2.6 Расчет осадки фундамента

Метод послойного суммирования рекомендуется СНиПом [7] для расчета осадок фундаментов шириной менее 10 м.

Величина осадки фундамента определяется по формуле:

(4.16)

где β — безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σzpi— среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта;

hiи Еi — соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта (табл. 4.1);

n — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Графическое оформление расчета осадки показано на рис. 4.6, где обозначено: NL — отметка поверхности

природного рельефа; FL — отметка подошвы фундамента; WL — отметка уровня подземных вод; ВС — отметка нижней границы сжимаемой толщи; zg— вертикальное (природное) напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента, кПа; zр— вертикальные дополнительные напряжения от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента, кПа; Нс— глубина сжимаемой толщи.

Основная операция при расчете осадки заключается в построении эпюр zg, zрдо отметки ВС.

Строится эпюра распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта в пределах глубины (46) b ниже подошвы фундамента. Вертикальные напряжения от собственного веса грунта zgна границе слоя, расположенного на глубине z, определяются по формуле:

(4.17)

где γ i — удельный вес грунта i-го слоя;

hi— толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных (WL), но выше водоупора, должен определяться с учетом взвешивающего действия воды γSb(табл. 4.1).

Водоупорами следует считать глины и суглинки твердой и полутвердой консистенции при IL<0,5.

В водоупоре напряжение от собственного веса грунта любом горизонтальном сечении определяют без учета взвешивающего действия воды.

Далее определяют дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента поформуле:

(4.18)

где PII — среднее давление (фактическое) на уровне подошвы фундамента (формула 4,14);

σzgo— вертикальное наряжение от собственного веса грунта науровне подошвы фундамента.

Толщу грунта мощностью (4÷6) b ниже подошвы фундамента разбивают на слои hi, толщиной не более 0,4 b. Этислои показывают на рис. 4.6.

Затем строят эпюру распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте по формуле

σzp= α . σzpо(4.19)

где α — коэффициент, принимаемый по табл. 4.9 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента bl η = и относительной глубины равной b2z ζ = .

Вычисления σzgи σzpдля любых горизонтальных сечений производят в табличной форме (табл. 4.10).

По полученным данным σzgи σzpстроят эпюры. Определяют нижнюю границу сжимаемой толщи (ВС). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие: σzp≤ 0,2 σzg.

Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации E<5,0 Мпа или такой слой залегает непосредственно ниже ВС, то нижняя граница определяется из условия σzp≤ 0,1σzg.

Границу ВС можно получить графически, построив справа эпюру 0,2 σzg. В точке пересечения с эпюрой σzpполучим границу ВС. Определяется осадка каждого слоя основания по формуле (4.16).

Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя. Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружений, определяемой по [прил. 4, СниП 2.02.01-83*].

В курсовом пректе допускается принять: для отдельностоящих фундаментов под колонны—Su = 8 см, для ленточныхфундаментов под стены—Su = 10 см.