РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ. кратко

Размеры фундаментов назначают, исходя из условия, что среднее давление по его подошве не превышает значений, при которых нарушается эксплуатационная пригодность сооружения. Это обеспечивается расчетом оснований по двум предыдущим состояниям. Для нескальных грунтов  основным предельным состоянием является второе, т.е. расчет по деформациям.Таким образом, размеры фундамента назначают из условия обеспечения таких осадок, которые не превышают предельных для данного сооружения, т.е. при расчетах по деформациям должно соблюдаться условие:S≤ Su, где

S-совместимая деформация основания и сооружения;

 

Su-предельная совместная деформация основания и сооружения (см. прил.4 СНИП»Основания и фундаменты»)

Это условие можно выполнить не только путем подбора определ. размеров подошвы  фундаментов, но и путем улучшения свойств грунтов основания, например, уплотнением или закреплением.

Расчетное сопротивление грунтов.

Его определяют по формуле:

1) , где

и   - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 1.4 стр 152 Берлинов

K- коэффициент, принмаемый=1, если  прочностные характеристики грунта « и с» определены непосредственными испытаниями и равным1.1, когда эти характеристики приняты по справочным таблицам;

M; Mg; Mc – коэффициенты принимаемые по табл. 1,3 стр.151 уч. Берлинов в зависимости от угла внутреннего трения.

k –коэффициент, принимаемый равным:

при В< 10 м => k =1, при  В≥10 м, k= Z0 /b+0.2, (Zo=8м);

В-ширина подошвы фундамента (м);

- осредненный  расчетный удельный вес грунтов, залегающих ниже подошвы фундаментов (кН/М3)

- то же, залегающих выше подошвы ;

d- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

d1=hs+hcf

hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента  со стороны подвала (м)

hcf – толщина конструкции  пола подвала (м)

 сf  - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3

  dв - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала (м)

 (Для сооружения с подвалом шириной В≤20 м и глубиной свыше 2м принимается

dв =2;при ширине подвала B> 20м- dв=0).

- удельное сцепление в кПа или мПа.

Как видно из формулы 1, значение R зависит не только от физико-механических  характеристик грунтов основания, но и от искомых геометрических размеров фундамента, ширины и глубины его заложения. Поэтому определение размеров фундамента ведут,задавшись предварительно какими-то начальными размерами.

 

Пример №1.

 

Определить расчетное сопротивление грунта основания для ленточного фундамента шириной в=1,4 м при следующих исходных данных:

проектируемое здание 9ти  этажное

Отношение длины к его высоте  L/H =1,5. Глубина заложения фундаментов от уровня планировки по конструктивным соображениям принята d=1,7 м. Здание имеет подвал шириной В=12м и глубиной dв=1,2м. Толщина слоя грунта от подошвы фундамента до пола подвала hs =0,3 м, hsf =0,2м, удельный вес бетона=23кн/м3 

Площадка сложена песками мелкими средней плотности маловлажными, коэффициент пористости l=0,65; удельный вес грунта ниже подошвы = 18кн/ м3 ,

выше подошвы =17кн/ м3 Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик приняты по справочным таблицам:

Yn=YII=320; Cn=CII=2кПа; E=28мПа

Решение.

Для вычисления расчетного сопротивления грунта основания по формуле (1) принимаем: для песка мелкого маловлажного при L/H=1,5=>  =1,3, =1,3

по табл. 4 (СНИП 2.02.01-83) при  =32о =>, М  =1,34; Mg=6,34; Mc=8,55

поскольку значения прочностных характеристик грунта приняты по справочным таблицам, k=1,1. При в=1,4м<10м=>kz =1

приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала по формуле 2.

          d1=hs+hcf =0,3+0,2 =0,57м.

по формуле 1 определяется расчет сопротивления грунта

R=                                              

                 =[1,34 1 1,4  18+6,34 0,57 17+(6,34-1) 1,2 17+8,55 2]=1,54  2,21=340кПа=0,34мПа

 

 

Пример

 

 

Рис.6.1. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве

6.1. Осадка основания s с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

,

где b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

szp,- среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

hi и Еi - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

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

При этом распределение вертикальных нормальных напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис.6.1.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: szp – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента:

szp = ap0,

где a - коэффициент, принимаемый по табл.6.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: x = 2z/b при определении szp ; p0 = p - szg,0 - дополнительное вертикальное давление на основание; р - среднее давление под подошвой фундамента; szg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

 

DL – отметка планировки;

 NL - отметка поверхности природного рельефа;

 FL - отметка подошвы фундамента;

 WL - уровень подземных вод; 

В.С - нижняя граница сжимаемой толщи; 

d и dn 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; 

szg и szg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;

 szp и szр,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;

 Нс – глубина сжимаемой толщи.