Сжимаемая толща грунта под фундаментом

Обновлено: 26.04.2024

СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Часть 4

s _zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-₁ и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. пп. 2-4);

h_i и Е_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных нормальных 2 напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.

1 В настоящем приложении, кроме специально оговоренных случаев, приняты следующие единицы:

для линейных величин – м (см), для сил – кН (кгс); для напряжений, давлений и модулей деформации – кПа (кгс/см 2 ); для удельного веса – кН/м 3 (кгс/см 3 ).

2 Далее для краткости слово «нормальное» опускается.

Примечание. При значительной глубине заложения фундаментов расчет осадки рекомендуется производить с использованием расчетных схем, учитывающих разуплотнение грунта вследствие разработки котлована.

2. Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: s _zp – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, и s _zp,c – по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяются по формулам:

s _zp = a p₀; (2)

s _zp,c = a p₀ / 4, (3)

где a - коэффициент, принимаемый по табл.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: о = 2z/b при определении у_zp и о = z/b при определении у_zp,c;

p_{0 =} p - s _zg,₀ - дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b ? 10 м принимается р₀ = р);

р - среднее давление под подошвой фундамента;

s _zg,₀ - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается s _zg,₀ = g _d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой s _zg,₀ = g d_n, где g / - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и d_n – обозначены на рис.1).

Рис.1. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве DL – отметка планировки; NL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента; WL - уровень подземных вод; В,С - нижняя граница сжимаемой толщи; d и d_n глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b - ширина фундамента; р - среднее давление под подошвой фундамента; р₀ - дополнительное давление на основание; s _zg и s _zg,₀ – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; s _zp и s _zр,₀ – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Н_с – глубина сжимаемой толщи.

Коэффициент a для фундаментов

x = 2z / b

Прямоугольных с соотношением сторон h = l / b, равным

Глубина сжимаемой толщи

Про Plaxis и КРОСС не знаю, скажу про Z-Soil:
там сколько нарисуешь расчётную область - столько он и посчитает. Хоть километр грунта под избушкой деревянной нарисуй, укажи неподвижное закрепление нижнего края расчётной модэли - и посчитает тебе ВСЁ! Т.е. сжимаемой толщей будет весь километр тобою нарисваный. Другое дело что перемещения в узлах второго снизу ряда элементов будут ничтожно малы и стремиться к 0, но зато ты будешь уверен в том, что верхние - реально сжимаемые слои будут просчитаны верно.

Из практики: считал тоннель, диаметр 12м, глубина заложения 45м. Расчётную область принял в ширину - 160м, в глубину - 130м от поверхности. В результате получил, перемещения значимых порядков (до десятых и сотых долей мм) примерно на расстоянии до 30м вокруг тоннеля. Всё что дальше - незатронутая деформациями зона.

Подозреваю что в Plaxis такая же должна быть принципиальная схема. Т.к. задаётся расчётная область (вернее рисуется) и задаются закрепления по её краям.

Кстати, есть посчитаная модэль в Plaxise - могу выложить и схемку и результат.

Забайкалье ЛИС,
по-моему у Федоровского-Барвашова есть модель. Не берусь точно описать, она проходила в постах, там добаляется третий параметр С3- учитывающий (наверное) бОльшие пластические деформации в верхних слоях. Долее(ниже) по Пастернаку (наверное) С1 и С2.
Серёга - Bilder прав- учет таких тонкостей важен для протяженных и массивных конструкций, для массового строительства (наверное)- эти искания можно "погасить" коэф. надежности.

ЛИС, как выясняется такой важный вопрос, существенно влияющий на результаты расчета (если говорить о 10-20-% усилий и N раз в осадках для модели ЛДС) многими продвинутыми гео программами решен без всякого желания пользователя. Однако, все же нужно получить этому подтверждение у разработчиков. Или самим пользователям К НИМ БОЛЬШАЯ ПРОСЬБА представить взору общественности такой сопоставительный расчет - Осадка одного фундамента для одного и того же грунта в зависимости массива грунта принятого в расчете. был бы очень признателен . Серёга - Bilder в частности просьба к вам, как к обладателю Z-SOIL.

Гоша, модель ССС, в частности, высвобождает решение, в противопоставлении с моделью СС, от бесконечных "фиктивных" поперечных сил на краю фундамента. (к сожалению источника под рукой нет - все на память). вероятно есть еще плюсы

__________________
хорошее - в обыденном Георекоснтрукция как-то приблизительно считает глубину сжимаемой толщи от высоты здания. Похоже на шаманство , но это так. Забыл вот жалко зависимость, они мне как-то говорили.

проектирование гидротехнических сооружений

Сопоставление расчётов в Z-Soil с расчётом в Plaxise - делал лично. вернее расчёт Plaxisom - получили от французов, а сами ради итереса и самоудовлетворения просчитали по нашим нормам. Считали тоннель. Разница в максимальных деформациях получилась чуть меньше 1мм, при том что максимальные деформации были 33мм (если память не изменяет). Т.е. расчёты подтвердились с нармальной погрешностью меньше 5%. Расчётные модэли были в общем похожи, но Plaxis-овский расчёт был через треугольные конечные элементы, я считал Z-Soilom - прямоугольными. Общая картина деформаций и перемещений - почти не отличались в принципиальных моментах.

Картинки на работе, могу попробовать прицепить, но там очень много их.

Других сопоставлений разных программ на руках не имею - т.к. Plaxisa не пользуем.

По поводу зависимости расчётных осадок от принятой величины сжимаемой толщи - вот это видели ещё в институте на 3 курсе когда курсовой считали в том же Z-Soile. Люди, поленившиеся сетку расчётную нарисовать побольше в глубь - получали просто не реальные результаты - вплоть до бреда! - это вызвано тем, что ограничив расчётную область - пользователь зажимает модэль - не даёт ей деформироваться в нужную сторону - и в результате она начинает "изгибаться" в других степенях свободы. Вобщем получив такие сумасшедшие результаты - они дорисовывали к расчётной модэли несколько десятков метров грунтовой толщи - и получали в результате нармальные приемлемые осадки и прочее.

Глубина сжимаемой толщи

Кстати, есть посчитаная модэль в Plaxise - могу выложить и схемку и результат.

проектирование гидротехнических сооружений

Картинки на работе, могу попробовать прицепить, но там очень много их.

Других сопоставлений разных программ на руках не имею - т.к. Plaxisa не пользуем.

Глубина сжимаемой толщи

Кстати, есть посчитаная модэль в Plaxise - могу выложить и схемку и результат.

проектирование гидротехнических сооружений

Картинки на работе, могу попробовать прицепить, но там очень много их.

Других сопоставлений разных программ на руках не имею - т.к. Plaxisa не пользуем.

11.2.2. Расчет оснований на насыпных грунтах

Основания и фундаменты зданий и сооружений на насыпных грунтах рассчитываются по деформациям исходя из того, чтобы полная осадка фундамента на насыпном грунте не превышала предельно допустимой для проектируемого здания или сооружения. При этом полная осадка s_f фундамента подсчитывается как сумма осадок, вызванных его нагрузкой и дополнительными факторами:

s_f = s + s_f1 + s_f2 + s_f3 + s_f4,

где s — осадка фундамента от его нагрузки, определяемая по указаниям гл. 5; s_f1 — дополнительная осадка основания от самоуплотнения насыпных грунтов от собственного веса; s_f2 — то же, вследствие замачивания, снижения уровня подземных вод; s_f3 — то же, при разложении органических включений; s_f4 — то же, за счет уплотнения подстилающих грунтов от веса насыпи.

Дополнительные осадки s_f1, s_f2 приближенно допускается определять по формуле

s_f1,f2 = γ_c1,c2βσ_zgh/E,

где γ_c1,c2 — коэффициенты уплотняемости насыпного грунта, принимаемые по табл. 11.15; β = 0,8 — безразмерный коэффициент; σ_zg — среднее вертикальное напряжение в насыпном грунте от его собственного веса: σ_zg = 0,5γh ( γ — среднее значение удельного веса насыпного грунта в водонасыщенном состоянии); h — толщина слоя насыпного грунта под фундаментом; E — среднее значение модуля деформаций насыпного грунта.

ТАБЛИЦА 11.15. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ γ_c1 И γ_c2

Насыпные грунты	γ_c1	γ_c2
Пески, шлаки и т.п.: неслежавшиеся слежавшиеся	0,4 0,0	0,15
Пылеватые пески, глинистые грунты, золы и т.п.: неслежавшиеся слежавшиеся

Дополнительная осадка s_f3 при содержании в насыпных грунтах органических включений от 0,03 до 0,1 вычисляется по формуле

s_f3 = ηk₀w γ_dh/γ_s,

где η — коэффициент, учитывающий условия залегания органических включении в насыпных грунтах, приближенно принимаемый равным 0,75; k₀ — коэффициент, учитывающий возможность разложения органических включений и принимаемой: для водонасыщенных насыпных грунтов k₀ = 0,2, а для остальных k₀ = 0,5; w — среднее содержание органических включений а насыпных грунтах; γ_d — удельный вес грунта в сухом состоянии; γ_s — удельный вес частиц грунта; h — толщина лежащего ниже подошвы фундамента слоя насыпного грунта, содержащего органические включения, подвергающиеся разложению.

Дополнительные осадки за счет уплотнения подстилающих насыпь грунтов допускается не учитывать, если давность отсыпки насыпных грунтов превышает 1 год для песчаных грунтов, 2 года для глинистых грунтов, залегающих выше уровня подземных вод, и 5 лет, находящихся ниже уровня подземных вод.

Расчетные сопротивления насыпных грунтов, представляющих собой планомерно возведенные насыпи, а также отвалы грунтов и отходов производств, определяются по формуле (5.29) с учетом степени самоуплотнения грунтов, неоднородности их состава и сложения, принятых методов подготовки оснований с использованием прочностных характеристик грунтов при их полном водонасыщении. Предварительные размеры фундаментов зданий и сооружений, возводимых на слежавшихся насыпных грунтах, назначаются исходя из условий расчетных сопротивлений R₀ (табл. 11.16).

ТАБЛИЦА 11.16. УСЛОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ НАСЫПНЫХ ГРУНТОВ

Виды насыпных грунтов	R₀ , МПа
	крупных, средних, мелких песков, шлаков и т.п. при S_r		пылеватых песков, глинистых грунтов, золы и т.п. при S_r
	≤ 0,5	> 0,8	≤ 0,5	> 0,8
Планомерно возведенные с уплотнением насыпи	0,25	0,2	0,18	0,15
Отвалы грунтов и отходов производств: после уплотнения без уплотнения	0,25 0,18	0,2 0,15	0,18 0,12	0,15 0,1
Свалки грунтов и отходов производств: после уплотнения без уплотнения	0,15 0,12	0,12 0,1	0,12 0,1	0,1 0,08

Примечания: 1. Значения R₀ относятся к фундаментам с глубиной заложения h₁ = 2 м. При глубине заложения фундаментов h < 2 м значения R₀ умножаются на коэффициент γ_g = (h + h₁)/(2h₁) .

2. Значения R₀ приведены для свалок грунтов и отходов производств с содержанием органических включений не более 0,01.

3. Для неслежавшихся отвалов и свалок грунтов и отходов производств значения R₀ умножаются на 0,8.

4. Значения R₀ для промежуточных значений S_r допускается определять по интерполяции.

Условными значениями R₀ допускается пользоваться также и для назначения окончательных размеров фундаментов зданий с нагрузкой на столбчатые фундаменты до 400 кН и ленточные до 80 кН/м.

Наибольшие давления на насыпные грунты у края подошвы внецентренно загруженного фундамента не должны превышать для планомерно возведенных насыпей, песчаных и других подушек 1,2 R , а для отвалов и свалок грунтов и отходов производств — 1,1 R .

При устройстве песчаных, гравийных и других подушек, при уплотнении насыпных грунтов, а также при залегании в нижней части сжимаемой толщи грунтов с меньшими прочностными характеристиками расчетные сопротивления грунта основания уточняются из условия, чтобы полное давление от собственного веса лежащего выше грунта и нагрузки, передаваемой фундаментом на подстилающие насыпные (неуплотненные) или естественные грунты, не превышало расчетного сопротивления этих грунтов.

Пример 11.6. Определить полную осадку фундамента под колонну промышленного здания, имеющего размеры подошвы 3×4,2 м; среднее давление на грунт р = 0,18 МПа и глубину заложения h = 2 м. Здание возводится на участке, сложенном состоящими из отвалов золы ТЭЦ грунтами, образованными гидронамывом, давность намыва составляет 2 года. Толщина слоя намытых грунтов в месте расположения фундаментов равняется 8,7 м. Намытые грунты подстилаются мелкими пылеватыми песками. Среднее значение модуля деформации намытых грунтов по данным испытаний штампами на глубине 2 и 4 м равняется 8,5 МПа. Основные физико-механические характеристики намывных грунтов: γ_s = 26,2 кН/м 3 ; γ_d = 14 кН/м 3 ; γ = 17 кН/м 3 ; w = 0,21; ω = 0,08.

Решение. Определяем осадку фундамента от передаваемых им нагрузок на основание в соответствии с требованиями гл. 5. Результаты промежуточных вычислений сводим в табл. 11.17.

ТАБЛИЦА 11.17. ИЗМЕНЕНИЕ ПО ГЛУБИНЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИИ, МПа, ПО ОСИ ФУНДАМЕНТА

z	ζ	α	σ_zg	σ_zp	σ´_gp
0	0	1	0,034	0,146	0,18
1	0,67	0,892	0,051	0,130	0,181
2	1,34	0,618	0,068	0,090	0,158
3	2	0,414	0,085	0,060	0,145
4	2,67	0,282	0,102	0,041	0,143
5	3,30	0,173	0,126	0,025	0,151
6,7	4,40	0,122	0,148	0,018	0,166

Глубина сжимаемой толщи H_c = 5,4 м. Осадка от нагрузки фундамента

По формуле (11.13) и табл. 11.17 определяем дополнительные осадки s_f1 и s_f2 как для неслежавшихся насыпных грунтов при σ_zp = 0,16 МПа

s_fl = 0,6 · 8 · 0,16 · 670/8,5 = 6,1 см;

s_f2 = 0,2 · 0,8 · 0,16 · 670/8,5 = 2 см.

Определяем дополнительную осадку s_f3 по формуле (11.14):

s_f3 = ηk₀w γ_dh/γ_s = 0,75 · 0,5 · 0,08 · 14 · 670/26,2 = 10,8 см.

Полную осадку фундамента вычисляем по формуле (11.12) при s_f4 = 0:

s_f = s + s_f1 + s_f2 + s_f3 + s_f4 = 4 + 6,1 + 2 + 10,8 = 22,9 см.

Влияние структурной прочности грунтов на величину глубины сжимаемой толщи и осадку основания Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Осипова Оксана Николаевна, Дыба Владимир Петрович, Галашев Юрий Викторович

Рассматривается влияние структурной прочности грунтов на величину глубины сжимаемой толщи основания в натурных опытах, а также на расчет осадки основания. Приведена формула расчета осадок оснований фундаментов по методу послойного суммирования с учетом структурной прочности грунтов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние структурной прочности грунтов на величину глубины сжимаемой толщи и осадку основания»

влияние структурной прочности грунтов на величину глубины сжимаемой толщи и осадку основания

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)

South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute)

Ключевые слова: деформация грунтов; грунты и основания; глубина сжимаемой толщи; натурный опыт; глубинные марки; структурная прочность.

Keywords: deformations of the soil; soil, the compressed earth mass depth; experiments on location; deep mapping instrument; structural firmness.

Основания и фундаменты рассчитываются по предельным состояниям, в том числе по предельным деформациям (Serviceability Limit State). Необходимую для этого расчетную осадку теоретически можно рассчитать на основе различных моделей грунтового основания. Однако на практике для расчета осадки используется нормативный метод послойного суммирования, потому что данные стандартных инженерно-геологических исследований, приборы изыскательских организаций для получения этих данных, предполагают использование именно метода послойного суммирования.

Измерения показали, что наблюдаемые осадки значительно превышают расчетные по методу послойного суммирования. Как следствие, СП 50-1012004 рекомендует определять модуль деформаций Е в полевых испытаниях с помощью штампов площадью 2500 - 5000 см2 при вычислении осадок зданий I и II класса, а для сооружений III класса компрессионный модуль деформаций рекомендуется умножать на коэффициент из таблицы Агишева, величиной от 2 до 6. При этом не исследуются физические причины, приводящие к такой рекомендации, не проверяются иные элементы метода послойного суммирования, приводящие к несовпадению расчетных и наблюдаемых осадок.

Натурные эксперименты по изучению деформирования грунтового основания были проведены Новочеркасской школой механики грунтов совместно с Калмыцким государственным университетом [1].

Целью экспериментальных исследований явилось изучение развития деформаций и изменение нижней границы сжимаемой толщи лёссового основания с ростом нагрузки [2]. Опыты проводились в г. Элисте

на опытном полигоне Калмыцкого государственного университета. Моделью фундамента в опытах служил круглый жёсткий штамп диаметром 800 мм с относительным заглублением Н: Д = 0,5 (рис. 1).

Рис. 1. План расположения глубинных марок в основании штампа. Глубина от поверхности штампа: Н—0,5 Д, О] - 1,0 Д, 0 - 1,5 Д; в - 2 Д; расстояние точек от центра штампа: 1, 2, 3, 4 - 0,1 Д; 5, 6, 7, 8 - 0,25 Д; 9,10, 11, 12 - 0,4 Д

В каждом горизонтальном уровне массива основания марки устанавливались в трех точках на расстоянии 0,1 Д; 0,25 Д; 0,4 Д от центральной оси модели. Фиксировались перемещения глубинных марок в процессе нагружения (рис. 2).

Рис. 2. Перемещения глубинных марок в процессе нагружения

Глубина сжимаемой толщи без структурной прочности грунта не имеет физического смысла, но с введением понятия «структурная прочность» у глубины сжимаемой толщи появляется физический смысл (грунт, который деформируется с изменением своей структуры, мы называем сжимаемой толщей). Структурная прочность Рстр не совпадает с бытовым давлением абыт, следовательно, учет структурной прочности при расчете осадок необходим.

Доказательством существования структурной прочности слоев грунта в натурном опыте является характерный перегиб графиков «нагрузка - осадка» заглубленных марок на рис. 2. Рассмотрим /-график для некоторой марки (рис. 3).

Рис. 3. К определению структурной прочности /-го слоя в натурном опыте

Проведем касательную к части графика после перегиба. В пересечении касательной с горизонтальной осью получим среднее давление под подошвой фундамента в момент начала более интенсивного движения марки, что соответствует моменту нагружения структуры грунта на глубине расположения марки. При этом дополнительное давление на глубине расположения марки будет равно а Р/, где а - коэффициент затухания. Это дополнительное к бытовому давление и есть часть структурной прочности, которую следует учитывать в модернизированной формуле метода послойного суммирования для расчетов осадок.

Рассмотрим рис. 2 и вычислим структурную прочность, затем построим график дополнительной, структурной прочности (рис. 4, 5), астр = а Рь где а - коэффициент для круглых фундаментов, принимаемый по табл. 5.6 СП 50-101-2004, Р1 - давление по графикам рис. 2.

6.1. Определение глубины сжимаемой толщи фундаментами

1. Определяются дополнительные вертикальные напряжения по оси фундамента на глубине z от подошвы фундаментной плиты усиления, рассчитываемые по формуле (табл.2):

_zр=  р_о , (32)

где  – коэффициент изменения дополнительного напряжения по глубине основания, принимаемый по прил. 2 [4] в зависимости от относительной глубины, равной ;

–дополнительное вертикальное давление на основание, кПа;

p  среднее давление под подошвой фундамента, кПа (см. формулу 19); d – глубина заложения фундамента, м.

Определяются вертикальные напряжения от собственного веса грунта _zg по формуле ( табл. 2):

_zg = 1 ₁₁d +  _i h_i, (33)

где h_i =0,4 b_n.

Расчет дополнительных вертикальных напряжений по оси фундамента

3. По данным табл.2 строятся эпюры дополнительного вертикального напряжения по оси фундамента на глубине z от подошвы фундаментной плиты усиления _z_р и вертикального напряжения от собственного веса грунта _zg (рис. 16).

4. Находят глубину сжимаемой толщи по осям А и Б при z=H_c там , где выполняется условие σ_zp=0,2σ_zg .

6.2. Расчет дополнительных осадок фундаментов

Расчет осадки S производится по формуле [4, прил. 2]:

(34)

c последующей оценкой выполнении условия

(35)

в котором S_u – предельное значение совместной деформации основания и здания [8, табл. П.2.2].

Рис. 16. Схема к определению дополнительной осадки фундамента по его оси после надстройки здания: d – глубина заложения фундамента; Н_с – глубина сжимаемой толщи

Вычисляется относительная разность осадок фундаментов S по осям А и Б с проверкой выполнения условия

, (36)

где ()_и–предельный дополнительный крен [8, табл.П.2.2 ].

∆S = S_A – S_Б , (37) S_А и S_Б – осадка фундамента под стены здания по осям А и Б, м;

L – расстояние между осями А и Б, м.

Необходимо сделать вывод о согласованности осадки и крена фундамента с требованиями прил.2.

7. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НАДСТРОЕННОГО ЗДАНИЯ

НА ОСАДКУ РАСПОЛОЖЕННОГО РЯДОМ [4]

В основу рассматриваемой оценки положена методика, разработанная на кафедре геотехники СПбАСУ [8].

Дополнительные вертикальные напряжения σ_zpαf на глубине z по вертикали, проходящей через центр фундамента рядом стоящего здания Ф-2 с учетом влияния фундамента надстраиваемого здания Ф-1, определяются по формуле ( рис. 17):

, (38)

где σ_zpα_i– напряжения, определенные методом угловых точек [4, прил.2 п.3].

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта σ_z_q на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента

Ф-1, вычисляется по формуле

, ( 39)

γ ' _II – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d – глубина заложения фундамента Ф-1;

γ_i_,h_i – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунта, залегающий ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды (см. п.1). При определении σ_zq в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше .

При определении дополнительного давления σ_zpαf по оси фундамента Ф-2 от влияния фундамента Ф-1 (см. рис.17) значение давления σ_zpαf определяется попарным суммированием дополнительных напряжений σ_zp__i₁ и σ_zp__i₂ от влияния фундамента Ф-1. Расчет ведется методом угловых точек по формуле

, (40)

где α – коэффициент, принимаемый по табл.1 прил.2 [4];

р_о=р–σ_zqo – дополнительное вертикальное давление на основание;

р – среднее давление под подошвой фундамента (19);

σ_zqo =   _II d – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

σ_zpα_i₁– принимается как алгебраическая сумма напряжений на рассматриваемой глубине в угловой точке М двух загруженных площадей (фиктивных фундаментов):MLEJ и MNDL с положительным давлением p_o.

σ_zpα_i₂– принимается как алгебраическая сумма напряжений на рассматриваемой глубине в угловой точке М двух загруженных площадей (фиктивных фундаментов): MLEJ и MNDL с положительным давлением p₀.

Определение напряжений следует вести в табличной форме ( табл.3).

Величина дополнительной осадки фундамента Ф-2 определяется по формуле

. (41)

52.Сжимающая толща грунта и факторы, влияющие на её величину

Передаваемое на грунт давление за счёт рассеивания с глубиной уменьшается. Большему сжатию подвергаются грунты, находящиеся в верхней части сжимаемой толщи. На некоторой глубине давление от сооружения снижается настолько, что грунты уже не сжимаются.

Условная граница сжимаемой толщи определяется глубиной, на которой дополнительное давление от сооружения составляет 20% от бытового. (Бытовое давление определяется весом вышележащего грунта).

Если на границе сжимаемой толщи и ниже залегают слабые грунты, то сжимаемая толща увеличивается до границы, где давление от сооружения составляет не более 10% от бытового.

Как следует из СП, глубину проходки выработок при изысканиях "следует назначать в зависимости от величины сферы взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой и прежде всего - величины сжимаемой толщи с заглублением ниже её на 1-2 м.

При отсутствии данных о сжимаемой толще грунтов оснований фундаментов глубину горных выработок следует устанавливать в зависимости от типов фундаментов и нагрузок на них (этажности) по таблице 8.2." (СП).

53.Расчет основания по двум группам предельных состояний

Существуют две группы предельных состояний: первая - по несущей способности и общей устойчивости и вторая - по деформациям. При расчетах по первой группе ограничиваются величины усилий, при расчетах по второй группе основным ограничением служат предельные деформации.

Основной целью расчета по предельным состояниям является ограничение усилий (по первому предельному состоянию) или деформаций (по второму предельному состоянию), чтобы эти предельные состояния не наступили, то есть была бы обеспечена в дальнейшем возможность эксплуатации здания или сооружения.

Надежность конструкций оценивается по первому предельному состоянию из условия недопущения потери общей устойчивости основания. Условие следующее:

где F - действующее от сооружения усилие, передаваемое основанию, а Fи - несущая способность основания. Направления действия сил F иFи совпадают. Если оценку несущей способности производить по вертикальной составляющей силы N, то условие следующее: N £ Nи. Несоблюдение этого условия не гарантирует, что может быть допущена дальнейшая эксплуатация здания или сооружения.

По первому предельному состоянию расчет необходимо производить только в следующих случаях:

1) Если на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки, в том числе сейсмические.

2) Сооружение расположено на откосе или вблизи откоса.

3) Сооружение расположено на медленно уплотняющихся водонасыщенных грунтах.

4) Основание сложено скальными грунтами.

5) При анкерных фундаментах.

Выполнение основного условия второго предельного состояния s£ su, где s - совместная деформация основания и сооружения, в том числе осадка (или относительная разность осадок), а su - предельно разрешаемая деформация (или относительная разность осадки, или крен), должно обеспечить возможность нормальной эксплуатации здания или сооружения в течение всего назначенного срока. Условие s £ su, является основным для второго предельного состояния, а s и su, имеют обобщенные значения (средняя или максимальная осадка, горизонтальные перемещения, относительная разность осадок, крен и т.д.).

Величины su, получены в результате обобщения строительного опыта, наблюдения за действующими однотипными сооружениями, за авариями. Для принципиально новых конструкций зданий или сооружений величины su, должны быть назначены проектировщиками.

Проверка по второму предельному состоянию и оценка согласно его критериям является обязательной во всех случаях, кроме указанных ниже. Под величиной s подразумевается конечная, стабилизировавшаяся со временем деформация. Однако расчет деформаций допускается не выполнять, если давление под подошвой фундамента не превышает расчетного сопротивления, а сжимаемость грунтов в пределах контура здания или сооружения изменяется в ограниченных пределах. Кроме того, расчет деформаций разрешается не проводить, если инженерно-геологические условия площадки соответствуют области применения типового проекта. Эти условия, позволяющие не производить расчет по деформациям, перечислены в главе СНиП[1].

Читайте также:

Сжимаемая толща грунта под фундаментом

СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Часть 4

Глубина сжимаемой толщи

Глубина сжимаемой толщи

Глубина сжимаемой толщи

11.2.2. Расчет оснований на насыпных грунтах

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Осипова Оксана Николаевна, Дыба Владимир Петрович, Галашев Юрий Викторович

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Осипова Оксана Николаевна, Дыба Владимир Петрович, Галашев Юрий Викторович

Текст научной работы на тему «Влияние структурной прочности грунтов на величину глубины сжимаемой толщи и осадку основания»

6.1. Определение глубины сжимаемой толщи фундаментами

6.2. Расчет дополнительных осадок фундаментов

52.Сжимающая толща грунта и факторы, влияющие на её величину

53.Расчет основания по двум группам предельных состояний