22 Особенности расчета фундаментов в сейсмических р-нах. Конструктивные мероприятия при устройстве фундаментов в сейсмических районах
Сейсмическими явлениями или землетрясениями называются колебания земной поверхности в результате проявления внутренних сил земли. Землетрясения, вызывая колебания зданий и сооружений, приводят к возникновению сил инерции, оказывающих дополнительные воздействия на строительные конструкции. Силы инерции, возникающие при колебаниях земной коры, называют сейсмическими воздействиями, которые учитываются при 7...9 баллах. При 10 баллах строительство разрешается только в исключительных случаях.
Т.о. при расчете зданий и сооружений в сейсмических районах, кроме обычных нагрузок и воздействий, учитывают также сейсмические силы инерции. Расчет условно ведут в предположении статического действия этих сил, величину которых определяют по формуле
S = 
, (1)
где Р — вес сооружения или элемента его конструкции; g - - ускорение силы тяжести; 
— сейсмическое ускорение.
Сейсмический коэффициент kc, характеризующий интенсивность землетрясений, равен отношению наибольшего ускорения к ускорению силы тяжести g.
kc= / g
Для определения сейсмических сил инерции, приложенных к сооружению или отдельным его частям, формулу (1) применяют в виде:
S = α kc P , (2)
где α — коэффициент, зависящий от динамических свойств сооружения.
Сейсмические силы в сочетании с другими нагрузками относят к особым воздействиям. Поэтому нагрузки от собственного веса считают без коэффициента перегрузки, а полезные и снеговые нагрузки принимают по нормативным значениям с коэффициентом 0,8. Влияние ветровой нагрузки, тормозных усилий от движения кранов, а также инерционных сил от грузов, закрепленных на гибких подвесках, не учитывают.
При расчете естественных оснований для маловлажных и непросадочных грунтов вводят дополнительный коэффициент условий работы mкр =1,2. Эксцентриситеты при сейсмических нагрузках допускают до четверти ширины подошвы ленточных фундаментов.
Сейсмическая сила инерции, определяемая формулой (2), может иметь любое направление, из которых принимают наиболее невыгодное.
Для динамического расчета зданий и сооружений или их элементов в последнее время стали применять ф-лу
S = kc β η Р, (3)
где β - коэффициент динамичности, зависящий от периода свободных колебаний сооружения или его элементов; η -коэффициент, зависящий от формы колебаний и позволяющий учесть характер распределения инерционных сил.
При проектировании необходимо также предусмотреть, чтобы период собственных колебаний сооружения или отдельных его элементов не совпадал с периодом сейсмических колебаний, иначе наступит явление резонанса и сооружение может разрушиться.
Проектирование сооружений и их фундаментов для сейсмических условий должно исходить из принципов создания равнопрочной их конструкции. Нельзя допускать слабых узлов и элементов, преждевременный выход которых из строя может привести к разрушению сооружения.
При выборе площадки строительства следует избегать территорий со слабыми грунтами. Наилучшим основанием являются скальные и полускальные породы, плотные гравелистые и крупные пески. Водонасыщенные мелкие пески и пластичные глинистые грунты являются наименее устойчивыми к сейсмическим силам.
Фундаменты зданий для сейсмических районов в основном можно подразделить на два типа. К первому из них относят фундаменты, надежность которых повышается дополнительным армированием и другими средствами усиления. В фундаментах второго типа предусмотрено устройство в виде упругой связи с надфундаментной конструкцией, которое позволяет снизить воздействие сейсмических сил на сооружение.
В практике строительства имеют распространение лишь фундаменты первого типа.
Под несущие стены применяют преимущественно ленточные фундаменты, монолитные или сборной конструкции. В углах и местах взаимного примыкания их усиливают арматурными связями или установкой продольной арматуры на всем их протяжении. Арматуру поверху сборных фундаментов укладывают в слое цементного раствора. Степень усиления фундаментов назначают в зависимости от расчетной сейсмичности здания или сооружения и вида грунтов их основания. Более надежное усиление требуется при строительстве на грунтах, обладающих большей сжимаемостью. Столбчатые фундаменты перекрывают рандбалками, которые делают непрерывными по всей их длине. Фундаменты сборной конструкции должны надежно замоноличиваться. В сейсмических районах возможно устройство свайных фундаментов. Опыт показал, что свайные фундаменты являются устойчивыми по отношению к сейсмическим силам, если они находятся в сжимаемых грунтах. Заделка нижних концов свай в прочный грунт ухудшает их работу. Однорядное расположение свай не рекомендуется. Ростверки должны быть монолитными и жестко связаны со сваями. В каркасных зданиях допускается применение отдельных фундаментов, которые должны раскрепляться железобетонными вставками.
Глубину заложения фундаментов принимают такой же, как и для несейсмических районов. Их подошву всегда стремятся расположить в одном уровне и на однородном грунте. При необходимости устроить заложение на разных отметках изменения в глубине заложения осуществляют уступами не круче 1 : 2 при высоте уступа не более 50 см. В скальных грунтах уступы устраивают без указанных ограничений. Естественные основания предпочитают свайным фундаментам. Подошву фундаментов, как правило, устраивают горизонтальной, без уступов. Высокие свайные ростверки под опоры больших и средних мостов допускают с применением наклонных свай как вдоль, так и поперек моста. Устои стремятся проектировать наиболее простыми по форме. Избегают применения каменных и бетонных опор в виде отдельно стоящих столбов, а при расчетной сейсмичности 9 баллов они не допускаются.
23. Особенности набухающих грунтов и виды фундаментов на них.
Набухают при замачивании водой, за счет инфильтрации вод, накопление паровой воды под сооружениями большой площади.
Мероприятия, проводимые при строительстве на набухающих грунтах:
1. Можно сделать предварительное замачивание.
2. Отсыпка песчаных подушек.