2.3.2 Определение осадки фундамента №1

Расчет осадки фундамента производится по формуле:

где – конечная осадка отдельного фундамента, определяемая расчетом

в настоящей пояснительной записке (по пункту 5.6 [1]);

– предельная величина конечной осадки основания фундамента зданий и сооружений, принимаемая по приложению Б [3]).

Нагрузка от сооружения передается на основание через подошву фундамента. В грунтовом массиве, лежащем ниже подошвы фундамента, возникает напряженное состояние, которое влияет на деформации оснований (осадки, горизонтальные смещения, крены и т.д.), а также на прочность и устойчивость грунтовой толщи.

Основным методом определения полной осадки фундамента является метод послойного суммирования. В основу метода послойного суммирования положены следующие допущения:

1. грунт в основании рассматривается как сплошное линейно-деформируемое тело;

2. осадка обусловлена действием средних сжимающих напряжений под осью фундамента;

3. деформации учитываются только в пределах сжимаемой толщи;

4. значение коэффициента принимается равным 0,8 независимо от вида грунта.

Расчет осадки производится в следующей последовательности:

1. в соответствующем масштабе вычерчиваются схема фундамента (вертикальный разрез) и геологическая колонка;

2. слева от осевой линии строится эпюра бытового давления. Справа от оси строится эта же эпюра, но уменьшенная в пять раз – (для фундаментов шириной и модулем деформации грунта );

3. определяется величина дополнительного давления непосредственно под подошвой фундамента;

4. область ниже подошвы фундамента на глубину примерно разбивается на элементарные слои толщиной ;

5. для каждого элементарного слоя определяется величина дополнительного среднего давления;

6. справа от осевой линии строится эпюра дополнительного давлениям и находится точка пересечения этой эпюры с уменьшенной эпюрой бытового давления . Эта точка определяет положение нижней границы сжимаемой толщи;

7. определяется величина осадки фундамента в пределах сжимаемой толщи путем суммирования сжатия элементарных слоев.

Величина бытового давления определяется в точках изменения удельного веса грунта на границах слоев и уровне грунтовых вод.

Значение -ой ординаты эпюры бытового давления ( ), определяется по формуле:

где – ордината эпюры природного давления -ого слоя, ;

– удельный вес грунта -ого слоя, ;

– толщина -ого слоя грунта, ;

Бытовое давление ниже уровня грунтовых вод для -ого слоя:

где – значение бытового давления -ого слоя выше горизонта подземных вод, ;

– удельный вес грунта с учетом гидростатического взвешивания, ;

– толщина -ого слоя грунта ниже горизонта подземных вод, ;

Ниже горизонта подземных вод удельный вес грунта определяется с учетом гидростатического взвешивания:

где – удельный вес частиц грунта слоя, ;

– удельный вес воды (принимается равным ), ;

– коэффициент пористости грунта слоя;

Бытовое давление на водоупоре с учетом гидростатического давления:

где – бытовое давление -ого слоя грунта на водоупоре с учетом гидростатического давления, ;

– удельный вес воды (принимается равным ), ;

– толщина -ого слоя грунта ниже горизонта подземных вод, ;

Бытовое давление в уровне подошвы фундамента определяется исходя из положения подошвы фундамента в слое грунта, по формулам приведенным выше.

Дополнительное давление на основание под подошвой фундамента определяется по формуле:

Дополнительное вертикальное напряжение на глубине от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяется по формуле:

где – коэффициент затухания напряжений, принимаемый по таблице 5.10 [1] в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения его сторон и относительной глубины ;

Осадка основания в пределах сжимаемой толщи методом послойного суммирования определяется по формуле:

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

– толщина -ого слоя грунта, ;

– модуль общей деформации -ого слоя грунта, ;

– среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в -ом слое грунта вдоль вертикали, проходящий через центр тяжести фундамента, равное полу сумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, кПа;

Расчет:

Среднее давление под подошвой фундамента рассчитано в пункте 2.3.1 настоящей пояснительной записки – .

Удельный вес грунта с учетом гидростатического взвешивания:

Значения ординат эпюры бытового давления:

Бытовое давление на уровне подошвы фундамента:

Дополнительное давление на основание под подошвой фундамента:

Для построения эпюры дополнительных напряжений разбиваем зону под подошвой на элементарные слои толщиной:

Соотношение сторон подошвы фундамента №1, . Значения коэффициента на глубине от подошвы фундамента по вертикали принимаем согласно таблице 5.10 [1] для прямоугольных фундаментов с для соответствующего значения .

Расчет осадки выполним в табличном виде.

Таблица – Расчет осадки

Имеем конечную осадку фундамента .

Согласно приложению Б [3] предельные деформации сооружений устанавливаются правилами технической эксплуатации соответствующих сооружений, технологическими или архитектурными требованиями, заданием на проектирование, а при их отсутствии принимаются по таблице Б.1. [3]. Для производственные и гражданские одноэтажных и многоэтажных сооружений с полным железобетонным каркасом .

Рисунок – Эпюры бытового и дополнительного давлений фундамента №1

Точка пересечения графиков и соответствует глубине сжимаемой толщи – .