3.2.2. Проверка давлений на кровле слабого подстилающего слоя

В случае наличия слабого слоя в пределах сжимаемой толщи грунта следует производить проверку прочности на кровле слабого слоя.

Проверка давлений на кровле слабого подстилающего слоя выполняется из условия

, (13)

где σ_zp – дополнительные вертикальные напряжения в грунте на кровле слабого слоя от нагрузки на фундамент; σ_zg – вертикальные напряжения в грунте на кровле слабого слоя от собственного веса грунта (рис. 3); R_z – расчетное сопротивление на кровле слабого подстилающего слоя.

Дополнительные вертикальные напряжения σ_zp рассчитываются по формуле

, (14)

где α – коэффициент, принимаемый для ленточных фундаментов в соответствии с [1, прил. 2]; р₀ – дополнительное вертикальное давление на основание,

, (15)

где р – давление непосредственно под подошвой фундамента; σ_zg0 – напряжения на уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта.

Расчетное сопротивление на кровле слабого слоя R_z определяется по формуле (10) с учетом ширины условного фундамента, равной b_z = = N / σ_zp.

Рис. 3. Схема к проверке давлений на кровле слабого подстилающего слоя

В случае если проверка прочности на кровле слабого слоя не выполняется, следует увеличить ширину фундамента и обеспечить соблюдение условия прочности на кровле слабого слоя грунта. Для снижения трудоемкости при повторных расчётах можно воспользоваться ЭВМ. Пример проверки давлений на кровле слабого слоя приведен в разделе 5 методических указаний.

3.2.3. Расчет конечной осадки ленточного фундамента

После проверки условия прочности грунтового основания необходимо определить конечную осадку фундаментов. Расчет осадки выполняют методом послойного суммирования по формуле [1]

, (16)

где  – безразмерный коэффициент, равный 0,8; _zp,i – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (рис. 4); h_i и E_i – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Рис. 4. Схема распределения напряжений в основании фундамента

На рис. 4 ВС – нижняя граница сжимаемой толщи; d и d_n – глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; р – среднее давление под подошвой фундамента; р₀ – дополнительное давление на основание; _zg и _zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; _zp и _zр,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Н_с – глубина сжимаемой толщи.

Толщина слоев назначается из условия h_i  0,2  b. При этом разбивку следует производить в пределах границы рассчитываемого слоя, т.е. слоя грунта с одинаковым модулем деформации.

Определение дополнительных вертикальных напряжений _zp,i приведено в подразделе 3.2.3. Послойное суммирование производится до отметки ВС. Принято считать, что уровень ВС находится на такой глубине z, на которой дополнительные давления на грунт от веса здания _zр не превышают 20% давления от собственного веса грунта _zg: _zр = 0,2  _zg.

Напряжение от собственного веса грунта на данной глубине определяется следующим образом:

. (17)

Если ВС находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже уровня ВС, следует определять нижнюю границу сжимаемой толщи исходя из условия _zр = 0,1  _zg. После расчета конечной осадки проверяется условие S  S_u (см. подраздел 3.2). Расчет осадки необходимо выполнить для всех характерных сечений фундаментов. Под характерными типами сечений понимают фундаменты с одинаковыми характеристиками (шириной и глубиной заложения) и равными нагрузками.

Если осадка фундамента превышает нормируемое значение, наиболее целесообразно увеличить глубину заложения фундаментов. В этом случае допускается дальнейшие расчеты производить в программе «Foundation». Пример расчета осадки фундамента по «Foundation» показан в разделе 5.