Ф.10.15. Как можно учесть эффект разуплотнения грунта, возникающего при разработке котлована при расчете деформаций основания?

При разработке котлованов, вследствие снятия напряжений от собственного веса грунта, наблюдается поднятие его дна из-за наличия в грунтах упругих деформаций. Этот процесс характеризуется эффектом разуплотнения грунта основания.

В способе расчета осадок с помощью послойного суммирования осадка считается на действие не полного давления под подошвой фундамента p, а на величину . Этим как бы вводится предположение, что подъема дна котлована после его вскрытия не происходит, а вторичное приложение этого же давления не вызывает дополнительной осадки. Такое предположение равнозначно тому, что модуль деформации при разгрузке и нагрузке при p меньше равен бесконечности. В действительности обычно модуль разгрузки в несколько раз (порядка четырех) больше, чем модуль нагрузки. Поэтому дополнительная осадка после разгрузки и последующей нагрузки таким же давлением будет иметься, но она практически бывает незначительной. Для такого расчета можно использовать схему с применением послойного суммирования.

Ф.10.16. Что такое расчетное сопротивление грунта основания?

Расчетное сопротивление грунта соответствует такому давлению под подошвой фундамента, при котором зоны пластических деформаций развиваются на глубину z=b/4 (рис.Ф.10.16,а). На графике зависимости осадка-нагрузка (рис.Ф.10.16,б) это давление находится в начале фазы образования областей сдвига. Из решения Н.П.Пузыревского при z=b/4 получено следующее выражение для расчетного сопротивления грунта основания (см.Ф.5.8)

где _c1и  _c2коэффициенты условий работы, зависящие от вида грунта основания и жесткости сооружения; k  коэффициент, принимаемый k = 1, если прочностные характеристики грунта и c определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблице СНиП [1] на основании физических характеристик грунтов; M_ , M_q, Mc  коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта; k_z коэффициент, принимаемый приb < 10 м k_z = 1, а при b  10 м (здесь z₀= 8 м); b ширина подошвы фундамента;  _IIосредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод  _IIопределяется с учетом взвешивающего действия воды); удельный вес грунта, находящегося выше подошвы фундамента; c_IIрасчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента; d₁ глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

где h_s толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала; h_cf толщина конструкции пола подвала; _cf  расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала. Величина d_b глубина подвала  расстояние от уровня планировки до пола подвала (для сооружений с подвалом B 20 м и глубиной свыше 2 м принимается d_b = 2 м, при ширине подвала B > 20 м считается d_b= 0).

Если d₁>d(где d  глубина заложения фундамента), то d₁принимается равным d, а d_b = 0 при любой форме фундаментов в плане.

Рис.Ф.10.16. Определение расчетного сопротивления грунта: а - развитие зон предельного равновесия; б - график зависимости осадки s от нагрузки p