Вопрос 30. Расчет осадки основания во времени.

П ри развитии осадки поверхности слоя грунта, загру­женного сплошной нагрузкой, во времени происходит фильтрация воды либо только вверх, либо вверх и вниз. При расчете осадки фундамента во времени Н. А. Цытович рекомендует принимать распределение уплотняющих напряже­ний по эквивалентной треугольной эпюре. В этих случаях при­нимают фильтрацию воды условно только по вертикали. При однородном грунте в пределах сжимаемой толщи рас­сматривают два характерных вида фильтрации воды:1. Однородный пылевато-глинистый грунт залегает мощным слоем. Фильтрация воды развивается преимущественно вверх. Схемы основных направлений фильтрации воды при однородном грунте в основании2. Слой однородного пылевато-глинистого грунта подсти­лается фильтрующим слоем, расположенным в нижней точке треугольной эпюры напряжений (рис.б). Высоту треугольной эпюры следует принять равной 2h. Если треугольную эпюру разбить пунктир­ными линиями, то осадка во вре­мени будет развиваться от действия прямоугольной эпюры уплотняющих давлений AEFD и от действия двух треугольных эпюр уплотняющих давлений РЕВ и DCF. При этом под действием первой треугольной эпюры фильтрация происходит снизу вверх, а под действием второй — сверху вниз. При слоистом залегании грунтов в пределах сжимаемой толщи возможны различные случаи расчетов осадки фундамен­тов во времени. Средние значения коэффициента фильтрации в пределах сжимаемой толщи . где h_a — мощность сжимаемой толщи (активной зоны); Hi— мощность 1-го слоя грунта; kfi— коэффициент фильтрации грунта i-го слоя.

где h — путь фильтрации воды. При слоистом залегании грунтов направления фильтрации отжимаемой воды зависят от водопроницаемости слоев. На рис. даны схемы характерных напластований грунтов.

Схема на рис.а: водопроницаемость грунтов по мере увеличения глубины уменьшается, т. е. kf1 > Kf₂ > Kfз. При та­ком напластовании затухание осадок во времени приближенно определяют как для случая «2». Схема на рис.6: под сжимаемой толщей залегает про­слойка хорошо фильтрующего грунта; наименьшей водопроницаемостью обладает средний слой, т. е. kf1 > kf2 < Kf3- При та­ком напластовании принимают, что вода отжимается вверх и вниз. Принимая путь фильтрации h = 0,bh_a (где h_A — мощность сжимаемой толщи). Схема на рис. в: в толще хорошо фильтрующих грун­тов залегает слой глины или суглинка. При этом дополни­тельно определяют осадку, происходящую в результате уплот­нения слоя слабо фильтрующего грунта. Развитие этой осадки рассматривают во времени. Вследствие фильтрации воды из слоя пылевато-глинистого грунта в основном вверх и вниз рас­чет осадки во времени может быть сведен, как указано выше, к случаю «О». При этом путь фильтрации h принимают равным h2/2. При расчете учитывают развитие осадки во времени только слоя пылевато-глинистого грунта. Нарастание осадки во времени вследствие деформации верхнего и нижнего слоев песка происходит в процессе приложения нагрузки.

Вопрос 32. Определение несущей способности сваи по данным статического зондирования.. Для зондирования применяют в основном три установки. В установке типа 1, у которой зондировочный стандартный конус переходит в штан­гу, трение по грунту развивается по всей ее длине', а в установ­ках типа II и III трение по грунту развивается- только в нижней части штанги. Сопротивление грунта прониканию зонда не идентично со­противлению грунта загружаемой свае, так как при внедрении зонда вокруг нее нарушается структура грунта, которая не может сразу восстановиться.. В то же время при песчаных грунтах и супесях результаты статического зондирования по­зволяют достаточно точно определять несущую способность свай. В остальных случаях правильнее предварительно устано­вить корреляционную зависимость между нагрузкой, требую­щейся для погружения зонда, и несущей способностью свай.

Удельное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяют по формуле:

где β₁— переходный коэффициент от сопротивления грунта под зондом при его погружении к сопротивлению грунта под забивной сваей после «отдыха»} q_s — среднее значение сопротивления грунта под наконечником зонда нз участке, расположенном на Id выше и на 4d ниже нижнего конца свай (d — сторона или диаметр сваи): Среднее удельное сопротивление грунта по боковой поверх­ности сваи определяют из выражений: при установке типа I:

при установках типов II и III

где β₂ β_i — переходные коэффициенты; f_s — среднее удельное сопротивление грунта по боковой поверхности зонда при погружении его на глубину забивки сваи; f_si — среднее удельное сопротив­ление грунта по боковой поверхности в пределах i-го слоя; hi — толщина (-го слоя; Л — глубина погружения сваи от поверхности грунта около нее.

Зная Rs и f, находят частное значение предельного сопротив­ления сваи в месте зондирования:

F_u = R_sA + fhu, где А — площадь поперечного сечения сваи у нижнего конца; h — длина сваи в грунте; и — периметр поперечного сечения сваи.

При относительно однородных инженерно-геологических ус­ловиях по частным значениям предельного сопротивления сваи, установленным для всех мест зондирования, находят несущую способность сваи, работающей на сжимающую нагрузку:

где у_с — коэффициент условий работы, принимаемый равным 1; п. — число точек зондирования, в которых по формуле найдены частные зна­чения предельного сопротивления сваи F_ui; y_g — коэффициент безопасности по грунту, определяемый в соответствии с п. 2.5 для односторонней дове­рительной вероятности α = 0,95.

При резких изменениях напластования грунтов в пределах одной строительной площадки последнюю разбивают на части, имеющие приблизительно однородные инженерно-геологические условия, и для каждой такой части определяют F_d по форму­ле/ Более точные значения частного предельного сопротивления сваи длиной до 12 м можно найти испытанием грунтов с по­мощью эталонной сваи, если длина проектируемых свай не превышает 12 м. Тогда, проведя испытания , получают предельное сопротивление эталон­ной сваи f_{u, sp} и вычисляют предельное сопротивление натурных свай такой же длины по формуле:

где и и u_sp— периметр поперечного сечения соответственно натурной сваи и эталонной сваи; y_sp - коэффициент, принимаемый равным 1 для всех грунтов, кроме плотных песков (для них \_Sp = 1,25). Еще точнее F_u устанавливается испытанием натурных свай статической нагрузкой