Определение деформаций оснований (осадки) по методу послойного суммирования

Для вычисления осадок фундаментов ограниченных размеров может быть использован метод послойного суммирования, который регламентирован СНиП 2.02.01 -83* "Основания зданий и сооружений".

Полная величина осадки может быть найдена как сумма осадок отдельных слоев :

 

где  – величина осадок отдельного слоя грунта

 

Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве: 1 - эпюра давления от сооружения;  2 - линия 0,2 бытового давления; DL - отметка планировки; WL - уровень подземных вод; В.С - нижняя граница сжимаемой толщи; d  - глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки; b - ширина фундамента; р - среднее давление под подошвой фундамента; р_о - дополнительное давление на основание; σ_zg и <σ_zg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σ_zp и σ_zP,0 — дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Нс - глубина сжимаемой толщи.

В СНиП 2.02.01 - 83* принято постоянное значения для β = 0,8. Схема распределения вертикальных напряжении в линейно-деформируемом полупространстве, коэффициент β определяется из выражения, зависит только от коэффициента Пуассона грунта (коэффициента относительной поперечной деформации)

 

Суммирование осадок произойдет лишь в зоне действия существенных напряжений от сооружения. Эту зону называют сжимающей толщей грунта или активной (рабочей) зоной. Границей сжимаемой толщи принимают грунт, расположенный на глубине, где давление от сооружения равно 0,2 бытового давления: Р_z = 0,2P_σz

Положение границы сжимаемой толщи легко может быть найдено графически: для этого проводят прямую, соединяющую ординаты 0,2 бытового давления; пересечение этой прямой с эпюрой P_z давлений от сооружения покажет положение границы сжимаемой толщи (прямая 2). Мощность сжимаемой толщи зависит от: нагрузки на фундамент; площади и формы фундамента; глубины заложения фундамента; уровня грунтовых вод; вида и состояния грунта. То есть она увеличивается при возрастании давления от сооружения Р и увеличении размеров фундамента. На нее влияет форма фундамента (разное затухание напряжений по глубине), а так же род и состояние грунта (степень возрастания бытового давления по глубине).

Положение нижней границы сжимаемой толщи в методе послойного суммирования зависит от:

- удельного веса грунтов основания;

- наличия горизонта грунтовых вод;

- заглубления фундамента;

- нагрузки на фундамент;

- ширины фундамента;

- соотношения сторон подошвы фундамента в плане;

- наличия слоя слабого грунта в основании.

Расчет осадок по методу эквивалентного слоя

Расчет осадок заключается в том, что приравниваются осадки, с одной стороны, штампа (гибкого или жесткого), находящегося на упругом однородном линейно-деформируемом полупространстве, а, с другой стороны, поверхности безграничного линейно-деформируемого слоя при тех же величинах внешней нагрузки, действующей одинаково по всей границе этого слоя, и модуля деформации. В результате этого приравнивания находится толщина такого слоя h_экв, названного эквивалентным. На рисунке 5.6.1 рассматривается схема способа:

 

Расчет осадки по способу эквивалентного слоя