1. Метод послойного суммирования.

Рассматриваемый метод расчета основан на следующих допущениях: 1) грунт под фундаментом не имеет бокового расширения; 2) вертикальные деформации слоев грунта прямо пропорциональны напряжениям pz, убывающим с глубиной; 3) на глубинах, где дополнительное напряжение pz составляет менее 20% от веса вышележащих слоев грунта (природное давление), считается, что грунт не испытывает деформаций; 4) напряжения рz определяются под центром загружения методами теории упругости без учета изменения деформативных характеристик грунта по глубине; 5) безразмерный коэффициент р, зависящий от коэффициента пикового расширения грунта, принимается равным 0,8 для всех видов грунтов и рассматривается как коэффициент, корректирующий упрощенную расчетную схему; 6) жесткость фундаментов и надфундаментных конструкций не учитывается. На основе перечисленных допущений расчет осадки фундамента производится по формуле:

где п — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания; hi — толщина i-го слоя грунтов в см; Ei — модуль общей деформации i-го слоя в кГ/см2; β — безразмерный коэффициент, равный 0,8; pZi — полусумма вертикальных нормальных напряжений в кГ/см2, возникающих на верхней и нижней границах i-го слоя грунта от давления, передаваемого фундаментом

2. Метод линейно-деформируемого слоя (обычно используют при ширине подошвы фундамента b >10м.

Осадка фундамента на слое конечной толщины (рис.Ф.10.12) определяется по формуле

где p - среднее давление под подошвой фундамента; b - ширина прямоугольного или диаметр круглого фундаментов, kc и km - коэффициенты, зависящие от сжимаемости основания; n - число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах сжимаемой толщи Hс; ki и ki-1- коэффициенты, определяемые в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя; Ei - модуль деформации i-го слоя грунта. Коэффициенты ki приводятся в табллице СНиП [1], приложение 2.

3. Метод эквивалентного слоя грунта.

Осадка основания s методом эквивалентного слоя грунта определяется по формуле

где hэ- мощность эквивалентного слоя грунта определяемая из выражения

mv - коэффициент относительной сжимаемости грунта; p0- дополнительное давление под подошвой фундамента; A - коэффициент, определяемый по формуле

где - коэффициент Пуассона грунта основания; b - ширина подошвы фундамента; w - коэффициент, зависящий от формы и жесткости фундамента.

Выражение для s применимо для случая однородного основания. При слоистой толще грунтов необходимо найти среднее значение коэффициента относительной сжимаемости в пределах сжимаемой толщи Hc=2hэ

4. Метод ограниченной сжимаемой толщи.

целесообразно использовать для однородных грунтов в случае необходимости учета влияния на осадку загружения соседних площадей.

8. Основные допущения и порядок расчета осадки основания во времени.

При 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 основании

2 . 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 том 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.б: 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.