89. Распределение напряжений по подошве жесткого фундамента в зависимости от размеров фундамента и глубины рассматриваемой точки.

Жёстким считается фунд-т, который не повторяет очертания основания, т.е. осадки которого везде одинаковы.

Давление по подошве круглого ф-та на расстоянии r от его центра:

P_m – среднее давление по подошве ф-та.

Теоретически в линейно-деформируемом полупространстве под краями жёсткого ф-та при r = R развиваются бесконечно большие напряжения. В действительности, т.к. реальные грунты не могут воспринимать больших давлений, по контуру ф-та возникают пластические деформации, которые приводят к перераспределению давлений и соответственно изменению эпюры.

Дополнительное давление p_o равно полному давлению под подошвой ф-та р за вычетом вертик-го норм-го напряжения от собств. веса грунта на уровне подошвы ф-та:

р_о = р - σ_zg,o

где σ_zg,о = γ’d ,

γ’ – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы; d – глубина заложения ф-та от уровня природного рельефа.

р = N_II/A;

где А – площадь подошвы ф-та;

N_II = N_ОII + N_fII + N_gII

где N_OII – нагрузка на обрезе ф-та;

N_fII - вес ф-та; N_gII - вес грунта на уступах ф-та.

90. Определение расчетного сопротивления грунта.

В настоящее время осадки ф-ов рассчитывают исходя из линейной зависимости между напряжениями и деф-ми. В связи с этим следует ограничивать среднее давление по подошве любого ф-та расчетным сопротивлением грунта основания, т.о требуется соблюдение условия

p_n ≤ R

где p_n - ср.давление по подошве ф-та от основного сочетания расч.нагрузок при расчете по деф-ям,

R-расч.сопротивление грунта основания, при котором развивающиеся зоны пластичных деф-й грунта незначительно нарушают линейную зависимость между напряж-ми и деф-ми всего основания в целом.

Расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяют по формуле:

R = γ_c1 γ_c2 / k [M_γ k_z b γ_ll + M_q d₁ γ_ll’ + (M_q - 1) d_b γ_ll’ + M_c c_ll]

где γ_c1 и γ_c2 – коэффициенты условий работы соответственно основания и соор-я во взаимодействии с основанием,

К- коэффициент, принимаемый равным: k=1, если γ_ll и c_ll определять испытаниями; k=1,1, если γ_ll и c_ll приняты по таблицам, исходя их физ.характеристик грунта,

M_γ M_q M_c - коэффициенты, зависящие от расчетного значения угла внутреннего трения γ_ll

k_z- коэффициент , принимаемый k_z=1 при ширине ф-та b≤10 м; k_z=(z₀ / b)+0,2 –

при b>10м, z₀=8м;

b – ширина подошвы и в пределах глубины заложения ф-та,

d₁- глубина заложения фундамента пола подвала; при отсутствии пола подвала – от планировочной поверхности, м;

d_b - глубина подвала, считая от планировочной отметки, но не > 2м

c_ll - расчетное значение сцепления, кПа.

91. Проверка несущей способности слабого подстилающего слоя

основания с основными расчётными параметрами отдельно стоящего фундамента, представлена на следующем рисунке.

Расчётная схема для проверки несущего слоя слабого подстилающего слоя для отдельно стоящего фундамента.

Проверку несущей способности слабого подстилающего слоя грунта в основании следует выполнять в следующей последовательности:

1. Строим эпюры природного давления и дополнительного уплотняющего давления по глубине основания σ_zq и σ_zp. Определяем ординаты этих давлений на кровле слабого грунта и сравниваем их значения с условным расчетным сопротивлением R_z слабого грунта (1).

σ_zp + σ_zp ≤ R_z (1)

Необходимо определение величины R_z - расчётного сопротивления слабого подстилающего слоя грунта основания для условного фундамента шириной подошвы b_ус, находящегося на глубине Z от подошвы проектируемого фундамента.

Будем рассматривать работу основания исходя из равенства усилий под подошвой фундамента и на глубине Z - на кровле слабого грунта. Тогда можно записать:

A × σ_p0 = A_ус × σ_zp

где А – площадь подошвы фундамента; σ_р0 - дополнительное уплотняющие давление под подошвой фундамента; σ_zp - дополнительное уплотняющие давление, приходящее на кровлю слабого грунта.

Тогда из данного выражения можно найти:

A_ус = (A × σ_p0 / σ_zp) - условная площадь подошвы фундамента.

2. Зная А_ус, находим b_z × ℓ_z = А_ус - подбираем, исходя из одинакового распространения давления во всех направлениях.

3. Такой прием дает возможность найти R_z - величину условного расчётного сопротивления слабого подстилающего слоя грунта основания, используя известную формулу СНиП 2.02.01-83*, но для условного фундамента с шириной подошвы b_ус, находящегося на глубине d_1z.

Здесь M_γz; M_qz; M_cz - эмпирические коэффициенты (табличные значения), зависящие от φ_II (расчётное значение угла внутреннего трения грунта слабого подстилающего слоя, определённого по II предельному состоянию). γ_II' - осреднённое (по слоям) расчётное значение удельного веса грунта, залегающего выше отметки подошвы условного фундамента. γ_II – то же, но для залегающего ниже подошвы условного фундамента. c_II – расчётное значение удельного сцепления слабого подстилающего слоя грунта, определённого по II предельному состоянию.

Далее осуществляется проверка неравенства (1) и в случае его невыполнения необходимо перепроектировать фундамент (изменение глубины заложения или ширины подошвы).