Определение мощности активной зоны сжимаемой толщи в основании фундамента

Обновлено: 17.05.2024

Расчет осадки оснований фундаментов методом послойного суммирования. Определение мощности сжимаемой толщи.

В основу метода послойного суммирования положены следующие допущения: 1) грунт в основании представляет собой сплошное изотропное линейно деформируемое тело; 2) осадка обусловлена действием только давления ; 3) боковое расширение грунта в основании невозможно; 4) давление определяется под центром подошвы фундамента; 5) при определении давления различием в сжимаемости грунтов отдельных слоёв пренебрегают; 6) фундамент не обладает жёсткостью; 7) деформации рассматриваются только в пределах сжимаемой толщи мощностью .

Сущность метода заключается в определении полной осадки основания путём суммирования осадок отдельных слоёв, для каждого из которых устанавливается своё значение сжимающих напряжений и модуля деформации.

Слои выделяются в пределах некоторой ограниченной по глубине толщи, ниже которой деформациями грунта можно пренебречь из-за их малости. Эта ограниченная по глубине толща носит название активной зоны или сжимаемой толщи грунта.

Расчет осадки выполняется графоаналитически. Порядок расчёта сводится к следующему:

1) Вычерчивается геологический разрез и в том же масштабе наносится разрез фундамента.

2) Толща грунта ниже подошвы фундамента разбивается на отдельные слои на глубину, равную трёхкратной ширине фундамента. Толщина элементарных слоёв назначается в пределах D_i = (0,2 ¸ 0,4)b.

3) Для вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, вычисляют и строят эпюру природного давления. .

4) Вычисляют и строят эпюру дополнительных давлений ,

5) Определяют нижнюю границу сжимаемой толщи исходя из условия и ее мощность Н_с. Для этого справа от вертикали строят вспомогательную эпюру . Пересечение эпюры дополнительных давлений со вспомогательной эпюрой дает нижнюю границу сжимаемой толщи.

6) В пределах каждого слоя определяют осадку от среднего значения дополнительных давлений в этом слое

( для всех грунтов).

7) Производят суммирование осадок по слоям до нижней границы сжимаемости толщи

Механика грунтов / УМК по механике грунтов / Лекция 12 Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов

Общая осадка грунтового основания в пределах сжимающей толщи H c , будет равна сумме сжимающих деформаций элементарных слоев :

12.6.3. Определение границы сжимаемой толщи

Глубина активной зоны сжатия H c соответствует такой глубине, ниже которой деформациями грунта при определении осадки основания можно пренебречь.

Анализ теоретических и экспериментальных данных показывает , что

величина активной зоны сжатия зависит от характера распределения сжимающих напряжений по глубине , от плотности песчаных грунтов и консистенции глинистых , от величины структурной прочности и даже от величины начального градиента напора .

Учесть все эти факторы при назначении глубины активной зоны достаточно сложно .

В настоящее время нашли применение упрощенные методы назначения глубины активной зоны :

1 метод . Основывается на составлении напряжений от дополнительного давления σ zp и напряжений от собственного веса грунта

σ zg . При этом граница сжимаемой толщи определяется по условию :

где ξ – коэффициент принимаемый равным 0.2 для обычных грунтов , 0.1 для слабых грунтов (E 0 ≤ 5 МПа ) и 0.5 для гидротехнических сооружений с большой площадью опирания .

На практике граница сжимаемой толщи определяется на пересечении эпюры σ zp и вспомогательной эпюры ξ × σ zg , рис . 12.17.

Данный метод является достаточно условным , однако он заложен в нормах проектирования , и является общепринятым , в том числе и за рубежом .

Рис . 12.17 Определение границы сжимаемой толщи .

2 метод . Рядом авторов предлагается учитывать сжатие слоев грунта в пределах H c , где структурная прочность грунта меньше величины сжимающих напряжений . Т . е . где выполняется условие :

Данный метод наиболее полно отвечает физической природе грунта , но из - за сложности определения величины P стр в лабораторных и полевых условиях этот метод не нашел широкого применения на практике .

12.6.4. Алгоритм определения осадки грунтового основания методом послойного суммирования

Учитывая , что данный метод широко используется в практике проектирования обобщим вышесказанное и составим упрощенную блок - схему расчета осадки фундамента методом послойного суммирования , рис . 12.18.

Рис .12.18. Блок - схема к определению осадки методом послойного суммирования

12.7. Учет влияния нагрузки от близлежащих сооружений

В практике строительства известны случаи повреждения зданий и сооружений после приложения вблизи их дополнительной нагрузки . К

примеру , если вблизи существующего здания возводится новое , складируются строительные материалы ( песок , щебень и т . п .) или когда производится планировка близлежащей территории отсыпкой .

В этом случае в основании под существующем зданием возникают дополнительные деформации которые , как правило неравномерны . Все это

приводит к развитию повреждений в надземных конструкциях вплоть до их разрушения ( рис . 12.20).

Поэтому при проектировании зданий и сооружений вблизи существующих всегда необходимо оценить степень влияния новой нагрузки на осадку оснований существующих фундаментов .

Рис . 12.20. Образование повреждений от дополнительной

нагрузки вновь возводимого здания

Определение дополнительной осадки производится методом послойного суммирования . В этом случае при определении напряжения

под фундаментом методом угловых точек находятся напряжения от дополнительной нагрузки , рис . 12.21. Общее снижающее напряжение в i слое будет равно :

, i = σ zp , i + σ zp . ad , i

где σ zp , i - сжимающее

давление от нагрузки существующего

σ zp . ad , i - дополнительные напряжения от нового фундамента .

Как видно из расчетной схемы , рис .12.21 дополнительное давление

от нового фундамента приводит не только к увеличению значений сжимающих напряжений , но к увеличению глубины сжимаемой толщи

Рис . 12.21 Расчетная схема к определению осадки

от дополнительной нагрузки

12.8. Метод эквивалентного слоя

Метод эквивалентного слоя , так же как и все предыдущие методы , базируется на принципе линейной деформируемости грунта . Основное преимущество метода – чрезвычайно простая техника вычислений при расчете осадок , особенно при однородном основании .

Наиболее широко данный метод используется при расчете задач фильтрационной консолидации грунтов , позволяя сложную

пространственную задачу теории консолидации грунтов привести к эквивалентной одномерной ( лекция 13).

Эквивалентным слоем грунта называется слой, осадка которого при сплошной нагрузке S h равна осадке фундамента на однородном линейно–деформируемом полупространстве S о

Для определения мощности эквивалентного слоя рассмотрим осадку грунта на однородном линейно - деформируемом основании (12.4):

ω × b ( 1 - 2 υ 0 2 ) × P 0

и осадку грунта при сплошной нагрузке (4.9)

S h = h e × m v × P 0

где h e - толщина эквивалентного слоя .

При деформировании грунта без возможности бокового расширения :

По определению эквивалентного слоя :

Подставив (12.14), (12.15) в (12.16) получим :

где А v = ( 1 - υ 0 ) 2

Из выражения (12.17) видно , что мощность эквивалентного слоя

грунта зависит от коэффициента бокового расширения грунта от формы и размеров площади загружения , а так же от жесткости фундамента и его формы .

При известной величине эквивалентного слоя осадка легко определятся из выражения (12.15).

Для удобства выполнения расчетов составлены таблицы по которым в зависимости от величины υ 0 , соотношения сторон площади загружения

l b приведены значения коэффициента А × ω , как для определения максимальной и средней осадки гибких фундаментов ( А ω 0 , А ω m ), так и для абсолютно жестких фундаментов ( А ω const ).

В случае , если грунтовое основание неоднородного по глубине

осадка основания определяется с использованием средневзвешенного коэффициента относительной сжимаемости m vm :

S = h e × m vm × P 0

При определении m vm , учитывается , что напряжения с глубиной уменьшаются и , следовательно , с глубиной уменьшается влияние

деформационных свойств нижележащих слоев грунта на общую осадку основания .

Для этого сложную форму эпюры сжимающих напряжений σ z можно заменить на треугольную , высотой h a , рис . 12.22.

Осадка основания при треугольной эпюре может быть определена как площадь эпюры σ z р с учетом коэффициента относительной сжимаемости грунта m vm .

S = h a × m vm × P 0 2

Приравняв (12.19) и (12.15) получим :

Рис . 12.22. К расчету средневзвешенного коэффициента

относительной сжимаемости грунта для неоднородного основания

Среднее сжимающее напряжение σ z р ,i в пределах i- го слоя будет равно :

σ zp , i = P 0 Z h i

Полная осадка слоев грунта в пределах активной зоны будет равна сумме осадок отдельных слоев .

S = å h i × m vi × σ zp , i = å h i × m vi × P 0 ×

Приравняв полученное выражение к правой части уравнений (12.18) и выразив относительно m vm получим :

å h i × m 0 i × Z i

где h e = h a 2 ( из уравнения (12.20).

Учитывая , что метод эквивалентного слоя построен на ряде существенных допущений , применять его при проектировании оснований и фундаментов рекомендуется для прикидочных , ориентировочных расчетов . Кроме того , его не рекомендуется использовать при площади подошвы фундамента более 50 м 2 .

Вопросы для самоконтроля

1. Какому виду деформации соответствет перемещение основания по направлению действия сил гравитации ?

2. За счет чего происходит осадка грунтового основания во второй фазе напряженно - деформируемого состояния грунта ?

3. Перечислите основные допущения при определении деформаций грунтового основания в линейной постановке .

4. При равном давлении под подошвами двух фундаментов с различной

площадью опирания какой будет иметь большую осадку ?

5. Запишите уравнение для определения осадки основания как однородного линейно - деформируемого полупространства ?

6. Сформулируйте допущения при определении осадки основания

методом послойного суммирования ?

7. Что представляет собой дополнительное давление на уровне подошвы фундамента ?

8. Как определяется граница сжимаемой толщи при расчете осадки методом послойного суммирования ?

9. Запишите уравнение для определения осадки основания по методу послойного суммирования ?

10. Что является причиной развития дополнительных деформаций основания под подошвой существующих фундаментов при возведении сооружения вблизи существующего здания .

Определение мощности активной зоны (сжимаемой толщи) в основании фундамента.

Понятие эквивалентной эпюры было введено Н.А. Цытовичем при замене криволинейной эпюры вертикального давления под центром тяжести подошвы фундамента на треугольную. Такой приём может быть применён с достаточной точностью для инженерной практики при решении задач по осадке фундамента на слоистом (многослойном) основании.

Осадку фундамента по методу эквивалентного слоя можно определить из выражения:

P₀-доп. давление по подошве фундамента

m_v-коэф. отн. сжимаемости

h_e-толщина эквивалентного слоя

С другой стороны, осадка данного фундамента может быть определена) как произведение площади треугольной эквивалентной эпюры на коэффициент относительной сжимаемости грунта:

В том и другом выражениях, поскольку левые части равны, то приравниваем их правые части и получаем: H=2h_e

Тогда высота эквивалентной эпюры или величина H – мощность активной зоны, в пределах которой практически деформируется грунт под действием уплотняющих давлений, составит: Н=2h_е.

Основные причины развития неравномерных осадок здания и мероприятия по их уменьшению.

Неравномерные осадки грунтов основания совместно со зданием происходят, с одной стороны, в результате неоднородных напластаваний и состава грунтов основания (разные толщины и выклинивание отдельных пластов грунта, наличие линз, отдельных включений, разная деформативность и скорость затухания осадки различных слоев во времени, изменение уровня подземных вод и т.д.) и, с другой стороны, в результате конструктивных и эксплуатационных особенностей как всего сооружения, так и его фундаментов (жесткость-гибкость несущих конструкций, разные нагрузки на фундаменты одинаковых и различных размеров и глубин заложения, изменение их нагружения в период эксплуатации, влияние пригрузки соседними сооружениями, материалами, готовой продукцией

Виды деформаций оснований зданий и сооружений. Предельно допустимые их значения.

* — относительная разность осадок - отношение разности в осадке двух участков фундамента к расстоянию между этими участками.

Превышение предельных деформаций основания

Превышение предельных значений деформации или неравномерность осадки влечет за собой деформации, перемещения, и, в крайнем случае, разрушения дома (сооружения).

Различают следующие виды деформаций дома (сооружения):

· выгиб, прогиб – искривления сооружения. Опасная зона растяжения при выгибе расположена в верхней части дома, при прогибе - в нижней. Возникают в зданиях и сооружениях, не обладающих большой жесткостью. Чем больше жесткость сооружения, тем меньше величина прогиба/выгиба;

· перекос - возникает в конструкциях вследствие неравномерных осадок на участке небольшой протяженности;

· крен –возникает в относительно высоких зданиях при значительной изгибной жесткости строения. Рост крена – опасен для здания и может привести к его последующему разрушению;

· скручивание – возникает при разном крене по длине сооружения. Напряжения развиваются как в элементах стен, так и в конструкциях перекрытий;

· горизонтальные перемещения - возникает в фундаментах, в подпорных стенках или в стенах подвалов, при воздействии на них горизонтальных усилий.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Проверка напряжений по подошве фундамента

Размеры подошвы фундамента должны быть подобраны таким образом, чтобы давления по подошве фундамента от внешней нагрузки не превышало допустимых значений, а именно:

; ;. (17)

Для фундамента, необходимо всю нагрузку собрать на подошву фундамента, чтобы произвести проверку напряжений по подошве:

- вес грунта обратной засыпки (N_гр) – обратная засыпка выполняется песком с удельным весом γ_II= 18 кН/м 3 и углом внутреннего трения φ_II= 30;

- вес бетонного пола - – удельный вес бетона принимается равным 22 кН/м 3 ;

- усилия от горизонтального давления грунта обратной засыпки на стену подвала, при этом необходимо учитывать временную нагрузку на поверхность грунта интенсивностью q= 10 кПа.

Среднее давление по подошве фундамента Р_ср, определяется по формуле:

, где (18)

Р_max, Р_minопределяется по формуле:

, (19)

здесь - эксцентриситет приложения нагрузки;

А – площадь подошвы запроектированного фундамента, м 2 .

Если условия (17) не выполняются, меняют размеры подошвы фундамента. При незначительной разнице Р и R(примерно 5% - в пределах точности инженерных расчетов), выбранные размеры фундамента оставляют неизменными.

В противном случае необходимо увеличить или уменьшить размеры подошвы фундамента и заново определить N_ф,N_гр, Р иRс последующей проверкой условий (17).

Проверка слабого подстилающего слоя.

Если верхние слои грунта, на которые опирается фундамент, подстилается менее прочными, то необходимо выполнять проверку слабого подстилающего слоя.

Проверка слабого грунта согласно СНиП 2.02.01-83*, заключается в обеспечении условия:

, (20)

где - вертикальные напряжения в грунте на глубинеzот подошвы фундамента до слабого подстилающего слоя соответственно дополнительное от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта, кПа;R_z– расчетное сопротивление слабого грунта расположенного на глубинеzот подошвы фундамента, кПа.

Расчет осадки фундамента

Для основания сложенного нескальными грунтами расчет по деформациям является необходимым. Расчет сводится к определению абсолютной осадки отдельного фундамента. Полученные величины в результате расчета сравнивают с предельно допустимыми, приведенными в СНиП 2.02.01-83*:

(21)

где S- деформация фундамента по расчету;

S_u- предельное значение деформации, определяемое по прилож. 4 СНиП 2.02.01-83*.

Осадку фундамента можно рассчитывать любым методом, но обязательным является применение метода послойного суммирования. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определятся в следующей последовательности:

Выполняется схема запроектированного фундамента, совмещенная с геологическим разрезом (рис. 12).

Сжимаемая толща грунтов, расположенная ниже подошвы фундамента, разбивается на элементарные слои толщиной h_i≤ 0,4bна глубину примерно 3b, гдеb– ширина подошвы фундамента. При этом границы элементарных слоев должны совпадать с границами слоев грунта.

3. Строится эпюра природного давления σ_zq, возникающих в основании от веса выше лежащих слоев грунта. При высоком положении УГВ удельный вес грунта берется с учетом взвешивающего действия воды. В случае если имеем водонепроницаемый грунт (глина, суглинок сI_L ≤ 0), тогда на поверхность этого слоя передается дополнительное давление водяного столба (γ_wh_w). Значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого элементарного слоя определяются по формуле:

, (22)

где γ_i– удельный весi-го слоя грунта, с учетом взвешивающего действия воды, кН/м 3 ;

h_i– толщинаi-го слоя грунта, м.

4. Строится эпюра дополнительного (уплотняющего) вертикального давления σ_zp под подошвой фундамента. Начальная ордината эпюры в уровне подошвы фундамента σ_zq₀ определяется по формуле:

; (23)

где σ_zq₀– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа;σ_zq₀- вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа;

P– среднее давление на грунт по подошве фундамента от нормативных нагрузок, кПа.

Значения дополнительных вертикальных напряжений в грунте вычисляются по формуле:

, (24)

где α_i– коэффициент рассеивания напряжений, принимаемый по таблице 9 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундаментаn=l/bи относительной глубины, равнойm= 2z/b.

Величины дополнительных вертикальных напряжений определяются на границах элементарных слоев.

5. Определяется глубина активной зоны (сжимаемой толщи).

Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине, где выполняется следующее условие при Е ≥ 5,0 МПа:

(25)

Если найденная граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5,0 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже сжимаемой толщи, то нижняя граница ее определяется из условия:

(26)

6. Определяется осадка (S_i) каждого элементарного слоя, который попадает в сжимаемую толщу, по формуле:

, (27)

где β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σ_zpi– среднее значение дополнительного вертикального напряжение вi-том слое грунта, кПа;

h_iиE_i - соответственно толщина (м) и модуль деформации (кПа)i-го слоя грунта.

7. Определяется расчетная величина осадки фундамента как сумма осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи основания:

(28)

где n– число элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи.

Все вычисления осадки выполняется в табличной форме (таблица 10) и по полученным результатам строятся эпюры σ_zqи σ_zp_.

Т а б л и ц а 10

Номер элементарного слоя

Глубина подошвы элементарного слоя

от подошвы фундамента, z_i (м)

Удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды

Природное давление σ_zq

на глубине z_i, кПа

Дополнительное давление σ_z_р

на глубине z_i, кПа

Среднее давление в слое

, кПа

Модуль деформации каждого слоя Еi, кПа

Т а б л и ц а 9 Значения коэффициентов рассеивания напряжений

или

Коэффициентыдля фундаментов

Прямоугольных с соотношением сторон

, равным

Ленточных при

Что понимают под осадкой фундаментов и из каких величин она складывается?

Осадками фундаментов сооружений называются их вертикальные смещения, вызванные деформацией их основания под действием нагрузки от сооружения.

При возведении фундаментов общая осадка их в условиях современного строитель-ства складывается из трёх величин: 1-неупругой (структурной) полностью остаточной осадки деформаций верхнего слоя грунта при подготовке котлованов землеройными машинами; 2-пластических местных выдавливаний грунта (вследствие неровностей поверхности) в момент установки фундаментов и их загрузки и 3- длительных осадок уплотнения и затухающей ползучести сжатой зоны грунта под фундаментами.

70. Что необходимо знать, чтобы приступить к расчету осадки фундамента?

Прежде чем приступить к расчету необходимо знать:

1) геологическое строение места строительства с указанием мощности (толщины) отдельных слоёв грунта, уровня грунтовых вод и физико-механических свойств грунтов основания на всю активную зону сжатия ( коэффициенты пористости, сжимаемости, плотноти всех элементов грунта, характеристики прочности (угол внутреннего трения, сцепление), а также для связных грунтов- коэффициент фильтрации, структурной прочности, начального градиента напора и для плотных и вязких глин-параметров ползучести);

2) размеры и форму фундамента (по предварительным расчетам) и чувствитель-ность сооружений ( разрезных, жестких рамных, массивных и т.п.) к неравномерным осадкам;

3) данные о глубине заложения фундамента и нагрузке на грунт от надфундамент-ных конструкций.
71. Чему равна осадка слоя грунта при сплошной нагрузке (основная задача)?

При действии сплошной нагрузки ( распространённой на значительные расстояния в стороны) слой грунта (см. рис.) будет испытывать только сжатие без возможности бокового расширения (аналогично компрессионным испытаниям). Т.е. имеем одномерную задачу компрессионного уплотнения грунтов, и для определения полной стабилизацион-ной осадки пользуются компрессионной кривой (см. рис.)

Осадка S равна разности высот грунта до уплотнения нагрузкой и после:

; или , это и есть формула для полной осадки, а

учитывая, что (см. закон уплотнения) ,

здесь = есть коэффициент относительной сжимаемости, и подставив m_v

получим S=hm_vPили

Осадки не заканчиваются за время строительства (исключение составляют лишь чистые пески). На процесс развития осадок во времени влияет как водопроницаемость грунтов, так и ползучесть скелета грунта, а также деформируемость всех компонентов, составляющих грунт (поровой воды, включений воздуха, паров и газов, органических веществ и т.п.).

Водонасыщенные пластичные и особенно текучепластичные (слабые) глинистые грунты дают наибольшие осадки, часто весьма медленно затухающие, и создают наибольшие затруднения для строителей. Осадки сооружений на этих грунтах могут достигать сотен сантиметров и протекать десятки и сотни лет.

73. Какая теория используется при определении осадки во времени и её предпосылки?.

Для полностью водонасыщенных грунтов наиболее широко применяемой в настоящее время теорией, позволяющей решать поставленные задачи, является теория фильтрационной консолидации грунтов.

Предпосылки теории фильтрационной консолидации:

1.
рассматривается полностью водонасыщенные грунты;

2.
скелет грунта принимается линейно деформируемым, напряжения в котором мгновенно вызывают его деформации;

3.
грунт не обладает структурностью, и внешнее давление, прикладываемое к нему, в первый момент времени полностью передаётся на воду;

4.
фильтрация воды в порах грунта полностью подчиняется закону Дарси.(см. вопрос)

73. Какие методы определения осадки приняты в расчетной практике?

Расчет осадок фундаментов имеет огромное практическое значение.

Все выше приведенные формулы (в вопросе 71) для определения осадки грунтовых оснований будут справедливы лишь для фазы уплотнения грунтов, т.е. необходимым условием применимости показанных ранее зависимостей для осадок будет: начР_кр_.:

где: Р- действующая нагрузка на грунт; начР_кр-начальное критическое давление, при котором под фундаментом не возникают зоны предельного равновесия (зоны сдвигов).

Метод послойного элементарного суммирования заключается в том, что осадку грунта под действием нагрузки от сооружения определяют как сумму осадок элементарных слоев грунта такой толщины, для которых можно без большой погрешности принимать при расчетах средние значения действующих напряжений и средние значения характеризующих грунты коэффициентов.

В методе учитываются только осевые сжимающие напряжения по условию невозможности бокового расширения грунта. При определении осадок мысленно выделяют в грунте под центром подошвы фундамента вертикальную призму высотой от уровня подошвы до глубины активной зоны сжатия h_а

Метод эквивалентного слоя базируется на теории линейно деформируемых тел, но чрезвычайно упрощает технику вычислений как в случае однородных, так и слоистых напластований грунтов. Основные зависимости метода эквивалентного слоя предложены проф.Цытовичем Н.А. еще в 1934г. и в последующие годы (1940-1968) значительно усовершенствованы.
74.Коков принцип расчета по методу послойного элементарного суммирования?

а для всей толщи

где: h_i –мощность отдельных слоев грунта,

E_0i-модуль общей деформации грунта.

Знак суммы распространяется на всю глубину активной зоны сжатия h_a

Глубина активной зоны сжатия h_a соответствует такой глубине, ниже которой деформациями грунтовой толщи можно пренебречь. По СНиП II-15-74 эта глубина должна удовлетворять условию

75.Коков принцип расчета осадки по методу эквивалентного слоя?

Метод эквивалентного слоя грунта, так же как и все предыдущие методы расчета осадок фундаментов, базируется на теории линейно деформируемых тел.

Для однородных на достаточную глубину грунтов определение полной стабилизи-рованной осадки фундаментов по методу эквивалентного слоя является строгим реше-нием теории уплотнения линейно деформируемого полупространства (см. вопрос 71).

где: h_э-мощность эквивалентного слоя равная:

коэффициент -зависит от формы и жескости фундамента и пропорционален ширине подошвы b.

-коэффициент относительной сжимаемости

Для определения осадок с прямоугольной площадью подошвы пользуются методом угловых точек.

76. Как изменится основная формула определения осадки по методу эквивалентного слоя для фундамента с круглой формой подошвы?

Для фундамента с круглой формой подошвы без большой погрешности пользуются следующим соотношением

Таким образом h_э-мощность эквивалентного слоя равная: .

и, как и для прямоугольного фундамента, по формуле определяют осадку .
77. Каков принцип расчета осадки по методу угловых точек?

Для определения осадки фундамента прямоугольной формы подошвы под любой точкой необходимо рассматриваемую точку расположить так, чтобы она была угловой.

Здесь следует рассмотреть три основных случая:

1.
точка М₁ (а) лежит на контуре загруженного прямоугольника;

2.
точка М₂ (б) лежит внутри загруженного прямоугольника;

3.
точка М₃ (в) лежит вне загруженного прямоугольника.

В первом случае осадка точки М₁ определится как сумма осадок угловых точек прямоугольников I и II, т.е.

где ;

Во втором случае загруженную площадь разбивают на четыре прямоугольника так, чтобы точка М₂ была угловой и тогда

где -толщина эквивалентного слоя для соответствующих площадей загрузки.

В третьем случае поступают аналогично, т.е. осадка складывается из алгебраической суммы осадок угловых точек прямоугольников загрузки.
78. Что называется "осадочным" давлением и какое обоснование дается тому, что осадка рассчитывается не на полную величину давления?

О садочным давлением р_оименуется разность давлений полного передаваемого основанию через подошву фундамента и "бытового" -природного давления, которое испытывает грунт на отметке заложения подошвы фундамента. Таким образом, осадка рассчитывается не на полную величину прикладываемого давления, а на уменьшенную. Обоснованием для этого служит то, что осадки в грунтовом массиве от веса вышележащей толщи уже завершились, а упругие деформации подъема незначительны, также как и повторные осадки (упругие и остаточные) при нагрузке в пределах давления от вышележащей толщи грунта. Поэтому кривая "осадка-нагрузка" будет иметь вид, показанный на рис.

а - нагрузка - полная разгрузка и вторичная нагрузка; б - условная схема, принимаемая в -методе элементарного суммирования для расчета осадок

79. Какие основные допущения заложены в расчете осадки способом послойного суммирования?

Основные допущения следующие:

1. Осадка происходит только при давлениях, превышающих природное давление на отметке заложения подошвы фундамента.

2.
Связь между давлением и относительной деформацией линейная и может быть описана зависимостью закона Гука,

3.
Напряжения в грунтовом массиве распределяются в соответствии с решениями теории упругости.

5.
Считается, что грунт не претерпевает бокового расширения и сжимается только в вертикальном направлении (за счет этого осадка несколько преуменьшается). Схема показана на рис.

Схема для расчета осадок по методу послойного элементарного суммирования

1.-Элементарный слой до деформации;

2..-то же, после деформации.

80. От какого горизонта отсчитывается эпюра природного давления?

Эпюра природного давления отсчитывается от отметки поверхности грунта-от природного рельефа.

81. Какими принимаются боковые давления при расчете осадки способом послойного суммирования? Можно ли считать, что боковое расширение грунта в этом способе полностью не учитывается?

При расчете осадки способом послойного суммирования боковые деления принимаются такими, какими они получаются при сжатии грунта в одометре, то есть

Хотя при расчете осадок боковое расширение грунта в этом способе и не учитывается

(принимается, что боковые деформации равны нулю), но косвенно они учитываются тем, что распределение напряжений получено из решения теории упругости для полупрост-ранства (или полуплоскости), в котором считалось, что среда имела возможность боковых перемещений. Таким образом, оно непосредственно не учитывается, а косвенно и частично учтено.

83. В каких пределах ведется суммирование осадки при расчете методом послойного суммирования?

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Активная зона фундамента это

Определение мощности активной зоны (сжимаемой толщи) в основании фундамента.

Осадку фундамента по методу эквивалентного слоя можно определить из выражения:

P -доп. давление по подошве фундамента

m_v-коэф. отн. сжимаемости

h_e-толщина эквивалентного слоя

В том и другом выражениях, поскольку левые части равны, то приравниваем их правые части и получаем: H=2h_e

Основные причины развития неравномерных осадок здания и мероприятия по их уменьшению.

Виды деформаций оснований зданий и сооружений. Предельно допустимые их значения.

Превышение предельных деформаций основания

Различают следующие виды деформаций дома (сооружения):

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

ЗОНА ОСНОВАНИЯ АКТИВНАЯ

ЗОНА ОСНОВАНИЯ АКТИВНАЯ толща грунта под подошвой фундамента, на нижней границе которой дополнительное давление от веса фундамента составляет 20% бытового давления на этой глубине

(Болгарский язык; Български) — активна зона на земната основа

(Чешский язык; Čeština) — aktivní oblast podloží

(Немецкий язык; Deutsch) — aktive Gründungszone

(Венгерский язык; Magyar) — összenyomódó rétegvastagság

(Монгольский язык) — буурийн идэвхтэй бүс

(Польский язык; Polska) — strefa podłoża czynna

(Румынский язык; Român) — zonă activă a fundaţiei

(Сербско-хорватский язык; Српски језик; Hrvatski jezik) — aktivna zona podloge

(Испанский язык; Español) — zona activa del terreno de cimentación

(Английский язык; English) — active zone of foundation bed

(Французский язык; Français) — zone active de la semelle de fondation

зона основания активная — Толща грунта под подошвой фундамента, на нижней границе которой дополнительное давление от веса фундамента составляет 20% бытового давления на этой глубине [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики… … Справочник технического переводчика

зона — 3.11 зона: Пространство, содержащее логически сгруппированные элементы данных в МСП. Примечание Для МСП определяются семь зон. Источник: ГОСТ Р 52535.1 2006: Карты идентификационные. Машиносчитываемые дорожные документы. Часть 1. Машин … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Активная зона — часть ядерного реактора, в которой размещены ядерное топливо, замедлитель, поглотитель, теплоноситель, средства воздействия на реактивность и элементы конструкций, предназначенные для осуществления управляемой цепной ядерной реакции деления и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

активная зона сооружения — 3.5 активная зона сооружения: Зона распространения дополнительных напряжений в массиве горных пород от веса сооружения (сжимаемая зона), в пределах которой происходит изменение напряженно деформированного состояния грунтов основания. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р МЭК 60050-826-2009: Установки электрические. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р МЭК 60050 826 2009: Установки электрические. Термины и определения оригинал документа: ( длительный ) допустимый ток ((continuous) current carrying capacity ampacity (US)): Максимальное значение электрического тока, который… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

1: — Терминология 1: : dw Номер дня недели. «1» соответствует понедельнику Определения термина из разных документов: dw DUT Разность между московским и всемирным координированным временем, выраженная целым количеством часов Определения термина из… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть I. Инженерные изыскания для разработки предпроектной документации (выбор пункта и выбор площадки размещения АЭС) — Терминология СП 151.13330.2012: Инженерные изыскания для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть I. Инженерные изыскания для разработки предпроектной документации (выбор пункта и выбор площадки размещения АЭС): 3.48 MSK 64: 12… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОЛОВНОЙ МОЗГ — ГОЛОВНОЙ МОЗГ. Содержание: Методы изучения головного мозга . . . 485 Филогенетическое и онтогенетическое развитие головного мозга. 489 Bee головного мозга. 502 Анатомия головного мозга Макроскопическое и… … Большая медицинская энциклопедия

Союз Советских Социалистических Республик — Cоветский Cоюз занимает почти 1/6 часть обитаемой суши 22 403,2 тыс. км2. Pасположен в Eвропе (ок. 1/4 терр. страны Eвропейская часть CCCP) и Aзии (св. 3/4 Aзиатская часть CCCP). Hac. 281,7 млн. чел. (на 1 янв. 1987). Cтолица Mосква. CCCP … Геологическая энциклопедия

ВИЗАНТИЙСКАЯ ИМПЕРИЯ. ЧАСТЬ IV — Изобразительное искусство является важнейшей по значению в христ. культуре и наиболее обширной по количеству сохранившихся памятников частью художественного наследия В. и. Хронология развития визант. искусства не вполне совпадает с хронологией… … Православная энциклопедия

Инженерно-геологические изыскания для проектирования здания. Как правильно рассчитать объемы работ?

Что нужно знать при проектировании объекта строительства?

Проектирование фундаментов промышленных и жилых зданий невозможно без тщательного обследования грунтов и предварительного проведения инженерно-геологических изысканий.

Выбор типа фундамента и расчет нагрузок на сжимаемую толщу невозможен без грамотного геологического отчета.

Обычно изыскательские организации выполняют инженерно-геологические изыскания в соответствии с техническим заданием заказчика (проектировщика). Но не все знают, как правильно составить ТЗ для геологов, чтобы и лишнего не набурить и данных для расчетов хватило. Часто изыскатели пытаются этим воспользоваться и либо накручивают объемы, либо не до буривают. То есть они, конечно, что-то бурят, а что — то «дорисовывают» камерально. Так сказать экстраполируют данные. То и другое плохо для работы.

Нехитрые знания, изложенные в этой статье, позволят Заказчику работ, во-первых составить грамотное техническое задание для геологов, а во-вторых, проверить адекватность в расчете объемов бурения со стороны субподрядчиков.

Итак, у вас проект площадного объекта. Допустим это административный корпус. Чтобы правильно рассчитать необходимый объем буровых работ для отчета по инженерно-геологическим изысканиям, нужно сделать следующее:

Необходимо нанести контур здания на топографическую съемку. Съемка должна быть в координатах. Это важно. Для расчета понадобятся размеры сторон и конфигурация строения.
Нужно знать этажность и расчетные нагрузки на фундамент, а также предполагаемый тип фундамента.
Произвести расстановку скважин и вычисление объемов бурения по СНиП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства» в соответствии с таблицей 6.2.

Категория сложности инженерно-геологических условий

Расстояние между горными выработками (в м)

Общее количество горных выработок в пределах контура каждого здания и сооружения для I категории — 1-2 выработки; для II категории — не менее 3-4, для III категории — количество горных выработок определяется конструкцией конкретного фундамента, нагрузками на основание и инженерно-геологическими условиями, но не менее 4-5, с учетом геометрических размеров объекта.
При ширине и длине здания или нелинейного сооружения менее 12 м. допускается проходить одну горную выработку для I и II категорий и две горные выработки — для III категории.

В Северо-Западном регионе 2 категория сложности инженерно-геологических условий, поэтому расстояние между скважинами должно быть не менее 50 м. Важно, чтобы скважины бурились именно в контуре фундамента и на поворотных точках. Это даст реальную картину по разрезам. СНиП допускает смещение от углов здания и даже в какой-то мере от осей, но если вы потом не хотите иметь проблемы с кренами и деформацией – этого лучше не делать.

Теперь о глубинах выработок инженерно-геологических скважин.

Они тоже описаны в СНиП 47.13330.2012.

Глубины выработок на площадках зданий и сооружений должны быть на 2 м. ниже активной зоны взаимодействия зданий и сооружений с грунтовым массивом. Толщину активной зоны рассчитывают по СП 22.13330.

При отсутствии данных об активной зоне глубину горных выработок следует устанавливать в зависимости от типов фундаментов и нагрузок на них (этажности):

Здание на ленточных фундаментах

Здание на столбчатых опорах

Меньшие значения глубин горных выработок принимают при отсутствии подземных вод в сжимаемой толще грунтов основания, а большие — при их наличии.
Если в пределах глубин, указанных в настоящей таблице, залегают скальные грунты, то горные выработки необходимо проходить на 1-2 м. ниже кровли слабовыветрелых грунтов.

При инженерно-геологическом бурении всегда учитываются грунты. Если в процессе выполнения буровых работ мы попадаем на слабые грунты, к которым относятся рыхлые пески, просадочные грунты, органические, слабые глинистые грунты, текучая супесь и т.д., то их необходимо проходить насквозь до залегающих прочных грунтов. В этом случае количество и глубину горных выработок приходится увеличивать, но иначе произвести расчет будет проблематично. Экономить на геологии в этом случае весьма опасно.

Мы надеемся, что материал этого раздела был вам полезен. Если вы все же сомневаетесь в правильности расчетов, то профессиональные геологи Инженерной компании АИС всегда готовы вам помочь.

Читайте также: