Осадка основания определяется ниже подошвы условного фундамента (острия свай) от нормативных постоянных нагрузок. При расчете суммарной нагрузки на основание свайного фундамента должны быть учтены вес ростверка, свай и грунта в пределах массива А-Б-В-Г:
Среднее давление на грунт под подошвой фундамента
где А – площадь подошвы условного фундамента, м2, равное произведению длины aс на ширину bc подошвы условного фундамента, при этом входящее в формулы по их нахождению приведенное среднее значение расчетных углов внутреннего трения грунтов φmt определяется по формуле
,
φII,i – расчетные значения углов внутреннего трения отдельных слоев грунта для предельных состояний II группы.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента
где γII – расчетный удельный вес грунта для предельных состояний II группы выше подошвы условного фундамента, кН/м3 (с учетом взвешивающего действия воды).
Дополнительное к природному вертикальное давление на основание определяется по формуле;
|
|
p 0 = p – szg, 0.
Для условных фундаментов шириной более 10 м принимается p = p 0.
Толща грунта ниже подошвы условного фундамента разбивается на элементарные слои толщиной hi, принимаемой для каждого слоя не более 0,4 bс, где bс – ширина подошвы условного фундамента.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта szg, кПа на границе слоя, расположенного на глубине zi от подошвы условного фундамента, определяется по формуле:
где gII i и hi – удельный вес отдельных однородных слоев грунта с учетом взвешивающего действия или дополнительного давления воды, кН/м3;
hi – толщина i -го слоя грунта, м.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупорного слоя грунта, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды:
где γs, γw – удельный вес частиц грунта и воды соответственно, γw =10 кН/м3;
е – коэффициент пористости.
К вертикальному напряжению от собственного веса грунта σzg на кровлю водоупора добавляется гидростатическое давление Pгидр столба воды, определяемое по формуле:
где hw – высота столба воды, м.
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине zi от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы условного фундамента равны:
szp = a × p 0,
где a – коэффициент, принимаемый по табл. 5 приложения 5 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: x = 2 z/bc.
Осадка основания s с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле
|
|
где β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;
hi и Еi – соответственно толщина и модуль деформации i- го слоя грунта;
n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
Верхней границей сжимаемой толщи основания является плоскость подошвы условного фундамента.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается равной глубине z = Hc, где выполняется условие: szp = 0,2 ×szg, где szp – дополнительные вертикальные напряжения на глубине z = Hc по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; szg – вертикальные напряжения от собственного веса грунта на глубине z = Hc по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.
Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации E £ 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Hc, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия szp = 0,1× szg.
Определение нижней границы сжимаемой толщи основания удобно выполнять графически в точки пересечения эпюр напряжений szp и 0,2× szg или 0,1× szg (рис. 5.5).
Значения напряжений σzg откладывают влево от вертикальной центральной оси фундамента. Значения вспомогательной эпюры напряжений от собственного веса грунта составляющих 20% или 10% от величины σzg откладывают вправо от той же оси.
Дополнительные вертикальные напряжения σzp определяют на границах элементарных слоев. Их откладывают вправо от вертикальной центральной оси фундамента. При этом построение эпюр σzg и 0,2 σzg начинается от расчетной поверхности грунта, а эпюры szg – от подошвы условного фундамента. Все вычисления заносят в табл. 5.3.
Таблица 5.3
Табличная форма для расчета дополнительных вертикальных
напряжений
Грунт | z, м | z = 2 z / b | a | σzp, МПа | E, мПа |
Рис. 5.5. Схема к расчету осадки методом послойного суммирования:
NL – отметка поверхности природного рельефа; FL – отметка подошвы фундамента; WL – уровень подземных вод; В.С – нижняя граница сжимаемой толщи; d – глубина заложения условного фундамента; b – ширина фундамента; р – среднее давление под подошвой фундамента; szg – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента; szp – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Нс – глубина сжимаемой толщи; h 1, h 2,… h i – высота элементарных слоев грунта