14) Расчет осадок по методу послойного суммирования

Метод послойного суммирования.

Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединения и т.п.).Осадка – деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под действием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающегося коренными изменениями его структуры.

Общий вид формулы для послойного суммирования:

, где  - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

            - среднее значение вертикального нормального напряжения (далее - вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.5.32), кПа;

            - толщина -го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

            - модуль деформации -го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

            - среднее значение вертикального напряжения в -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.5.33), кПа;

           - деформации -го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;

            - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

В учебных заданиях принимается использовать более простую формулу для расчета осадки каждого слоя, выделенного в разрезе:

или

Для вычисления общей осадки необходимо сложить осадку каждого слоя. Вычисление осадки выполняют до границы сжимаемого слоя, на рис. 1.2 это линия ВС.

Нижняя граница сжимаемой толщи определяется с

у четом геологического строения и формы фундамента. В случаях, когда на незначительных глубинах залегают плохо сжимаемые грунты (скальные и полускальные грунты) за нижнюю границу сжимаемой толщи принимают кровлю этих грунтов. В остальных случаях разбивку на элементарные однородные слои продолжают до глубины, где σ_zp = m* σ_zg. Коэффициент m удобнее определять по графику на в зависимости от модуля деформации грунтов и ширины фундамента. Предельные значения осадок (деформаций) фундаментов приведены в табл.Е.1 приложения Е СП 50-101-2004. S<Su!!!! (совместная деформация, опред. Расчетом, Su- предельное значение совместной деформ. Основания и сооружения) .

15)Расчет осадок фундаментов по методу эквивалентного слоя

Метод эквивалентного слоя, позволяет определить осадку с учетом ограниченного бокового расширения. Эквивалентным слоем называется такая толща грунта h_э которая в условиях невозможности бокового расширения дает осадку, равную по величине осадке фундамента имеющего ограниченные размеры в плане при нагрузке той же интенсивности. Другими словами, в данном методе пространственная задача расчета осадок может заменяться одномерной. Мощность эквивалентного слоя зависит от коэффициента Пуассона v, коэффициента формы площади и жесткости фундамента ω и его ширины b.

Мощность эквивалентного слоя определяется по формуле:

h_э =A· ω· b

где А-коэффициент, зависящий от вида грунта;

ω- коэффициет, зависящий от формы фундамента и жесткости;

b- ширина фундамента.

Сочетание Аω в формуле называют коэффициентом эквивалентного слоя.

Осадку однородного основания определяют по формуле:

S =P_o· h_э · m_v

где P_o – дополнительное давление по подошве фундамента;

m_v - коэффициент относительной сжимаемости грунта.

Осадку неоднородного

основания также определяют по формуле S =P_o· h_э · m_v , с той лишь разницей, что в ней используют средневзвешенное значение коэффициента относительной сжимаемой толщи полная осадка равна сумме осадок, входящих в нее слоев.

Значение средневзвешенного относительного коэффициента сжимаемости слоистого напластования грунтов находят из выражения:

m_v

где h_i – толщина i-го слоя грунта в пределах сжимаемой толщи;

m_vi – коэффициент относительной сжимаемости i-го слоя;

z_i – расстояние от нижней точки треугольной эпюры до середины i-го слоя.

Тогда осадка многослойного основания вычисляется по формуле:

S= P_oh_эm_v

Коэффициент поперечного линейного расширения, содержащийся в произведении Аω, тогда как метод послойного суммирования не учитывает его, поскольку принятие β= 0,8 для всех грунтов нивелирует свойства всех грунтов