Ф.10.4. Как нормируются значения деформаций оснований?

Расчет оснований по деформациям производится из условия совместной работы сооружения и основания. При этом совместная деформация оценивается следующими расчетными показателями, величины которых не должны превышать их нормируемых значений (см. Ф.5.6, Ф.5.7):

  абсолютной осадкой основания отдельного фундамента s;

  средней осадкой основания сооружения ;

  относительной неравномерностью осадок двух фундаментов s/L;

  креном фундамента или сооружения в целом i;

  относительными прогибом или выгибом f/Lотношением стрелы прогиба или выгиба к длине однозначно изгибаемого участка сооружения;

  кривизной изгибаемого участка сооружения 1/R;

  относительным углом закручивания сооружения ;

  горизонтальным перемещением фундамента u.

Средняя осадка определяется по формуле

где s_iабсолютная осадкаi-го фундамента с площадью подошвыA_i.

Ф.10.5. Как определяются нормируемые (предельные) значения деформации основания?

Предельные значения деформации основания определяются с использованием таблицы прил.4 СНиП [1], где приведены рекомендуемые значения: относительной разности осадок s/L, средней осадки основания и крена фундаментаi. Эти значения получены на основании многолетних наблюдений за деформациями зданий и сооружений с различной конструктивной схемой (см. также вопрос Ф.10.7).

Ф.10.6. Зависит ли величина предельной деформации основания от грунтовых условий?

Предельные деформации основания не зависят от грунтовых условий строительной площадки, а зависят только от конструкции здания или сооружения и его фундаментов. Чем выше жесткость здания, тем выше допускаемые предельные значения деформаций основания. Если для производственных и жилых зданий с полным каркасом максимальная осадка равна 8 см, то для сооружений элеваторов из железобетонных конструкций на монолитной плите средняя осадка равна 40 см. Это объясняется тем, что элеваторы и дымовые трубы обладают большой способностью перераспределять усилия, возникающие при неравномерной деформации основания.

Ф.10.7. Как проектировать здание или сооружение, если неизвестно предельное значение деформации основания?

Согласно п.6 примечаний к таблице СНиП [1] (прил.4), где приведены предельные значения деформации основания, допускается принимать предельные значения деформаций основания на основе опыта проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Ф.10.8. Почему в таблице прил.4 сНиП [1] для элеваторов и дымовых труб не нормируется величина относительной разности осадок?

Это объясняется тем, что фундаментами подобных сооружений являются, как правило, сплошные железобетонные плиты, которые могут получить при неравномерном загружении и неоднородном основании только крен или равномерную осадку.

Ф.10.9. Какие методы рекомендуются для расчета осадок фундаментов?

Расчет деформации основания может быть выполнен с использованием как аналитических, так и численных методов расчета. К аналитическим методам относятся:

  метод элементарного послойного суммирования. Методика расчета изложена в прил.2 СНиП [1];

  метод эквивалентного слоя грунта Н.А.Цытовича (см. ч.1, М.9.5; М.9.15);

  метод линейно-деформируемого слоя.

Численные методы расчета основаны на использовании линейных или нелинейных решений теории упругости и теории пластичности (см. также Ф.6.6).

Ф.10.10. Как рассчитать осадку основания методом послойного суммирования?

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

где безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8; среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения вi-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхнейz_i-1и нижнейzi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;h_iиE_iсоответственно толщина и модуль деформацииi-го слоя грунта;nчисло слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных нормальных напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис.Ф.10.10.

Рис.Ф.10.10. Схема распределения вертикальных напряжений: DLотметка планировки;NLотметка поверхности природного рельефа;FLотметка подошвы фундамента;WLуровень подземных вод;ВС- нижняя граница сжимаемой толщи

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине zот подошвы фундамента_zpпо вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле

где коэффициент, принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины;p₀дополнительное вертикальное давление на основание, определяемое из выражения;pсреднее давление под подошвой фундамента;вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается=_d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой=_dn, гдеудельный вес грунта, расположенного выше подошвы;dиd_nглубина заложения фундамента соответственно от уровня планировкиDL и природного рельефаNL.

При подсчете осадок основание разбивается на отдельные элементарные слои, сжатие которых определяется от дополнительного вертикального нормального напряжения zp, действующего по оси фундамента в середине рассматриваемого слоя.

Суммирование по формуле проводится в пределах сжимаемой толщи основания Hc, нижняя граница которой определяется равенством_zp=0,2_zg. Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформацииE  5МПа, то нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия_zp=0,1_zg(см.также М.9.5-9.10 и [1]).