3.3.1. Определение осадки основания фундамента

Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно деформиру-емого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

n

s = (_zp,ih_i / E_i), (3.24)

i = 1

где   безразмерный коэффициент, равный 0,8;

_zp,i  среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м

слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i

границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа;

h_i и Е_i  соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта, м, кПа;

n  число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных нормальных напряжений по глубине осно-вания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис.3.1.

Расчёт выполняется в следующем порядке.

1. Определяется суммарная вертикальная расчётная нагрузка N на фундамент в уровне его подошвы по формулам (3.11)  (3.18) при _f = 1,0 и (1 + ) = 1,0.

2. Определяется среднее давление р под подошвой фундамента по формуле:

p = N / (bl) , (3.25)

где b, l – размеры подошвы фундамента, принимаемые по результатам расчёта по первой

группе предельных состояний, м.

3. Сжимаемую толщу основания (рис.3.1) на глубину примерно 3b разбивают на элементарные слои толщиной h_i ≤ 0,4b, где b – ширина подошвы фундамента. Границы элементарных слоёв должны совпадать с границами слоёв грунтов и уровнем подземных вод. Для облегчения расчётов рекомендуется принимать толщину элементарных слоёв h_i одинаковой, а для того чтобы их границы совпадали с границами слоёв грунта или уровнем подземных вод, следует уменьшать толщину только тех элементарных слоёв, которые примыкают сверху к границам слоёв грунта или к границе подземных вод.

4. Определяются дополнительные вертикальные напряжения в середине (по тол-щине) каждого элементарного слоя по формуле:

_zp,i = _ip₀ , (3.26)

где _i  коэффициент, принимаемый по табл.1 Приложения в зависимости от формы по-

дошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относи-

тельной глубины _i, = 2z_i / b;

p₀ = p - _zg,0  дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов

шириной b  10 м принимается р₀ = р), кПа;

_zg, = ^/d  вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа;

^/  удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента (при заложении

подошвы фундамента в песках необходимо учитывать взвешивающее действие воды

на грунты, расположенные ниже уровня поверхностных (межевых) или подземных

вод); в работе разрешается принимать по наибольшему значению для грунтов, распо-

ложенных выше подошвы, кН/м³;

d – глубина заложения фундамента, принимаемая по результатам расчёта по первой

Рис.3.1. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно деформируемом

полупространстве:

NL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента; WL - уровень

подземных вод; В,С - нижняя граница сжимаемой толщи;

d - глубина заложения фундамента от уровня поверхности природного рельефа; b - ширина

фундамента; Н_с – глубина сжимаемой толщи;

р - среднее давление под подошвой фундамента; р₀ - дополнительное давление на основание;

_zg и _zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы

фундамента и на уровне подошвы;

_zp и _zð,0 – вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента

и на уровне подошвы.

групппе предельных состояний, м.

5. Определяются вертикальные напряжения от собственного веса грунта _zg на грани-це слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента по формуле:

n

_zg = _zg,0 +  _i h_i , (3.27)

i = 1

где _i и h_i - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.

При определении _zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины.

Вычисление осадки фундамента s рекомендуется выполнить в табличной форме (табл.2).

Таблица 2

Номер элемен-тарного слоя, i	К построению эпюры zp							К построению эпюр zg и 0,2zg
	zi м	i = 2zi / b	i	zp,i , кПа	Ei , кПа	hi , м	si , см	i кН/м3	zg,i , кПа	0,2zg,i кПа
1	2	3	4	5	6	7	8	10	11	12
1
2
3
. . .
n
n + 1
s =								zg,i = i hi
zp,i – определяется по формуле (3.26); n s =si - полная осадка основания; i=1 zi – расстояние от подошвы фундамента до подошвы i-го элементарного слоя; n – количество элементарных слоёв, лежащих выше нижней границы сжимаемого слоя. Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине zi = Hc , где выполняется условие zр,i = 0,2 zg,i, т.е. на пересечении эпюр zр,i и 0,2 zg,i .

По результатам вычислений строятся эпюры _zр,i, _zg,i и 0,2_zg,i. Графически находится точка А (рис.3.1) пересечения эпюр _zр,i и 0,2_zg,i, определяющая положение нижней границы сжимаемой толщи. Определяется количество слоёв n, лежащих выше нижней границы сжимаемого слоя и вычисляется полная осадка основания s.

После вычисления осадки s проверяется условие (3.22 а). Если оно не выполняется, то даются рекомендации по корректировке размеров фундамента, обеспечивающие вы-полнение условия (3.22а).