2.1.4. Розрахунок основ по деформаціях (розрахунок осідання методом

пошарового підсумовування)

Складається розрахункова схема основи й фундаменту (рис. 8), на якій приводяться:

1. геологічний розріз із необхідними для розрахунку параметрами основи в масштабі 1: 50, 1: 100;

2. поперечний переріз фундаменту зі стороною b і прийнятою глибиною закладення його підошви d. Уздовж осі z, що проходить через центр фундаменту, будують дві графіки: лівоpyч від осі – графік напруги від власної ваги ґрунту σ_zg; правоpyч – від тисків, переданих фундаментом σ_zр. Масштаб напруг у 1 см – 50 кН/м² (кПа). Епюра напруг від власної ваги ґрунту будується від відмітки природного рельєфу. Її ординати визначаються на відмітках підошви кожного шару σ_zgi і підошви фундаменту (σ_zg0) за формулою:

, (2.12)

де γ_i і h_i – питома вага і товщина i-го шару.

Питома вага ґрунтів (піски, супіски), що залягають нижче рівня підземних вод, але вище водоупора, визначається з урахуванням виважуючої дії води:

, (2.13)

де γ_s – питома вага часток ґрунту;

γ_w – питома вага води;

е – коефіцієнт пористості.

На покрівлі водоупора до ординати епюра від власної ваги ґрунту додається ордината епюри гідростатичного тиску води, значення якої визначається так:

, (2.14)

де h_w – потужність водоносного горизонту.

Епюра напруг σ_zр від додаткового тиску, переданого фундаментом, будується вправо від осі. Початок координат – на відмітці підошви фундаменту. Напруги на відмітці покрівлі кожного елементарного шару визначається за формулою:

, (2.15)

де α – коефіцієнт розсіювання напруг (додаток 14);

р_ср – середній тиск по підошві фундаменту, кН/м² (кПа);

σ_zg0 – напруга від власної ваги ґрунту на відмітці підошви фундаменту;

z – відстань від підошви фундаменту до покрівлі елементарного шару;

l і b – довжина й ширина підошви фундаменту.

За отриманими значеннями будують епюру напруг від додаткового тиску (рис. 8).

Ущільнення ґрунту відбувається в межах стисливої товщі, нижня границя (ВР) якої знаходиться на глибині Н_с, де задовольняється умова:

. (2.16)

Якщо нижче отриманої границі залягає шар із модулем деформації Е<5 МПа, тоді нижня границя визначається з умови:

. (2.17)

Нижню границю стисливої товщі доцільно визначати графічно. Для цього значення ординат нижньої частини епюри σ_zр збільшують у п’ять (десять) раз і відкладають ліворуч від осі z. Крапка перетинання графіків σ_zр і 0,2σ_zg визначає границю стисливої товщі (рис. 8)

Осідання фундаменту визначається як сума осідань елементарних шарів у межах стисливої товщі по формулі: визначена з використанням методу пошарового підсумовування за формулою:

; (2.18)

де β – коефіцієнт, що враховує бічне розширення ґрунту, приймається 0,8;

_zp.i – напівсума напруг на верхньої z_i-1 і нижньої z_і в межах шару і по вертикалі, яка проходить через центр підошви фундаменту.

h_i – потужність елементарного шару;

E_i – модуль деформації i-го шару ґрунту.

Отримані осідання фундаментів порівнюють із граничними значеннями [3]. Якщо розрахункові деформації перевищують граничні значення, то необхідно збільшити розміри підошви фундаменту, або глибину закладення.