий его эксплуатации, имеет большое экономическое значение.
В современном строительстве затраты на устройство оснований и фундаментов составляют 15—20 % стоимости всего сооружения, трудовые затраты 12—15 % общих затрат труда. Возведение подземной части сооружения занимает 20—35 % времени, отводимого на строительство объекта в целом. В СССР совершенствование проектирования (и устройства) оснований сооружений достигнуто в результате замены расчёта основания сооружений по допускаемым давлениям (не учитывавшего в полной мере условий взаимодействия сооружения и его основания) расчётом по предельным состояниям (см. Предельное состояние), а также за счёт типизации конструктивных элементов фундаментов и применения эффективных методов работ.
Метод расчёта основания сооружений по предельным состояниям, являющийся достижением сов. школы механики грунтов и фундаментостроения, исходит из объективных характеристик грунтов, условий их залегания и особенностей проектируемого сооружения. Использование этого метода обеспечивает повышение эксплуатационных качеств сооружений, полное использование несущей способности грунтов основания и более рациональное расходование материалов.
При строительстве на грунтовых основаниях рассматривают 2 вида предельных состояний: по несущей способности основания (ограничение нагрузки пределами, гарантирующими основание от разрушения) и по деформации основания (ограничение деформации надфундаментных конструкций при деформациях основания пределами, гарантирующими сохранение прочности и нормальных условий эксплуатации конструкций).
Исчерпание несущей способности (потеря устойчивости) основания сопровождается образованием в грунте поверхностей скольжения, для которых соотношение между нормальными (s) и касательными (t) напряжениями от нагрузки сооружением и от собственного веса грунта выражается формулой Кулона: t = s tg j + с, где j и с — параметры грунта (угол внутреннего трения и сцепление), характеризующие его сопротивление сдвигу при данных условиях нагружения грунта. Опытами подтверждена правомерность использования формулы Кулона для большинства грунтов при давлении s до 700 кн/м2 (7 кгс/см2). Для сильно сжимаемых грунтов (с модулем деформации Е 5 Мн/м2, или 50 кгс/см2) зависимость t = f (s) криволинейна; в этих случаях для решения задач об устойчивости оснований применяются методы нелинейной механики грунтов.
Совместные деформации основания и сооружения и их предельные значения могут быть следующих видов: абсолютная осадка фундамента; средняя осадка сооружения; относительная неравномерность осадок соседних фундаментов; крен фундамента или сооружения в целом; относительный прогиб участка сооружения; относительный угол закручивания сооружения; горизонтальные перемещения фундамента или сооружения. Неравномерные деформации основания (изгиб, закручивание и т.п.) могут привести к повреждениям конструкций сооружения, в то время как равномерная осадка и крен сооружения оказывают влияние лишь на его эксплуатационного качества. Строительные нормы и правила устанавливают предельные значения отдельных видов деформаций оснований различных сооружений.
Осадки оснований сооружений под отдельными фундаментами определяются соответствующими расчётными методами как осадки центров тяжести их подошвы. При балочных фундаментах или фундаментах в виде сплошных плит решают задачу расчёта конструкций на упругом (сжимаемом) основании, полагая S (x, у) = W (x, у), где S (x, у) — осадка поверхности грунта под фундаментом в точке с координатами х и у, контактирующей с подошвой фундамента, a W (x, у) — вертикальное перемещение точки подошвы фундамента с теми же координатами.
Решение задачи основано на рассмотрении системы двух уравнений, описывающих изгиб конструкции сооружения и осадку основания при нагружении его фундаментом. Совместное решение уравнений изгиба фундаментной балки или плиты и осадки основания выполняется приближёнными методами. При этом широко используются ЭВМ. Применяя метод итерации (последовательного приближения), можно также получать решения при сложных закономерностях изменения свойств грунтов основаниий сооружений (как по глубине, так и по протяжённости), в том числе и нелинейных.
Особые задачи расчёта и проектирования оснований сооружений возникают в случаях, когда основание сложено: вечномёрзлыми грунтами (см. Многолетнемёрзлые горные породы); грунтами повышенной деформативности (т. н. слабыми грунтами — илами, иловатыми и заторфованными); грунтами просадочными и набухающими при замачивании.
Передача на основания сооружений нагрузки от сооружений со свайными фундаментами (см. Сваи, Свайный фундамент) имеет также особый характер, учитываемый при расчёте устойчивости фундаментов. Однако нормативы предельных деформаций оснований сооружений и при этой конструкции фундамента сохраняются те же.
Скальные породы используются в качестве основания преимущественно при строительстве транспортных (например, опоры мостов) и гидротехнических (основания плотин) сооружений. При этом учитывают природную неоднородность скального основания (сложную ориентированность слоистой породы и различие механических свойств слоев), трещиноватость скальных грунтов и наличие в них в отдельных случаях пустот (см. Карст). При строительстве гидротехнических сооружений возникает необходимость борьбы с фильтрацией воды в основания сооружений, что требует уплотнения и закрепления грунтовых оснований или цементации трещиноватых скальных пород (см. Уплотнение грунтов).
Лит.: Флорин В. А., Основы механики грунтов, т. 1—2, Л. — М., 1959—61; Терцаги К., Теория механики грунтов, пер. с нем., М., 1961; Маслов Н. Н., Основы механики грунтов и инженерной геологии, 2 изд., М., 1968: Основания и фундаменты, М., 1970; Цытович Н. А., Механика грунтов. Краткий курс, 2 изд., М., 1973.
Н. А. Цытович, Р. С. Шеляпин.