23. Осадки сооружений. Факторы, влияющие на величину осадки.

Определение осадки сооружения по методу послойного суммирования.

Осадка сооружений_это вертикальное перемещение основания сооружения под воздействием нагрузки, передаваемой на грунт весом сооружения. Является следствием сжатия грунта.

Влияние различных факторов на величину и характер деформаций

Условия загружения – непрерывно возрастающая нагрузка

Зависимость осадки основания от прикладываемого давления при постоянном статическом нагружении.

Чаще всего, практически в строительстве рассматриваются линейные деформации, т.е. до напряжений, равных R. В этом случае правомерно в расчётах механики грунтов использовать аппарат теории упругости и инженерные методы расчёта осадок.

Условия загружения – периодически действующая нагрузка

При многократном нагружении основания общие деформации грунта стремятся к некоторому пределу.

Проявление упругих свойств грунта при многократном приложении и снятии нагрузки.

При большом числе циклов нагружения появляются лишь упругие деформации, т.е. грунт приобретает упруго - уплотненное состояние. (Имеет практическое значение для строителей дорог, насыпей и т.д.)

Деформации грунта во времени

При уплотнении оснований (см. график на рисунке) скорость осадки фундамента (сооружения) зависит прежде всего от скорости отжатия воды из пор грунта (фильтрационная консолидация).

Принципиальные отличия деформации во времени для сыпучего и связного грунтов.

Затем возникают осадки реологического характера (ползучесть скелета грунта). Такие осадки (деформации грунта во времени) могут для связных глинистых грунтов продолжаться сотни лет (пример: Пизанская башня в Италии). Для песчаных грунтов деформации могут стабилизироваться уже в период возведения здания, т.е. примерно через 3…5 лет.

Характер деформации основания зависит от индивидуальных особенностей грунтов и оказывает существенное влияние на работу всего сооружения в целом.

Определение осадки фундаментов методом послойного суммирования

Построим расчетную схему (см. рисунок) для отдельностоящего (ленточного) фундамента.

Расчётная схема для отдельно стоящего (ленточного) фундамента для определения его осадки методом послойного суммирования.

Порядок выполнения вычислений:

1. Строим эпюру Р_zр – дополнительных напряжений (уплотняющих давлений).

2. Строим эпюру природных давлений Р_Δz, разбив предварительно основание на слои, hi ≤ 0,4b.

3. Определяем осадку S_i отдельных слоёв грунта и, суммируя их, получаем окончательную осадку фундамента.

При этом m_vi – определяется из компрессионных испытаний, а величина P_zi – как среднее дополнительное давление в i-том слое грунта (см. эпюру на рисунке).

Если известен модуль общей деформации слоя грунта (Е_0i), то осадка может быть определена следующим выражением:

где коэффициент β = 0,8 (по рекомендациям СНиП).

Основные допущения при расчете по этому методу:

1. Линейная зависимость между напряжениями и деформациями.

2. Осадки рассматриваются, исходя из эпюры максимальных уплотняющих давлений – под центром фундамента.

3. Не учитывается, как правило, слоистость напластований при построении P_zр.

4. Эта задача пространственная (6 компонентов напряжений), мы учитываем лишь только вертикальные напряжения P_zр (5 компонентов не учитываем).

5. Не учитываем боковое расширение грунта.

6. На некоторой глубине ограничиваем активную зону, ниже которой считаем, что грунт практически не деформируется, следующими условиями:

Последнее допущение в рассматриваемом методе позволяет определить необходимое число слоёв (n) в знаке суммирования при вычислении осадки фундамента и, таким образом, успешно решить поставленную задачу.