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. 5.12 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: x = 2 z/bc.
Таблица 5.12
Определение коэффициент a
z = 2 z / b | Коэффициент a для фундаментов | |||||||
круглых | прямоугольных с соотношением сторон h = l / b, равным | ленточных | ||||||
1,0 | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 3,2 | (h ³10) | |||
1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | |
0,4 | 0,949 | 0,960 | 0,972 | 0,975 | 0,976 | 0,977 | 0,977 | 0,977 |
0,8 | 0,756 | 0,800 | 0,848 | 0,866 | 0,876 | 0,879 | 0,881 | 0,881 |
1,2 | 0,547 | 0,606 | 0,682 | 0,717 | 0,739 | 0,749 | 0,754 | 0,755 |
1,6 | 0,390 | 0,449 | 0,532 | 0,578 | 0,612 | 0,629 | 0,639 | 0,642 |
2,0 | 0,285 | 0,336 | 0,414 | 0,463 | 0,505 | 0,530 | 0,545 | 0,550 |
2,4 | 0,214 | 0,257 | 0,325 | 0,374 | 0,419 | 0,449 | 0,470 | 0,477 |
2,8 | 0,165 | 0,201 | 0,260 | 0,304 | 0,349 | 0,383 | 0,410 | 0,420 |
3,2 | 0,130 | 0,160 | 0,210 | 0,251 | 0,294 | 0,329 | 0,360 | 0,374 |
3,6 | 0,106 | 0,131 | 0,173 | 0,209 | 0,250 | 0,285 | 0,319 | 0,337 |
4,0 | 0,087 | 0,108 | 0,145 | 0,176 | 0,214 | 0,248 | 0,285 | 0,306 |
4,4 | 0,073 | 0,091 | 0,123 | 0,150 | 0,185 | 0,218 | 0,255 | 0,280 |
4,8 | 0,062 | 0,077 | 0,105 | 0,130 | 0,161 | 0,192 | 0,230 | 0,258 |
5,2 | 0,053 | 0,067 | 0,091 | 0,113 | 0,141 | 0,170 | 0,208 | 0,239 |
5,6 | 0,046 | 0,058 | 0,079 | 0,099 | 0,124 | 0,152 | 0,189 | 0,223 |
6,0 | 0,040 | 0,051 | 0,070 | 0,087 | 0,110 | 0,136 | 0,173 | 0,208 |
6,4 | 0,036 | 0,045 | 0,062 | 0,077 | 0,099 | 0,122 | 0,158 | 0,196 |
6,8 | 0,031 | 0,040 | 0,055 | 0,064 | 0,088 | 0,110 | 0,145 | 0,185 |
7,2 | 0,028 | 0,036 | 0,049 | 0,062 | 0,080 | 0,100 | 0,133 | 0,175 |
7,6 | 0,024 | 0,032 | 0,044 | 0,056 | 0,072 | 0,091 | 0,123 | 0,166 |
8,0 | 0,022 | 0,029 | 0,040 | 0,051 | 0,066 | 0,084 | 0,113 | 0,158 |
8,4 | 0,021 | 0,026 | 0,037 | 0,046 | 0,060 | 0,077 | 0,105 | 0,150 |
8,8 | 0,019 | 0,024 | 0,033 | 0,042 | 0,055 | 0,071 | 0,098 | 0,143 |
9,2 | 0,017 | 0,022 | 0,031 | 0,039 | 0,051 | 0,065 | 0,091 | 0,137 |
9,6 | 0,016 | 0,020 | 0,028 | 0,036 | 0,047 | 0,060 | 0,085 | 0,132 |
10,0 | 0,015 | 0,019 | 0,026 | 0,033 | 0,043 | 0,056 | 0,079 | 0,126 |
10,4 | 0,014 | 0,017 | 0,024 | 0,031 | 0,040 | 0,052 | 0,074 | 0,122 |
10,8 | 0,013 | 0,016 | 0,022 | 0,029 | 0,037 | 0,049 | 0,069 | 0,117 |
11,2 | 0,012 | 0,015 | 0,021 | 0,027 | 0,035 | 0,045 | 0,065 | 0,113 |
11,6 | 0,011 | 0,014 | 0,020 | 0,025 | 0,033 | 0,042 | 0,061 | 0,109 |
12,0 | 0,010 | 0,013 | 0,018 | 0,023 | 0,031 | 0,040 | 0,058 | 0,106 |
Примечания: 1. В табл. обозначено: b - ширина или диаметр фундамента, l - длина фундамента. 2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А, значения a принимаются как для круглых фундаментов радиусом
|
|
3. Для промежуточных значений x и h коэффициент a определяется по интерполяции.
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. 5.13.
Таблица 5.13
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
|
|