IV. Расчет основания по II группе предельных состояний (расчет по деформациям).

Расчет основания по деформациям имеет целью ограничить проектным решением сооружения его абсолютные и относительные смещения, вызываемые деформациями основания, такими предельными величинами, при которых еще обеспечивается нормальная эксплуатация сооружения.

В курсовой работе необходимо:

1. Определить конечную стабилизированную осадку сооружения s.

2. Рассчитать горизонтальное смещение сооружения u.

Полученные расчетные значения смещений сооружения нужно сравнить с их предельными значениями, т.е. проверить выполнение условий второго предельного состояния:

s≤su	(IV.1)	u≤uu	(IV.3)
∆s≤∆su	(IV.2)	∆u≤∆uu	(IV.4)

где: s – расчетное значение стабилизированной осадки, полученное суммированием осадок всех расчетных грунтовых слоев в пределах сжимаемой толщи Н_с (рис. IV.3).

s_u – предельная осадка;

Δs и Δs_u – расчетная и предельная относительная разность осадок соответственно.

u – расчетное значение горизонтального смещения,

u_u – предельное значение горизонтального смещения;

Δu и Δu_u – расчетная и предельная относительная разность горизонтального смещения соответственно.

Если условия IV.1…IV.4 не выполняются нужно внести изменения в проект сооружения, например, увеличить площадь подошвы. Это снизит интенсивность сжимающего напряжения под подошвой сооружения, а следовательно, снизит осадку. Соответствующими конструктивными изменениями можно повлиять и на горизонтальное смещение.

IV.1. Определение конечной стабилизированной осадки.

В курсовой работе определяется конечная (стабилизированная) осадка, т.е. осадка, сформировавшаяся к концу процесса стабилизации деформаций грунтов основания под нагрузкой от сооружения.

Определение осадки проводится для центральной оси сооружения методом послойного суммирования.[2] 2002 г. стр. 220….226; [2] 1994 г. или 2005 г. стр. 199…205; [4] п.п. 7.7, 7.8.

IV.1.1. Подготовка расчетной схемы для вычисления осадки.

Расчет начинается с подготовки расчетной схемы (рис. IV.1), на которой изображаются:

• информация об инженерно-геологических условиях (в табличной форме);

• отметки поверхности природного рельефа NL и дна котлована (подошвы сооружения) FL;

• расчетный уровень воды;

• ширина подошвы сооружения В;

• ширина каменной постели b;

• интенсивность давления p под постелью (на контакте каменной постели с грунтом основания)

• интенсивность давления со стороны засыпки, которая складывается из равномерно распределенной нагрузки на поверхности набережной , действующей в пределах ширины призмы, образованной грунтом засыпки и веса грунта засыпки, распределенного по той же ширине, с максимальной ординатой , ;

• центральная ось сооружения Z, направленная вниз от ее начала на отметке подошвы каменной постели;

• эпюры вертикальных напряжений, вызванных различными внешними воздействиями на основание.

Вычисление ординат эпюр производится на границах грунтовых слоев, входящих в сжимаемую толщу Н_с и их серединах. Эти вычисления целесообразно вести в табличной форме (см. пример IV.1, таблицы IV.1, IV.2, IV.3).

Изображаются следующие эпюры.

а) Эпюра природного сжимающего напряжения (природного давления) строится от поверхности природного рельефа (дна реки) слева от центральной оси Z сооружения. Ее ординаты вычисляются на отметках дна котлована середины и подошвы грунтовых слоев по формуле:

(IV.5)

где: – удельный вес i-того слоя грунта во взвешенном состоянии. Удельный вес грунта выше подошвы сооружения обозначается согласно СНиП или в зависимости от положения уровня подземных вод.

– мощность i-того слоя грунта[м];

n – количество вышележащих слоев в пределах сжимаемой толщи Н_с;

– удельный вес твердых минеральных частиц i-го слоя грунта основания;

– удельный вес воды (10 кН/м³).

б) Вспомогательная эпюра , необходимая для нахождения нижней границы сжимаемой толщи Н_с на пересечении с эпюрой (эпюра «д»).

в) Эпюра дополнительного (к природному) сжимающего напряжения , возникшего в основании сооружения после окончания строительства и достижения им конечного значения , создаваемого построенным объектом. Ординаты этой эпюры вычисляются по формуле: . При увеличении глубины ниже дна котлована ординаты эпюры уменьшаются. Их вычисляют по формуле: , где коэффициент определяется по таблице 12 Приложения.

z_i – глубина от подошвы сооружения, на которой вычисляется ордината ;

b – ширина каменной постели наконтакте с грунтом основания;

l – длина сооружения (всей набережной).

В нашем случае l≥10b или l/b≥10 – основание работает в условиях плоской деформации, коэффициент принимается по последней колонке таблицы 12 Приложения. Эпюра строится вправо от центральной оси Z сооружения.

г) Эпюра сжимающих напряжений на центральной оси Z, образующаяся от суммарной пригрузки (далее в тексте ) в пределах ширины призмы грунта засыпки (рис. II.1). Ординаты эпюры вычисляются с использованием коэффициента влияния К_z из таблицы 5.1. [2] (Приложение, таблица 11) по формуле: ,

где – среднее значение интенсивности пригрузки от собственного веса грунта засыпки и от равномерно распределенной на набережной нагрузки , Ординаты суммарной пригрузки откладываются вправо от огибающего контура эпюры «в».

д) Суммарная эпюра, полученная в результате сложения ординат эпюр «в» и «г» на расчетной схеме обозначена