книги / Механика грунтов

В п е р в о м с л у ч а е

разбиваем загруженную площадь на два прямоугольника I и II так, чтобы точка М была бы угловой для каждого из них (рис. 236,а). Осадка точки определится как сумма осадок угло­ вых точек прямоугольников I и И, т. е.

где Нч1— мощность эквивалентного слоя для угловых точек соответствующих прямоугольных площадей загрузки.

Отметим, что, в частности, рассматриваемый случай позво­ ляет определить осадку центра загруженного прямоугольника как сумму осадок угловых точек четырех прямоугольников, по­ добных рассматриваемому, но со сторонами, в 2 раза мень­ шими. Осадка центра может быть определена и непосредствен­ но, так как

Л(о0 = 2Ло)г.

Наконец, в т р е т ь е м случае, т. е. когда рассматриваемая точка лежит вне загруженного прямоугольника (рис. 236,в), осадка точки складывается из суммы осадок угловых точек загруженных прямоугольников аеМ§ и §М М, взятых со зна­ ком плюс, и осадок угловых точек прямоугольников ЬеМ/ и ЩНс, взятых со знаком минус. Введя для сокращения обозна­ чения: площадь аеМд — /, площадь цМНй — 11, площадь ЬеМ$ —

Случай 1. Соседний фундамент примыкает к рассматривае­ мому (рис. 237), и точки, осадка которых определяется, лежат на границе соприкосновения подошв фундаментов (загружен­ ных площадей). В этом случае осадка точек линии соприкосно­ вения, например точки М, определится как сумма осадок четы­ рех прямоугольников I, II, I I I и IV. Определение эквивалент­ ного слоя для угловых точек каждого загруженного прямо­ угольника не представляет никаких трудностей, особенно если при вычислении пользуются табл. 52, где даны значения ве­ личины Аи>с.

Случай 2. Соседний фундамент не примыкает к рассмат­ риваемому. Точки, осадка которых определяется, лежат внутри периметра подошвы первого фундамента и не выходят за продолжение линий, ограничивающих соседний фундамент (рис. 238). В этом случае строим вспомогательные прямоуголь­ ники так, как показано на рис. 238. Очевидно, что осадка точ­ ки м , возникающая от действия нагрузки на соседний фунда­ мент будет равна сумме осадок угловых точек четырех прямоугольников, из которых два (аЩМ и М{сй) должны быть взяты со знаком плюс и два других (а§НМ и МЫй) — со знаком минус.

Случай 3 — такой же, как и случай 2 (рис. 239), но рас­ сматриваемая точка М лежит вне прямых линий, являющихся продолжением сторон прямоугольной площади подошвы сосед­ него фундамента В. В этом случае строим вспомогательные прямоугольники (рис. 239) и осадку точки М определяем как алгебраическую сумму осадок угловых точек прямоугольников

В результате, получим, что осадка точки от действия фунда­ мента В будет равна

$аьз= (Л,?1 — 1ь$\\ — й8\\\ -ф- Н$1у) а0р.

Случай 5 — определение осад­

ки ленточного фундамента замк- нутого периметра (рис. 241) . В этом случае можно полагать, что осадка фундамента равна разности осадок двух нагруженных прямоугольников: одного — с размерами по наружному контуру и другого — с разхмерами по внутреннему контуру. При огно-

и более, осадку фундаментов без большой погрешности хможно определять как осадку индивидуальных фундаментов той же ши­ рины при длине, равной расстоянию между осями поперечных лент.

Расчет затухания осадок фундаментов по методу эквивалент­ ного слоя. При расчете протекания осадок во времени можно идти двумя путями: 1) применять общую теорию уплотнения

дации [выражение (154)]. При этом действительные эпюры уп­ лотняющих давлений, которые различаются в каждом верти­ кальном сечении грунта под нагруженной поверхностью, заме­ няются некоторой э к в и в а л е н т н о й эпюрой уплотняющих давлений (рис. 243). За приближенное очертание этой эпюры принимается прямоугольный треугольник с основанием у нагру­ женной поверхности, равным интенсивности внешней нагрузки р кг!см2, и высотой, определяемой из у с л о в и я н е и з м е н н о ­ сти в е л и ч и н ы п о л но й стабилизованной осадки . При таг кой замене может быть получено решение основного дифферен­ циального уравнения консолидации для рассматриваемого слу-; чая в замкнутой форме.

Такая замена более обоснованна, чем, например, предло­ жение Терцаги1, который считал возможным при расчете за­ тухания осадок фундаментов не учитывать уменьшение уплот­ няющих давлений с глубиной, т. е. принимать эпюру уплотня­ ющих давлений прямоугольной, что, по существу, неправильно.

Высота треугольной э к в и в а л е н т н о й э п юр ы уплотня­ ющих давлений равна

з = к 3а0р.

Приравнивая правые части приведенных выражений и решая относительно Я, получим выражение (208').

* Эквивалентная эпюры уплотняющих давлений соответствует осадке фундамента, полученной с учетом всей сжатой зоны под фундаментом в условиях ограниченного бокового расшире­ ния грунта.

Высоту Н=2Н3 можно рассматривать как мощность а к т и в ­

Согласно расчетам по теории линейно-деформируемого полу­ пространства, слои грунта, залегающие ниже глубины актив­ ной зоны Я, испытывают лишь незначительные сжимающие на­ пряжения, максимальная величина которых будет менее 10% от величины р на уровне подошвы фундамента. Если активную зону подстилает более слабый грунт, то величина сжимающих напряжений в подстилающем грунте, как показывает теория распределения напряжений в неоднородных грунтах, будет еще меньше приведенных величин. В случае же залегания бо­ лее плотных слоев осадка последних при указанной величине сжимающих напряжений в подавляющем числе случаев будет ничтожной и для давлений р, обычно имеющихся в основаниях сооружений (порядка 1—4 кг!см2), может не учитываться в

риным (Сб. Гидроэнергопроекта, № 2, 1937, стр. 46, а также «Расчеты осно­ ваний гидротехнических сооружений», Стройиздат, 1948, стр. 131)- Инте­ ресно отметить, что если для примера, приводимого В. А. Флориным, опре­ делить мощность слоя грунта, влияющую на осадку, по методу эквивалент­ ного слоя, то получим (при площади загружения в 50X150 м)

всего лишь к перемножению табличного коэффициента (соот­ ветствующего данной форме подошвы фундамента и его жест­ кости) на удвоенную ширину фундамента.

На практике иногда мощность активной зоны будет значи­ тельно меньше величины 2Н . Это наблюдается, во-первых, то­ гда, когда в пределах активной зоны глубже некоторой отметки з а л е г а е т н е с ж и м а е м ы й грунт, и, во-вторых, когда естественная уплотненность грунта на некоторой глубине та­ кова, что грунт при имеющихся на данной глубине давлениях

рое будет вертикальным, то затухание осадок грунта во време­

треугольника. В зависимости от того, будет ли фильтрация односторонняя или двусторонняя, можно принять следующие две основные схемы уплотняющих давлений.

С х е м а а соответствует односторонней фильтрации воды вверх, т. е. такому положению, когда вся эпюра уплотняющих давлений будет лежать в однородном грунте (рис. 244,а), и грунт на глубине 2Н8 не содержит никаких фильтрующих про­ слоек (песка, гравия и пр.). Расчетная схема а, как легко ви­ деть, приводится к рассмотренному ранее случаю 2 уплотняю­ щих давлений (см. табл. 46). В этом случае при построении кривой затухания осадок фундамента во времени поступают следующим образом: вычисляют полную стабилизованную осад­ ку фундамента по формуле (207) и задаются степенью осадки О, например 11= 0,2; 0,4; 0,6 и т. д. Затем для каждого значе­ ния V по табл. 46 определяют соответствующее значение коэф­ фициента N2и, пользуясь формулой (165), принимая Н за вы­ соту слоя сжимаемого грунта, получают данные для построе­

слоя грунта мощностью Н = 2Н , когда основание и вершина тре­ угольника уплотняющих давлений лежат в фильтрующих слоях грунта. Отметим, что фильтрующий слой (например, нижний) следует учитывать только тогда, когда из него имеется выход воды наружу или в другой более мощный водопроницаемый

шириной около 50 м и более, конечно, определение осадок и мощности ак­ тивной зоны будет приближенным, так как при такой величине площади

Рис. 244. Расчетные схемы уплотняющих давлений ори опре­ делении затухания осадок фундаментов но времени

слой. Как легко можно показать1, рассматриваемая расчетная схема уплотняющих давлений будет тождественна с рассмот­

как в предыдущей схеме). В этом случае для степени осадки

водимых на однородных грунтах как в случае односторонней, так и двусторонней фильтрации сжимаемой толщи при дей­

щем на крупном водопроницаемом песке.

Даны: глубина заложения фундамента Нф=2 ж; удельная нагрузка на