Определение осадки методом послойного

Суммирования

Для фундаментов на естественном основании, на песчаных и грунтовых подушках в подавляющем числе случаев определяющим является расчет их осадок. В соответствии с последними изменениями в нормах проектирования [ 2 ], осадка с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

(3.1)

где - безразмерный коэффициент;

- среднее значение напряжения в элементарном слое грунта от внешней нагрузки p_II;

- модуль деформации слоя грунта по ветви первичного нагружения;

- среднее значение напряжения в элементарном слое грунта от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта;

= толщина i - того слоя грунта, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

- модуль деформации слоя грунта по ветви вторичного нагружения.

При отсутствии опытных данных о грунтах для сооружений 2 и 3 уровней ответственности допускается принимать =

При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (3.1) не учитывать второе слагаемое.

При определении осадки по методу послойного суммирования рекомендуется следующий порядок работы

1) Основание разбивают на слои толщиной

2) Определяют напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента по формуле:

. (3.2)

3) Определяют напряжения на границах элементарных слоев под центром подошвы фундамента

(3.3)

где - коэффициент изменения давления по глубине, зависящий от соотношения сторон подошвы фундамента и относительной глубины (определяются по табл. 2.2).

- расстояние от подошвы фундамента до точки, в которой определяется напряжение.

P_II – среднее давление по подошве, определенное при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f =1.

4) Определяют напряжения от собственного веса грунта на границах элементарных слоев

(3.4)

5) Определяют напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, на границах элементарных слоев

(3.4.1)

6) Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине z= H_c, где выполняется условие.

(3.5)

При этом глубина сжимаемой толщи не должна меньше H_min, равный b/2 при b< 10 м, (4 + 0,1b) при 10 м <b<60 м.

Если в пределах глубины H_c,, найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации E > 100 МПа, сжимаемую толщу обычно принимают до кровли этого грунта.

Если граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации меньше или такой слой залегает непосредственно ниже этой глубины, тогда нижнюю границу сжимаемой толщи определяют из условия

(3.6)

7) Определяется осадка фундамента по формуле (3.1)

Пример 3.1. Определить осадку отдельного фундамента здания с железобетонным каркасом

Исходные данные:

- ширина подошвы равна длина подошвы -

- среднее давление по подошве ;

- глубина заложения фундамента d = 3,65 м;

- удельный вес грунта выше подошвы γ^! = 19,1 кН/м³.

Под подошвой находится слой глины толщиной 1,55 м со следующими характеристиками: , .

Ниже находится слой песка со следующими характеристиками: , .

Результаты решения.

1) Основание разбиваем на слои толщиной

2) Напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента

В пределах второго элементарного слоя оказалась граница между глиной и песком, поэтому разбиваем его на два слоя толщиной и

Результаты дальнейших вычислений показываем на рис. 3.1 и сводим в табл. 3.1.

Точка 1.

Напряжение от давления по подошве:

Напряжение от собственного веса грунта

Рис. 3.1. К расчету осадки фундамента

Точка 2.

Среднее дополнительное давление по слоям:

Слой 1.

Слой 2.

По остальным точкам и слоям расчет производится аналогично. Результаты расчета представлены в таблице 3.1.

Для повышения точности вычислений толщину четвертого слоя принимаем равным 0,2 b = 0,66 м

Нижнюю границу сжимаемой толщи определяем из условия ..Это условие выполняется около точки 4, находящейся на глубине 3,3 м от подошвы.

Глубина заложения фундамента менее 5 м, поэтому второе слагаемое в формуле 3.1 не учитываем.

Осадка фундамента равна

Полученная величина осадки не превышает предельно допустимой осадки для зданий с железобетонным каркасом, равной 10 см.

Осадка ленточного фундамента рассчитывается аналогично для участка фундамента длиной 1 м. Коэффициенты a берутся по табл. 2.2 при соотношении сторон больше 10.

Таблица 3.1

Вычисление осадок фундамента

Грунт	Номер точки	,	,	,				,
Глина		1,32   1,55   2,64   3,30	1,32   0,23   1,09   0,66			0,8   0,9   1,6   2,0	0,848   0,801   0,532   0,414
Песок	53,5