110. Расчетное сопротивление грунта основания.

При расчете деформаций основания с использованием расчетных схем, среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа (тс/м²), определяемого по формуле

R = (γc1 γc2 / k) [MγkzbγII + Mqd1 γII' + (Mq – 1)dbγII'+MccII]

где γc1 – коэффициент работы грунтового основания (1,1 – 1,4);

γc2 - коэффициент работы здания или сооружения во взаимодействии с основанием (1,0…1,4 для здания с жёсткой конструктивной схемой; 1 – для здания с гибкой конструктивной схемой).

k – коэффициент надёжности (1,1 – при определении характеристик грунтов по косвенным данным); (1 – при определении характеристик грунтов по непосредственным данным).

Mγ; Mq; Mc - эмпирические коэффициенты (табличные значения), зависящие от φII (расчетное значение угла внутреннего трения грунта несущего слоя, определённого по предельному состоянию).

b – меньшая сторона подошвы фундамента (м);

γII' - осреднённое (по слоям) расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше отметки подошвы фундамента;

γII – то же, но для грунта, залегающего ниже подошвы фундамента;

cII – расчетное значение удельного сцепления несущего слоя грунта, определённого по II предельному состоянию;

db – глубина подвала (м);

d1 – глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений; приведенная глубина заложения для зданий с подвалом, определяемая по формуле:

d1 = h2 + h1γп / γII' в соответствии с обозначениями на приведённой схеме.

В настоящее время расчет можно выполнить достаточно точно в пределах до 10%, учитывая совместную работу здания с грунтовым основанием. Имеющие расчеты системы здания основанию базируются на методах теории упругости, пластичности. Качество грунтового основания связывают с понятием естественного и искусственного основания. Естественное основание представляет собой природные грунты, способные воспринять нагрузку от здания или сооружения. Искусственное основание используется в тех случаях, когда грунтовое основание неспособно воспринять нагрузку. К искусственным основаниям относятся уплотненные или укрепленные грунты. Расчет основании фундаментов определяют по 2 предельным состояниям. (1й – по несущей способности, 2-й – по деформации). Основным является расчет по 2 предельному состоянию. Условием применимости этого расчета является σ_mt ≤ R, σ_max≤ 1,2R, σ_min>0,угловое давление σ_max≤ 1,5R σ_min>0. Расчет по 1предельному состоянию выполняется гораздо реже.

102. Определение осадки свайных фундаментов.

Осадки – такие деформации, которые не вызывают коренного изменения структуры грунта и происходят вследствие уплотнения грунта под влиянием внешних нагрузок или собственного веса грунта.

Расчеты осадок оснований фундаментов по СНиПу производят методом послойного суммирования и линейно-деформированного слоя конечной толщины. Общая осадка фундаментов складывается из следующих элементов:

1.Остаточные осадки перемятого верхнего слоя грунта при подготовки котлована землеройными механизмами.

2. Пластических местных выдавливаний грунта в момент установки фундаментов и их загрузки.

3. Длительных осадок уплотнения и затухающей ползучести сжатой зоны грунта под фундаментами.

Для расчета осадок фундамента необходимо иметь следующие данные:

1.Инженерно-геолочические условия стройплощадки с указанием местности слоев грунта (литологический разрез), уровня грунтовых вод и физико-механиеческие свойства грунтов основания в пределах активной зоны сжатия и т.д.

2. Размер и формы фундамента, чувствительность здания к неравномерным осадкам.

3. Данные о глубине заложения фундамента и нагрузки на грунт от надфундаментных конструкций.

Расчет осадок методом послойного суммирования заключается в том, что осадку грунта под действие сооружений определяют как сумму осадок элементарных слоев грунта такой толщины, для которых можно принимать без особых погрешностей средние значения действующих напряжений и характеристик грунтов.

Осадка основания фундамента определяется по формуле , где n – число слоев на которое разделена по глубине сжимаемая толща основания; h_i - толщина i-го слоя грунта; E_i – модуль деформации i-го слоя грунта;_{δ ZPi} – среднее дополнительное вертикальное напряжение в i-м слое грунта, β- безразмерный коэффициент равный 0,8.

При расчете осадки фундамента методом послойного суммирования сначала находят дополнительное среднее давление р₀, распределенное по подошве фундамента: где p_II – среднее давление по подошве фундамента от нагрузок, учитываемых при расчете по деформациям, δ_zgo- природное напряжение на уровне подошвы фундамента,γ- удельный вес грунта в пределах глубин заложения фундамента от природного рельефа d_n.

Зная р₀, определяют напряжение на разных глубинах под центром площади загружения и строят эпюру δ_zp. Величина δ_zp с глубиной убывает, поэтому при расчете целесообразно ограничиваться толщей, ниже которой деформации грунтов пренебрежительно малы. Нормы рекомендуют для обычных грунтов принимать сжимаемую толщу Н_с до глубины, на которой напряжение δ^/_zp не превышает 20% природного напряжения, т.е. δ^/_zp≤0,2δ_zg , где δ^|_zg - природное вертикальное напряжение на глубине Н_с.

Зная, среднее давление δ_zp0 в каждом слое сжимаемой толщи, находят осадки фундамента s в виде суммы осадок поверхностей отдельных слоев где n число грунта в пределах сжимаемой толщи; h_i - толщина i-го слоя грунта; m_ν коэффициент относительной сжимаемости i-го слоя грунта. Заменив значение m_{ν ,} согласно выражению m_ν=β/Е₀, и вынося за знак суммы, получим , .

Расчет по деформациям свайного фундамента

Определяем контур условного фундамента. Для этого определяем осреднённое значение угла внутреннего трения грунта φ_II mt,град по следующей формуле где - расчётные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоёв грунта толщиной соответственно ;

Находим - сторону подошвы условного фундамента , где l´ -расстояние между крайними сваями. длина заглубления сваи в грунт