42. Расчет осадок методом послойного суммирования

В настоящее время расчет осадок фундаментов имеет огромное практическое значение, т.к без знания расчетной осадки невозможно проектировать фундаменты согласно нормативным требованиям по предельным деформациям оснований.

Осадками фундаментов сооружений наз. их вертикальные смещения, вызванные деформацией их оснований под действием нагрузки от фундаментов. Давление в грунте от местной нагрузки рассеивается в пределах основания и с глубиной интенсивность его уменьшается. Если известно вертикальное давление, действующее на поверхность какого-либо слоя грунта, осадку ее можно определить по формуле S=hm_Vp. Вследствие постепенного изменения давления по глубине ос­нования толщу его можно разбить на ряд слоев, в каждом из которых давление можно усреднить без большой погрешности. Эти соображения приняты в качестве исходных положений в методе послойного суммирования. При расчете осадки фундамента методом послойного суммирования сначала находят дополнительное среднее давление р_Д, распределенное по подошве фундамента: р_Д=p_II-p_б=p_II-γh_Ф, где p_II — среднее давление по подошве фундамента от нагрузок; p_б — природное давление на уровне подошвы фундамента; γ — удельный вес грунта .

Зная р_д, определяют давление р_z=αp на разной глубине под центром площади загружения и строят эпюру р_z. Величина р_z с глубиной убывает, поэтому при расчете целесообразно ограничиться толщей, ниже которой деформации грунтов пренебрежи­мо малы. Нормы рекомендуют для обычных грунтов принимать сжимаемую толщу Н до глубины, на которой давление р_z от действия дополнительного давления р_Л не превышает 20% природного дав­ления.

Найдя значения р_г в пределах сжимаемой толщи (активной зоны), разбивают ее на слои применительно к напластованию грунтов. При большой толщине отдельных пластов их делят на слои толщиной не бо­лее 0,4 b, где b — ширина подошвы фундамента. Зная среднее давление p_Zi в каждом слое сжимаемой толщи, находят осадку фундамента S в виде суммы осадок поверхностей отдельных слоев : S=сумма h_im_Vip_zi, где h_i — толщина i-ro слоя грунта; m_Vi— коэффициент относительной сжимаемости грунта i-ro слоя; p_zi—сред­нее давление в i-том слое. В основу метода послойного суммирования положены следующие допущения: а) грунт в основании представляет собой сплошное, изотропное, ли­нейно-деформируемое тело; б) осадка обусловлена действием только давления р_г, остальные пять компонентов напряжений не учитываются; в) боковое расширение грунта в основании невозможно; г) давление p_z определяется под центром подошвы фундамента; е) фундаменты не обладают жесткостью.

45.Особенности осадок свайного фундамента

Сложность определения осадок свайных фундаментов связана с тем, что они передают нагрузку на грунт основания одновременно через боковую поверхность и нижние концы свай, при этом соотношение передаваемых нагрузок зависит от многих факторов: числа свай в фундаменте, их длины, расстояния между сваями, свойств грунта и степени его уплотнения при погружении свай. связи с этим при разработке методов расчета осадок свайных фундаментов принимаются упрощающие допущения, снижающие их точность. С другой стороны, чем точнее расчетная схема отражает фактическую работу свайного фундамента, тем сложнее методика расчета. В настоящее время в большинстве случаев свайный фундамент при расчете его осадок рассматривается как условный массивный фундамент на естественном основании. Это означает, что сваи, грунт межсвайного пространства, а также некоторый объем грунта, примыкающего к наружным сторонам свайного фундамента, рас­сматриваются как единый массив, ограниченный снизу плоскостью, проходящей через нижние концы свай, а с боков — вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии с, равном где h — глубина погружения сваи в грунт, считая от подошвы ростверка, м; φ_II осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта:

Ф_II,i — расчетные значения углов внутреннего трения для отдель­ных пройденных сваями слоев грунта толщиной А.Размеры подошвы условного фундамента при определении его границ по этим правилам находим по формулам где аь и а_l — расстояния между осями свай соответственно по поперечным и продольным осям, м; тъ и m_l — количество рядов свай по ширине и длине фундамента; d — диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи, м.При наличии в фундаменте наклонных свай плоскости проходят через их концы. Размеры подошвы условно­го фундамента в этом случае определяются расстояниями между нижними концами наклонных свай. Если в пределах глубины погружения свай залегают слои торфа или ила толщиной более 30 см, то, поскольку трение в них принима­ется равным нулю, осадку свайного фундамента из висячих свай определяют с учетом уменьшенных габаритов условного фундамен­та, который принимается ограниченным с боков вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов свай на расстоянии с', определяемом как где h_mt — расстояние от нижнего конца сваи до подошвы слоя торфа или ила , м.Во всех рассмотренных случаях при определении осадок расчетная нагрузка, передаваемая условным фундаментом на грунт основания, принимается равномерно распределенной.

Расчет осадки свайного фундамента, как условного массивного, выполняется теми же методами, что и расчет фундамента мелкого заложения.

Осадка свайного фундамента s определяется, как правило, мето­дом элементарного суммирования. Последовательность расчета та же, что и в случае фундамента мелкого заложения. Полная осадка фундамента, не должна превышать ее предельного значения.