- •Механика грунтов, основания и фундаменты Конспект лекций Северодвинск
- •Isbn 5-7723-0078-4 Севмашвтуз, 2010 Содержание
- •1. Физические свойства грунтов 7
- •2. Механические свойства грунтов 23
- •3. Определение напряжений в массиве грунта 39
- •4. Теория предельного напряженного состояния грунтов 51
- •8. Фундаменты на естественных основаниях 96
- •9. Свайные фундаменты 114
- •5. Расчет осадок фундаментов 56
- •6. Изменение осадок во времени 68
- •7. Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям 81
- •Введение
- •Физические свойства грунтов
- •Состав грунтов и свойства их составных частей
- •Классификация по происхождению
- •Классификация по зерновому составу
- •Виды воды в грунте и их свойства
- •Влияние газа, содержащегося в порах грунта, на его свойства
- •Структура и текстура грунтов
- •Характеристики физического состояния грунтов
- •Определяемые характеристики грунта
- •Вычисляемые характеристики грунта
- •Состояния пылевато-глинистых грунтов
- •Состояния сыпучих грунтов по плотности сложения
- •Классификация грунтов по гост 25100-95
- •Механические свойства грунтов
- •Основные закономерности механики грунтов
- •Закон уплотнения
- •Компрессионная зависимость
- •Коэффициент относительной сжимаемости
- •Закон уплотнения и линейная деформируемость грунтов.
- •Структурная прочность грунтов.
- •Напряженное состояние грунта при компрессионных испытаниях.
- •Определение модуля деформации грунта
- •Водопроницаемость грунтов
- •Закон ламинарной фильтрации
- •О начальном градиенте в глинистых грунтах
- •Давление в водонасыщенных грунтах
- •Сопротивление грунтов сдвигу
- •Сопротивление сдвигу сыпучих грунтов
- •Сопротивление сдвигу связных грунтов
- •Сопротивление грунтов сдвигу при трехосном сжатии
- •Определение напряжений в массиве грунта
- •Применимость решений теории упругости к грунтам
- •Фазы напряженного состояния грунта
- •Основные допущения
- •Определение напряжений в массиве грунта от действия внешних нагрузок
- •Действие сосредоточенной силы на упругое полупространство (задача Буссинеска)
- •Действие нескольких сил
- •Действие равномерно распределенного давления
- •Действие равномерно распределенной полосовой нагрузки (плоская задача)
- •Напряжения от действия собственного веса грунта
- •Распределение напряжений по подошве жестких фундаментов (контактная задача)
- •Определение перемещений
- •Теория предельного напряженного состояния грунтов
- •Общие положения
- •Устойчивость грунтов в основании сооружений
- •Развитие предельного напряженного состояния в основании жестких штампов
- •Критические нагрузки на грунт основания при полосообразной нагрузке
- •Расчет осадок фундаментов
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •А) расчетная схема нагруженного слоя; б) компрессионная кривая
- •Метод послойного суммирования
- •Метод эквивалентного слоя
- •Вывод основной зависимости
- •Определение осадки при слоистом основании
- •Метод линейно деформируемого слоя
- •Определение осадки
- •Определение толщины линейно деформируемого слоя
- •Изменение осадок во времени
- •Теория фильтрационной консолидации
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •Степень консолидации осадки и эпюры уплотняющих давлений
- •Однородный грунт при двусторонней фильтрации
- •Реологические процессы в грунтах
- •Длительная прочность и релаксация напряжений
- •Деформации ползучести грунтов и методы их описания
- •Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок сооружений
- •Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям
- •Метод расчета конструкций по предельным состояниям
- •Сущность метода
- •Две группы предельных состояний
- •Классификация нагрузок
- •Нормативные и расчетные характеристики материалов
- •Степень ответственности зданий и сооружений
- •Коэффициент условий работы конструкции
- •Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций
- •Формы деформаций и смещений сооружений
- •Предельные состояния оснований и фундаментов
- •Причины возникновения неравномерных осадок
- •Выбор типа и глубины заложения фундаментов
- •Инженерно-геологические условия площадки строительства
- •Климатические факторы
- •Особенности сооружений
- •Фундаменты на естественных основаниях
- •Определение расчетного сопротивления грунта
- •Центрально нагруженный фундамент
- •Внецентренно нагруженный фундамент
- •Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта
- •Конструкции фундаментов
- •Типы фундаментов
- •Каменные и бетонные фундаменты
- •Железобетонные монолитные фундаменты
- •Сборные ленточные фундаменты
- •Защита помещений от подземных вод и сырости
- •Расчет фундаментов на продавливание
- •Свайные фундаменты
- •Типы свай и виды свайных фундаментов
- •Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде
- •Сваи, изготавливаемые в грунте
- •Определение несущей способности свай
- •Расчет на прочность свай по материалу
- •Расчет на прочность свай по грунту
- •Проектирование свайных фундаментов.
- •Работа свай в кусте.
- •Центрально нагруженные фундаменты
- •Внецентренно нагруженные фундаменты.
- •Свайные фундаменты, воспринимающие горизонтальную нагрузку
- •Определение осадки свайных фундаментов
- •Возникновение отрицательного трения
- •Литература
Внецентренно нагруженный фундамент
В общем случае внецентренно нагруженный фундамент работает на сжатие с косым изгибом.
Рис. 8.60. Внецентренно нагруженный фундамент
Размеры подошвы внецентренно нагруженного фундамента определяются, как и для центрально нагруженного, из условия упругой работы основания при действии средних напряжений:
.
Максимальные сжимающие напряжения действуют в точке В:
. (8.0)
Если изгибающий момент действует только относительно одной оси, то фундамент испытывает сжатие с плоским изгибом:
. (8.0)
Фундаменты могут иметь симметричную конструкцию относительно центральной оси подошвы фундамента и несимметричную конструкцию с несимметричным уширением.
Рис. 8.61. Внецентренно нагруженный фундамент, испытывающий сжатие с плоским изгибом
Максимальные напряжения по подошве внецентренно нагруженного фундамента может превышать расчетное сопротивление грунта (СНиП [5], п. 2.49):
по граням фундамента
; (8.0)в угловых точках
.
Площадь
подошвы находят, как для центрально
нагруженного фундамента, а затем
проверяют выполнение ограничений ( 8 .0).
Для фундаментов зданий, оборудованных
мостовыми кранами, а также если
КПа эпюра давлений должна быть
трапециевидной с отношением
.
В
остальных случаях допускается треугольная
эпюра с
.
При центральной нагрузке подошвы фундаментов принимают квадратными, а при внецентренной - прямоугольными с отношениями
.
Для столбчатых фундаментов под колонны можно принимать
,
где
- длина и ширина сечения колонны.
Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта
Рис. 8.62. Схема условного фундамента при проверке давления на подстилающий слой слабого грунта
Если на глубине z под несущим слоем залегает менее прочный грунт, то необходимо проверить напряжения, передаваемые на кровлю слабого грунта:
, (8.0)
где:
- напряжение на кровле слабого грунта
от добавочного давления по подошве
фундамента, определяемое по формуле
;
- природное
давление на кровлю
слабого грунта;
Расчетное
сопротивление
определяют по формуле ( 8 .0) в предположении,
что на слабый грунт опирается условный
фундамент
с глубиной заложения
и шириной
.
Площадь подошвы условного фундамента
определяется по формуле:
, (8.0)
где:
- нагрузка, передаваемая на верхний
обрез фундамента наземной конструкцией;
- нагрузка от веса фундамента и грунта
на его обрезах.
Форма подошвы условного фундамента принимается такой же, как и у проектируемого.
Длина
и ширина
прямоугольной подошвы условного
фундамента находятся в предположении,
что они на 2с больше соответствующих
размеров проектируемого фундамента
(рис. 8 .63).
Тогда формула для определения ширины условного фундамента получается следующим образом:
Рис. 8.63. Условный фундамент
Вводя обозначение:
,
получим:
. (8.0)
