15.Розрахунковий опір ґрунту основи, його визначення та використання на практиці.
Розрахунковий
опір грунту.
Тиск
,
при якому крива залежності
(рис. 7.2) умовно переходить від прямолінійної
ділянки до криволінійної (кінець ІІ-ї,
початок ІІІ-ї
фази) називається розрахунковим
опором грунту
або першим
критичним тиском
.
Це навантаження є цілком безпечним,
тому що зони граничного стану будуть
займати незначні області під сторонами
фундаменту і грунт практично знаходиться
в фазі ущільнення.
є максимальним тиском (навантаженням),
при якому можна використовувати для
розрахунків осідань фундаментів лінійні
залежності між деформаціями і напруженнями.
Якщо
перевищує
,
то для визначення осідань фундаментів
необхідно використовувати залежності,
що враховують криволінійність функції
.
З
адача
з визначення першого критичного тиску
розв’язана М.П.Пузиревським
у 1929р. Розглянемо дію рівномірно
розподіленого навантаження
на смузі шириною
при наявності бічного завантаження
,
викликаного заглибленням фундаменту
на величину
(рис. 8.5). Вертикальні стискуючі напруження
від власної ваги грунту
у точці
на глибині
нижче
підошви фундамету становлять
,
де (8.3)
-
головні напруження, викликані власною
вагою грунту.
Приймемо
припущення про гідростатичний розподіл
напружень від власної ваги грунту, тобто
(в певній мірі це неправильно -
(7.24)).
Вище було показано, що в умовах плоскої задачі величини головних напружень від дії навантаження визначаються за формулами (7.21), (7.22)---( і )
;
Для будь-якої точки запишемо величини головних напружень, викликаних дією тиску з урахуванням власної ваги грунту, використовуючи (7.21), (7.22)
(8.4)
Зменшення
на величину
в
(8.4) викликане заглибленням фундаменту.
Підставимо
(8.4) в умову граничної рівноваги зв’язного
грунту (8.2)
і розв’яжемо це рівняння відносно
(8.5)
Знайдемо
максимальну глибину розподілу зон
граничної рівноваги
при навантаженні
.
Для цього похідну
прирівняємо до
(8.6)
Умова
(8.6) буде виконуватись коли
,
або
.
Підставимо
в (8.5)
(8.7)
Розв’яжемо (8.7) відносно
(8.8)
Як
видно, рівняння (8.8) має два невідомих
і
.
Якщо прийняти
,
тобто зовсім не допускати розповсюдження
зон граничної рівноваги під підошвою
фундаменту, тоді (8.8) прийме вигляд
(8.9)
Діючі
норми допускають розповсюдження зон
зсувів на глибину
.
При цьому вважається, що при такій умові
залежність
ще залишається близькою до лінійної. З
урахуванням останнього можна записати
(8.10)
Позначимо:
;
;
Тоді
(8.11)
К
оефіцієнти
залежать тільки від кута внутрішнього
тертя грунту і визначаються за допомогою
спеціальних таблиць, вміщених в
будівельних нормах. Крім того, формула
(7) СНиП 2.02.01-83 [24] враховує додатково вид
грунту, особливості будівлі, метод
визначення характеристик міцності,
ширину фундаменту, наявність підвалу
і різницю в питомій вазі грунту. Ця
формула має вигляд
,
(8.12)
д
е
-
коефіцієнти, які відповідно враховують
вид грунту, споруди, метод визначення
і
,
ширину фундаменту;
-
питома
вага грунту відповідно нижче і вище
підошви фундаменту;
-
глибина закладення фундаменту від
підлоги підвалу;
- глибина підвалу від рівня планувальної
відмітки. Член
враховує
наявність підвалу. При його відсутності
.