книги / Механика грунтов

стен или фундаментов не менее чем на 5 см. В плане обычно марки устанавливаются на наружных стенах на расстоянии около 10—15 м друг от друга.

Нивелирование марок проводится в следующем порядке: начальное (с трехкратной повторностью) — по установке марок, затем по мере возведения сооружений на полную высоту — 3—4 раза в год и по окончании всего строительства— 1—2 раза в год. Наблюдения необходимо вести не менее чем в течение 5ч-10 лет по окончании строительства, особенно если сооруже­ ние возведено на глинистых грунтах.

Результаты наблюдений и их анализ

Приведем результаты некоторых систематических наблюде­ ний за осадками фундаментов сооружений, возведенных как на однородных, так и на слоистых напластованиях грунтов.

1. Осадки фундамента заводской дымовой трубы. На одном из заводов в 1935—1936 гг. возводилась кирпичная дымовая труба высотой 45 м (рис. 253,а). Труба имела сплошной буто­ вый фундамент с нижней железобетонной плитой (с подошвой шестиугольного очертания в плане) (рис. 253,6 и в). Ширина подошвы фундаментной плиты 6,4 м. Грунт ниже подошвы фун­ дамента состоял из мощного слоя заторфованной супеси. Со­ гласно анализам, проведенным в лаборатории механики грунтов Ленинградского инженерно-строительного института, объемный вес супеси равнялся у= 1,85 т/ж3; коэффициент сжимаемости при увеличении давления от 0,5 до 1 кг/см2 а=0,08 см2/кг и естест­ венный коэффициент пористости ^ =1,02.

В проекте было принято за основное допускаемое давле­ ние р0 =1,5 кг/см2. Фактически же наибольшее давление в осно­ вании трубы не превышало 1,44 кг!см2. За осадками трубы после возведения ее фундамента до цоколя велись систематические наблюдения по трем точкам цоколя, расположенным в плане примерно под углом 120° друг к другу. Наблюдения проводи­ лись при помощи нивелира относительно постоянного грунто­ вого репера, которым служила забитая в грунт на 4 ж дере­ вянная свая.

В результате наблюдений получены следующие средние из

Кривая затухания осадок во времени для рассматриваемого объекта изображена на рис. 254.

Рис. 253. Фундамент дымовой трубы

а — общий вид дымовой' трубы; б и в — разрезы фундамента

Произведем расчет величины осадки фундамента основания трубы, пользуясь вышеприведенными данными исследования грунта. При глубине заложения фундамента трубы 3 ж от по­ верхности величина собственного давления грунта на уровень подошвы фундамента будет равна

1,85-3=5,46 7/ж2^ 0 ,5 5 кг/см2.

Величина добавочного расчетного (при определении осадок фундаментов) давления на грунт равна

р = р 0 — тАф = 1,44 — 0,55 = 0,89 кг/см2.

Рис. 254. Осадки фундамента дымовой трубы

Определим мощность эквивалентного слоя для средней осад­ ки всего фундамента, приняв площадь подошвы за круг, что для рассматриваемого случая практически будет достаточно точ­ но. По табл. 51 для круга (при р*. =0,2)

Ло)т = 0,91

и, следовательно,

Н3 = Аит Ь=: 0,91 • 640 = 582 см.

Величина коэффициента относительной сжимаемости равна

Начало наблюдений за осадками трубы, как указывалось выше, соответствовало времени возведения трубы до цоколя. При этом нагрузка на подошву фундамента составляла р\ = =0,42 кг/см2. Определим осадку фундамента от начала наблю­ дений до полного затухания осадок

8= Н8а0 (р — р г) = 582 -0,0396 (0,89 — 0,42) = 10,8 см.

Фактически же осадка фундамента при возведении трубы от цоколя до верха равнялась 8,4 см.

Приведенные данные указывают на достаточную практиче­ скую сходимость расчетных осадок с действительными, тем бо­ лее что в рассмотренном случае по прошествии длительного промежутка времени следует ожидать еще некоторого увели­ чения осадок трубы.

2. Осадки четырех однотипных зданий. Приведем данные наблюдений автора по четырем одинаковым зданиям, возве­ денным в разных районах Ленинграда, на совершенно различ­ ных грунтовых напластованиях1.

1 «Строительство Ленинграда», бюллетень № 4, 1938.

.суммирования: а) по условию невозможности бокового рас­ ширения грунта и б) по условию беспрепятственного расшире­ ния (способ ВИОС); 2) по методу эквивалентного слоя с уче­ том слоистости напластований грунтов.

Результаты теоретических расчетов сопоставлены с данными -осадки рассматриваемых сооружений, полученными путем не­ посредственных измерений (табл. 57).

Из рассмотрения приведенных данных приходим к следую­ щим выводам.

1. Метод элементарного суммирования при допущении невоз­ можности бокового расширения грунта дает, вообще говоря, за-

Т а б л и ц а 57

Сравнение расчетной стабилизованной осадки с осадкой, полученной путем непосредственных измерений

Расчетная осадка в см

3. Осадки, достаточно близкие к фактическим, дает расчет по методу эквивалентного слоя, особенно если учесть вышеиз­ ложенные замечания об отсутствии полной стабилизации оса­ док за время наблюдения изучаемых объектов.

Для трех зданий (№ 1, 2 и 3) было рассчитано затухание осадок во времени по методу эквивалентного слоя с учетом слоистости напластований грунтов1. При расчете было при­ нято, что нагрузка, полностью приложена к грунту, а это сказа­ лось на увеличении расчетных осадок для начальных участков кривых затухания осадок.

По данным табл. 56 на рис. 256 изображены кривые изме­ нения осадок во времени фундамента № 2 для всех четырех рассматриваемых зданий и кривые осадок, рассчитанные по ме­ тоду эквивалентного слоя с учетом слоистости напластований

ключением начального участка кривых, где наблюдаемые рас­ хождения могут быть объяснены принятием в расчете осадок

1 Расчет осадок во времени для фундамента № 2 здания № 1 подробно изложен в примере 37 (см. § 5 настоящей главы).

ность осадок зданий № 2 и 3 примерно такая же, как и зда­ ния № 1.

От величины разности осадок отдельных точек фундаментов будет зависеть величина дополнительных .напряжений в фунда-

Фундамент №1

№ 83 № 82 т о № 79 № 78 № 7 7 N076 № 75

Рис. 257. Неравномерность осадок фундаментов зда­ ния № 1

Рис. 258. Неравномерность осадок фундаментов зда­ ния № 4 на время окончания строительства

ментах и кладке стен. Критерием неравномерности осадок мо­ жет служить наклон обреза фундаментов для отдельных частей здания. Общий наклон всего фундамента в ту или иную сто­ рону носит название к р е н а фундамента или сооружения; изме­ нение продольной оси подошвы фундамента по кривой с выпук­ лостью вниз носит название п р о г и б а ф у н д а м е н т а , а при выпуклости вверх — п е р е г и б а фундамента (рис. 257, кривая осадок фундамента № 1). Наибольшая разность осадок фунда­ мента № 1 через 400 дней после окончания строительства достигла 3,5 см при наибольшем относительном перегибе, рав­ ном 0,0022, при этом никаких трещин или других нежелатель­ ных деформаций в фундаментах и кирпичных стенах здания не наблюдалось. Для здания № 4 наибольшая разность осадок

величина осадок зданий безусловно зависит от грунтовых усло­ вий. На неравномерность же осадок влияют как размеры фун­ даментов, так и конструкция всего здания, причем неравно­ мерность осадки при одинаковых конструкциях более резко про­ является у зданий на более слабых грунтовых основаниях.

Новейшие данные наблюдений за осадками сооружений ука­ зывают на достаточную точность теоретического прогноза оса­ док, если этот прогноз базируется на соответствующих исследо­ ваниях грунтов и граничные условия соответствуют теоретиче­ ской схеме задачи. Убедительные примеры этого приведены в ряде докладов на V Международном конгрессе по механике грунтов и фундаментостроению (Париж, 1961 г.), из которых необходимо отметить доклады проф. Хабиба и инж. Махадо1.

Проф. Хабиб приводит пример прогноза осадок насыпи ши­ риной 30 м на восьмиметровом слое водонасыщенного песчани­ стого ила, когда граничные условия строго соответствовали классической задаче одномерной консолидации. Прогноз осадок полностью подтвердился последующими наблюдениями, при этом оказалось, что 80% осадки основания насыпи может быть достигнуто только за 4 года, что не устраивало строителей. Применение вертикального песчаного дренажа (по треугольной сетке с дренами диаметром 30 см на расстоянии 3 м друг от друга) позволило достичь 80% осадки всего лишь за один ме­ сяц, при этом сделанные заранее расчеты по теории осесиммет­ ричной задачи консолидации полностью подтвердились.

1 Доклад ЗА/16 П. Хабиба и ЗА/27 и Махадо. Труды V Международного конгресса по механике грунтов и фундаментостроению, Париж, 1961.