2.3 Расчет оснований по деформациям

Задача расчета по деформациям состоит в том, чтобы не допустить такие деформации основания, при которых нарушается нормальная эксплуатация надземных конструкций. Основное условие расчета определяется выражением

SS_U, (16)

где: S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_U – предельное допустимое значение деформации основания, определяемое по таблице 19.

Если условие (12) не удовлетворяется, то возможно применение следующих мероприятий: изменение размеров фундамента; переход к другому типу фундаментов; улучшение деформативно-прочностных показателей грунта основания; изменение верхнего строения.

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

, (17)

где =0,8 – безразмерный коэффициент;

_zp_,_i – среднее напряжение в i-ом слое;

h_i – толщина i-го слоя;

E_i – модуль деформации i-го слоя грунта.

Метод послойного суммирования используется для расчета осадок фундамента шириной до 10м, при отсутствии в пределах сжимаемой толщи грунтов с модулем деформации Е>100МПа. Сущность метода заключается в определении осадок элементарных слоев основания в пределах сжимаемой толщи от дополнительных вертикальных напряжений _zp, возникающих от нагрузок, передаваемых сооружением.

В случае плоской задачи вертикальные сжимающие напряжения распределяются на глубину до 6b (для квадратных до 4b). Для определения глубины сжимаемой толщи Н_с вычисляют напряжения от собственного веса грунта _zq и дополнительные - от внешней нагрузки _zp.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине Z=H_c от подошвы фундамента, где выполняется условие

_zp=0,2_zq . (18)

При наличии ниже указанной глубины грунтов с модулем деформации Е5МПа должно соблюдаться условие

_zp0,1_zq . (19)

Расчет осадки удобно вести с использованием графических построений.

Для сечения 1-1 определим осадку фундамента под ленту, среднее давление по подошве фундамента Р_ср=229,89 кПа.

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса в пределах глубины 4b=ниже подошвы фундамента согласноформуле (18).

Вертикальные природные напряжения _zq на некоторой глубине Z от поверхности грунта определяют по формуле

, (20)

где _i – удельный вес грунта i-го слоя;

h_i– толщина i-го грунта;

n – число слоев грунта в пределах глубины Z.Удельный вес грунтов залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды, т.е.

, (21)

где _si, e_i– соответственно удельный вес частиц грунта и коэффициент пористости i-го слоя грунта;

_=10 кН/м³ – удельный вес воды.

На кровле водоупорного пласта эпюра напряжений от собственного веса грунта имеет скачок за счет гидростатического давления. Этот прирост составляет _-h__o.

Дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки определяют по формуле

_zp=P₀ , (22)

где Р₀=Р_ср-_zg_,0 – дополнительное вертикальное давление на основание;

Р_ср – среднее давление под подошвой фундамента;

_zg_,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

 - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительных напряжений по глубине. Значения  приведены в таблице 20 методического указания и определяются в зависимости от и.