3.2.6. Расчет осадки фундамента

СНиП 2.02.01-83 рекомендует производить определение осадки фундамента по двум расчетным схемам основания, представленным:

а) в виде упругого линейно-деформированного полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи основания;

б) в виде линейно-деформированного слоя конечной толщины.

А. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования для схемы линейно-деформируемого полупространства.

Метод позволяет определить осадку как отдельно стоящего фундамента, так и фундамента, на осадку которого влияют нагрузки, передаваемые соседними фундаментами.

Рекомендуется следующая последовательность расчета осадки (рис. 3.10.)

1. Определяют полное давление в кН/м² под подошвой фундамента:

2. В

   (3.52.)

   ычисляют природное (бытовое) давление в в кН/м² под подошвой фундамента:

Рис. 3.10. Схема расчета осадки фундамента методом послойного суммирования для схемы линейно-деформируемого полупространства.

3. Устанавливают дополнительное (к природному) вертикальное давление в кН/м² под подошвой фундамента:

(3.53.)

4. Задаются толщиной элементарного слоя (СНиП рекомендует принимать или - для фундаментов промышленных и гражданских зданий, или - для гидротехнических сооружений).

5. Задают шаг коэффициента относительно глубины

0; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0… и т.д.

6. Определяют по табл. 1 приложения 3 СНиП 2.02.01-83 для заданных и формы подошвы фундамента (круглый, квадратный, прямоугольный , ленточный ), значение коэффициента , учитывающего изменение по глубине дополнительного давления в грунте.

7

(3.54.)

. Вычисляют дополнительное давление в грунте в тс/м² на глубине от подошвы фундамента:

8. Определяют природное (бытовое) давление в тс/м² на глубине , для установления границы сжимаемой толщи (ГСТ) по формуле:

(3.55.)

( - число элементарных слоев)

Д

(3.56.)

ля песчаных и глинистых грунтов СНиП рекомендует принимать ГСТ на глубине, где природное давление в пять раз превышает дополнительное, т.е. должно выполняться условие:

Е

(3.57.)

сли найденная нижняя граница сжимаемой толщи заканчивается в слое грунта с модулем деформации 50 МПа или если такой слой залегает непосредственно ниже этой границы, то этот слой должен быть включен в состав сжимаемой толщи. В этих случаях граница сжимаемой толщи ограничивается соотношением:

Учет влияния соседних фундаментов на осадку рассчитываемого производится в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83

Осадка основания фундамента по методу послойного суммирования определяется (с учетом и без учета влияния соседних фундаментов) по формуле:

(3.58.)

,

где - конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

- число слоев, на которые разделена по глубине сжимаемая толща слоя;

- толщина i-го слоя грунта ( );

- модуль общей деформации i-го слоя грунта;

- безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;

- среднее дополнительное (к природному) давление в i-ом слое грунта, равное полусумме дополнительных давлений на верхней и на нижней границах этого слоя, определяемых по формуле (3.54.).

Б. Определение осадки по схеме линейно-деформируемого (упругого) слоя конечной толщины.

Принимается, что осадка вызывается полным средним давлением, действующим по подошве фундамента (без вычета природного давления) т.е. Р.

Расчетная величина толщины линейно-деформируемого слоя (рис. 3.11.) принимается:

а) до кровли грунтов с модулем деформации 100 МПа, если они залегают в пределах ГСТ согласно рис. 3.10;

б

(3.59.)

) для фундаментов больших размеров ( ) и модулем деформации грунта 10 МПа по формуле:

Н=(Н₀ + ψb)k_p

где H₀ и ψ - принимаются соответственно равными для оснований, сложенных: пылевато-глинистыми грунтами 9м и 0,15; песчаными грунтами – 6 м и 0,1;

k_p - коэффициент, принимаемый равным: k_p = 0,8 при среднем давлении под подошвой фундамента p=100 кПа; k_p =1,2 при p=500 кПа, а при промежуточных значениях – по интерполяции.

Если основание сложено пылевато-глинистыми и песчаными грунтами, значение Н определяется по формуле

H=H_s + h_cl / 3, (3.60.)

где H_s - толщина слоя, вычисленная по формуле (3.59.) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами;

h_cl - суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины, равной H_cl - значению Н, вычисленному по формуле (3.59.) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами.

Значение Н, вычисленное по формулам (3.59.) и (3.60.),должно быть увеличено на толщину слоя грунта с модулем деформации Е ≤10 МПа, если этот слой расположен ниже Н и толщина его не превышает 0,2 Н. При большей толщине слоя такого грунта, а также если вышележащие слои имеют модуль деформации Е < 10 МПа, расчет деформаций основания выполняется по расчетной схеме линейно-деформируемого полупространства.

Осадка основания отдельного фундамента по расчетной схеме основания в виде линейно-деформируемого упругого слоя конечной толщины Н_расч определяется по формуле

,

где b – ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;

p - среднее давление на грунт под подошвой фундамента;

М – поправочный коэффициент, определяемый по табл.2 приложения 3 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от m’ – отношение толщины упругого слоя Н_расч к полуширине или радиусу фундамента при ширине его 10-15 м;

n – количество слоев, различающихся по сжимаемости в пределах упругого слоя H_расч

K_i - коэффициент, определяемый по табл.3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от формы подошвы фундамента соотношения сторон прямоугольного фундамента и отношения глубины залегания подошвы слоя z к полуширине фундамента или его радиусу ;

E_i - модуль общей деформации i -го слоя грунта;

В. Определение крена фундаментов при действии внецентренной нагрузки.

Крен фундамента по расчетной схеме основания в виде линейно-деформируемого полупространства согласно СНиП 2.02.01 - 83 определяется:

а) прямоугольного фундамента в направлении большей его стороны l (вдоль продольной оси) по формуле:

(3.61.)

б) прямоугольного фундамента в направлении меньшей стороны (вдоль поперечной оси) по формуле:

(3.62.)

в) круглого фундамента радиусом по формуле:

(3.63.)

,

где Р - равнодействующая всех вертикальных нагрузок фундаментов на основание, кгс;

- соответственно расстояния точки приложения равнодействующей от средины подошвы фундамента по продольной оси и по радиусу круга, см;

Е, - соответственно модуль деформации, МПа и коэффициент Пуассона грунта, принимаемые средними в пределах сжимаемой толщи;

, - коэффициенты, определяемые по таблице 4 приложения 3 СНиП 2.02.01-83

Крен круглого фундамента по расчетной схеме основания в виде линейно-деформируемого слоя конечной толщины определяется по формуле:

(3.64.)

,

где - коэффициент, определяемый по табл. 5 приложения 3 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от отношения толщины упругого слоя к радиусу фундамента;

Рис. 3.11. Схема для расчета осадок методом линейно-деформируемого слоя конечной толщины.