Вопрос 37. Расчет просадки основания фундамента по модели однородного линейно-деформируемого полупространства

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

где   безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;  среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; h_i и E_i  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.Ф.10.10.

Рис.Ф.10.10. Схема распределения вертикальных напряжений: DL  отметка планировки; NL  отметка поверхности природного рельефа; FL  отметка подошвы фундамента;WL  уровень подземных вод; ВС - нижняя граница сжимаемой толщи

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента  _zp  по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле

где   коэффициент, принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины ; p₀ дополнительное вертикальное давление на основание, определяемое из выражения ; p  среднее давление под подошвой фундамента;  вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается =  _d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой =  _dn, где   удельный вес грунта, расположенного выше подошвы; d и d_n  глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки DL и природного рельефа NL.

При подсчете осадок основание разбивается на отдельные элементарные слои, сжатие которых определяется от дополнительного вертикального нормального напряжения  zp, действующего по оси фундамента в середине рассматриваемого слоя.

Суммирование по формуле проводится в пределах сжимаемой толщи основания Hc, нижняя граница которой определяется равенством  _zp=0,2 _zg. Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации E  5МПа, то нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия  _zp=0,1 _zg

38. Комплексы мероприятий при проектировании и строительстве на лессовых просадочных грунтах (по сНиП).

Согласно п 3.6 СНиПа грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, подразделяются на два типа:

I тип - грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см;

II тип - грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешнейнагрузки возможна их просадка от собственного веса и размер ее превышает 5 см.

3.12*.При возможности замачивания грунтов основания (п.3.2) следует предусматривать одно из мероприятий:

а) устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей просадочной толщи согласно п. 2.69:

-преобразование строительных свойств грунтов основания:

• уплотнение грунтов (трамбование, грунтовые сваи, вытрамбовка котлованов под фундаменты и т.д.)

• полной или частичной заменой в основании грунтов (подушки из песка, гравия, щебня)

• устройство насыпей

• закрепление грунтов (химических, электрохимическим, термическим и т.д. способами)

• введение в грунт спецдобавок (засоление грунта и т.д.)

• армирование грунта (спецпленок, сеток)

-устранение просадочных свойств грунтов достигается согласно п. 3.13:

• в пределах верхней зоны просадки или ее части уплотнением тяжелыми трамбовками,устройством грунтовых подушек, вытрамбовыванием котлованов, в том числе с устройством уширения из жесткого материала, химическим или термическим закреплением;

• в пределах всей просадочной толщи - глубинным уплотнением грунтовыми сваями, предварительным замачиванием грунтов основания, в том числе с глубиннымивзрывами, химическим или термическим закреплением.

(пп. 2.69и 3.13);

б) прорезку просадочной толщи глубокими фундаментами, в том числе свайными и массивами из-за крепленного грунта (пп. 2.67 и 3.14):

Согласно 3.14:

.При проектировании глубоких фундаментов следует учитывать:

-в грунтовых условиях I типа - сопротивление грунта по боковой поверхности фундаментов;

-в грунтовых условиях II типа - негативное трение грунта по боковой поверхности фундаментов, возникающее при просадке грунтов от собственного веса.

в) комплекс мероприятий, включающий частичное устранение просадочных свойств грунтов ,водозащитные и конструктивные мероприятия (пп. 2.67-2.71).

В грунтовых условиях II типа наряду с устранением просадочных свойствгрунтов или прорезкой просадочной толщи глубокими фундаментами должны предусматриваться водозащитные мероприятия, а также соответствующая компоновка генплана.

Выбор мероприятий должен производиться с учетом типа грунтовых условий, вида возможного замачивания, расчетной просадки, взаимосвязи проектируемых сооружений с соседними объектами и коммуникациями в соответствии с требованиями п. 1.1.

Устранение просадочных свойств грунтов достигается применением различных методов уплотнения и закрепления и направлено на изменение природной структуры, повышение плотности, прочности, исключение просадочности грунтов и превращение их в обычные непросадочные грунты с более высокими значениями прочностных и деформационных характеристик. Основными методами уплотнения просадочных грунтов с I типом грунтовых условий по просадочности являются: поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками, вытрамбовывание котлованов, устройство грунтовых подушек, а на площадках со II типом: предварительное замачивание, в том числе с глубинными взрывами, глубинное уплотнение пробивкой скважин (грунтовыми сваями) и др. Закрепляют просадочные грунты однорастворной силикатизацией и обжигом.

Прорезка просадочных грунтов глубокими фундаментами предусматривает передачу нагрузки от фундаментов на подстилающие грунты и тем самым полное или частичное исключение влияния просадочности грунтов на осадки фундаментов. Она выполняется свайными фундаментами из забивных или набивных свай различных конструкций, столбами из закрепленного грунта. Комплекс мероприятий направлен на частичное снижение величин просадок грунтов и приспособление конструкций зданий и сооружений к возможным просадкам грунтов в основании. При этом подготовка оснований выполняется путем уплотнения грунтов различными методами с целью полной или частичной ликвидации просадок грунтов в пределах деформируемой зоны от нагрузки фундаментов и создания в основании маловодопроницаемого экрана из уплотненного грунта, препятствующего замачиванию нижележащих просадочных грунтов и промачиванию всей просадочной толщи. Водозащитные мероприятия направлены на снижение возможности замачивания грунтов, промачивания всей просадочной толщи и тем самым снижение максимальных просадок до минимально возможных величин. Конструктивные мероприятия выполняются с целью приспособления зданий и сооружений к возможным просадкам грунтов и принимаются по расчету конструкций на неравномерные просадки в основаниях.