2. Визначення загальної деформації осідання і просідання основи фундаменту

Деформації основ будівель і споруд на лесових просідаючих грунтах визначають за умовою:

(2.1)

де S – сумісна деформація основи і будівлі чи споруди, що визначається як для звичайних непросідаючих грунтів, виходячи з деформаційних характеристик при природній вологості; S_sl – деформація основи від просадки грунту; – гранично допустима сумісна деформація основи і будівлі чи споруди, що дорівнює:

(2.2)

де S_u – гранично допустима деформація основи і будівлі чи споруди, визначається за ДБН В.2.1-10-2009. „Основи та фундаменти споруд”. як для звичайних грунтів, γ_s – коефіцієнт умов роботи, що враховує імовірність одночасного сполучення найбільш несприятливих умов за просіданням та осіданням і приймається рівним одиниці при S_sl<2∙S і рівним 1,25 при S_sl>2∙S.

Просідання основи при замочуванні визначають за виразом:

(2.3)

де n – кількість розрахункових шарів в просідаючій товщі; ε_sl,і – відносне просідання і-го шару грунту; h_і – товщина і-го розрахункового шару грунту; k_sl,і – коефіцієнт, який при ширині підошви фундамента b≥12 м дорівнює одиниці; при ширині b≤3 м вираховується за виразом

(2.4)

тут Р – середній тиск під підошвою фундаменту, кПа; Р_sl – початковий тиск просідання і-го шару грунту, кПа; Р₀ – тиск, що дорівнює 100 кПа.

Приклад. 2. Визначити загальні деформації осідання і просідання за наступних умов. Фундамент з розмірами підошви b×l =2,5×3,5 м заглиблений на величину d = 2 м. Тиск по підошві фундаменту Р= 200 кПа. Грунтові умови з попереднього прикладу. Будівля з залізобетонним каркасом. Технологічний процес пов’язаний з витратами води, можливе замочування основи. Допустиме осідання S_u = 10 см.

Розв’язок.

Розрахунки виконуємо в табличній формі (табл. 2.1). В стовбчиках 1-9 визначаємо осідання основи і фундаменту як для звичайних грунтів природньої вологості: ділимо грунтову товщу на розрахункові шари товщиною h_і ≤ 0,4∙b; визначаємо напруження від власної ваги грунту σ_zgt,i, з питомою вагою грунту у природному стані γ_ІІ; визначаємо напруження напруження від зовнішнього навантаження σ_zр,i, в середині розрахункових шарів; визначаємо нижню межу стисливої товщі, де σ_zр,i≤ σ_zg,i ( в прикладі це на межі 6-го і 7-го шарів); визначаємо осідання в межах стисливої товщі за виразом

В десятому-дванадцятому стовбчиках визначаємо напруження від власної ваги грунту σ_zg,sat,i, з питомою вагою в насиченому водою стані γ_sat,IІ; cумарні напруження σ_zg,sat,I+σ_zр,i, на межах розрахункових шарів; тиск в середині розрахункових шарів від напружень σ_zg,sat,I+σ_zр,i.

З графіків залежностей ε_sl=f(p )ними значень 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000) ( див. рис.1.1 і рис.1.2) при визначених тисках знаходимо величини відносного просідання для кожного розрахункового шару (13-й стовбчик).

Визначаємо коефіцієнти k_sl для кожного ІГЕ.

Для ІГЕ - 1:

Для ІГЕ - 2:

Визначаємо просідання грунту в кожному розрахунковому шарі за виразом S_sl,i=ε_sl,i∙h_i∙k_sl,i та їх суму S_sl.

Визначаємо загальні деформації осідання і просідання S+S_sl і порівнюємо з гранично допустимою 10∙1,25=12,5 см.

Тиск під підошвою фундаменту від додаткового навантаження на грунт Р₀=Р-σ_zg,0=200-31,6=168,4 кПа.

Таблиця 2.1

Загальні деформації осідання і просідання основи і фундаменту

№ ІГЕ	Назва ІГЕ	Тов-щина ІГЕ, м	γІІ, кН/м3	γІІ,sat кН/м3	E, кПа		№ розрах. шару	hi, м	zi, м	σzg, кПа	ξ=2z/b	αi	σzp, кПа	σzp,і кПа	Si, м	σzg,sat кПа	σzg,sat +σzp кПа	Тиск в сере-дині шару, кПа	εsl,i	Ssl,i, м
							1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
І ГЕ-1	Супісок твердий просідаючий	5,0	15,8	21,9	20000		0	2,0	0,0	31,6	0,0	1,000	168,4	-	-	43,8	212,2	-	-	-
							1	1,0	1,0	47,4	0,8	0,848	142,8	155,6	0,0062	65,7	208,5	210,4	0,0032	0,088
							2	1,0	2,0	63,2	1,6	0,532	89,6	116,2	0,0046	87,6	177,2	192,9	0,029	0,080
							3	1,0	3,0	79,0	2,4	0,325	54,7	72,2	0,0029	109,5	164,2	170,7	0,026	0,072
ІГЕ-2	Суглинок твердий просідаючий	6,0	16,1	18,2	20000		4	1,0	4,0	95,1	3,2	0,210	35,4	45,1	0,0018	127,7	163,1	163,7	0,012	0,017
							5	1,0	5,0	111,2	4,0	0,145	24,4	29,9	0,0012	145,9	170,3	166,7	0,012	0,017
							6	1,0	6,0	127,3	4,8	0,105	17,7	21,1	0,0008	164,1	181,8	176,1	0,012	0,017
							7	1,0	7,0	143,4	5,6	0,079	13,3	-	-	182,3	195,6	188,7	0,013	0,018
							8	1,0	8,0	159,5	6,4	0,062	10,4	-	-	200,5	210,9	203,3	0,014	0,020
							9	1,0	9,0	175,6	7,2	0,049	8,3	-	-	218,7	227,0	219,0	0,014	0,020
							Σ								0,0175	Σ				0,349

Сумарне деформація осідання і просідання фундаменту становить S+S_sl=1,75+34,9=36,65 см, що значно перевищує гранично допустиму сумісну деформацію основи будівлі чи споруди, що дорівнює: =12,5 см.