4.3. Розрахунок осідання

Прийняті розміри фундаментів при розрахунку за деформаціями повинні задовольняти умові:

s  s_u ,

      де: s – розрахункова деформація основи, см;

s_u – гранично допустима деформація основи, см.

До деформацій основи відносяться максимальне осідання, середнє осідання, відносна різниця осідань і крен.

У цьому розділі розглядається визначення осідання фундаментів методом пошарового підсумовування і наближеним методом.

4.3.1. Метод пошарового підсумовування

Осідання фундаменту визначають за такою формулою:

, (4.17)

де:  – безрозмірний коефіцієнт, що дорівнює 0,8;

_zp,i– середнє значення вертикального нормального напруження від зовнішнього навантаження в i-тому шарі ґрунту на вертикалі, яка проходить через центр підошви фундаменту;

h_i – товщина i-го шару ґрунту, приймається 0,2b для стовпчастих і 0,4b – для стрічкових фундаментів;

n – кількість шарів, на які розділена стиснена товща основи;

_{z, i} – середнє значення вертикального напруження від власної ваги ґрунту, вийнятого з котловану, в i-тому шарі ґрунту на вертикалі, що проходить через центр підошви, на глибині z від підошви фундаменту;

E_i – модуль деформації i-го шару ґрунту при первинному завантаженні фундаменту;

E_{e, i} – модуль деформації i-го шару ґрунту при вторинному завантаженні фундаменту, якщо відсутні дані випробувань, для споруд II і III рівнів відповідальності допускається приймати E_{e, i}=5· E_i ;

E_i і E_{e, i} визначаються в межах діючих навантажень від власної ваги ґрунту і споруди.

При глибині котловану менше 5,0 м [1] розрахунок осідання виконують за формулою (4.17) без другої складової:

                                 (4.18)

Розрахунок виконується в наступній послідовності:

1) Креслять розрахункову схему (М1:100, рис. 4.4), на якій показують колонку геологічного розрізу, поєднану з поперечним перерізом фундаменту, і необхідні для розрахунку характеристики кожного з шарів.

2) Будують епюру природного тиску ґрунту, для чого визначають напруження від власної ваги ґрунту σ_zg на позначках підошви шарів і підошви фундаменту σ_zg0 з виразу:

, кПа (4.19)

де: γ_i - питома вага ґрунту природної вологості;

h_i - потужність і - го шару ґрунту, м.

Масштаб напружень при побудові епюри 1см = 50кПа.

Питома вага ґрунтів (піски, супіски), розташованих нижче рівня підземних вод (РПВ), до покрівлі водоупору визначається з урахуванням зважувальної дії води. При цьому питома вага ґрунту приймається рівною _sb. Її значення визначається за формулою: g_Sb=(g_S-10)/(1-e).

На покрівлі водотривкого шару до ординати епюри напружень від власної ваги додається ордината напруження від гідростатичного тиску води (див. рис.4.3), яка визначається за формулою:

_{z, w} = _w  h_w , (4.20)

де: _w – питома вага води 10 кН/м³;

h_w – потужність водоносного горизонту, м.

Приклад:

 Напруження від власної ваги ґрунту на межі кожного ІГЕ:

  ;

;

Рис.4.3. Епюра напружень від власної ваги ґрунту з урахуванням зваженої дії води при наявності РПВ і водоупору

;

;

;

- на позначці підошви фундаменту (для Ф-1 і ФС-1):

.

3) Ґрунтову товщу нижче підошви фундаменту розбивають на елементарні шари товщиною:

або , м (4.21)

4) Визначають додаткове напруження на межах елементарних шарів за формулою:

, кПа (4.22)

де: α - коефіцієнт розсіювання напружень по глибині, залежить від =2z/b і η = l/b (табл. 4.10), тут b і l - ширина і довжина підошви прямокутних фундаментів (для стрічкових окрема колонка у таблиці в залежності від ).

р - середній тиск під підошвою фундаменту, кПа.

На розрахунковій схемі будують епюру σ_zр (рис. 4.4).

Таблиця 6.10

 (Таблиця Д.1) [1]