Расчет осадки фундамента

4 5 6 7 8 9 10

Метод послойного суммирования рекомендуется СНиПом [7] для расчета осадок фундаментов шириной менее 10 м.

Величина осадки фундамента определяется по формуле:

(4.16)

где β — безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σ zpi — среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта;

hi и Еi — соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта (табл. 4.1);

n — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Графическое оформление расчета осадки показано на рис. 4.6, где обозначено: NL — отметка поверхности

природного рельефа; FL — отметка подошвы фундамента; WL — отметка уровня подземных вод; ВС — отметка нижней границы сжимаемой толщи;  zg — вертикальное (природное) напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента, кПа;  zр — вертикальные дополнительные напряжения от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента, кПа; Н с— глубина сжимаемой толщи.

Основная операция при расчете осадки заключается в построении эпюр  zg,  zр до отметки ВС.

Строится эпюра распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта в пределах глубины (46) b ниже подошвы фундамента. Вертикальные напряжения от собственного веса грунта  zg на границе слоя, расположенного на глубине z, определяются по формуле:

(4.17)

где γ i — удельный вес грунта i-го слоя;

hi — толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных (WL), но выше водоупора, должен определяться с учетом взвешивающего действия воды γ Sb (табл. 4.1).

Водоупорами следует считать глины и суглинки твердой и полутвердой консистенции при IL <0,5.

В водоупоре напряжение от собственного веса грунта любом горизонтальном сечении определяют без учета взвешивающего действия воды.

Далее определяют дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента поформуле:

(4.18)

где P II — среднее давление (фактическое) на уровне подошвы фундамента (формула 4,14);

σ zgo — вертикальное наряжение от собственного веса грунта науровне подошвы фундамента.

Толщу грунта мощностью (4÷6) b ниже подошвы фундамента разбивают на слои hi, толщиной не более 0,4 b. Этислои показывают на рис. 4.6.

Затем строят эпюру распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте по формуле

σ zp = α. σ zpо (4.19)

где α — коэффициент, принимаемый по табл. 4.9 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента b l η = и относительной глубины равной b 2 z ζ =.

Вычисления σ zg и σ zp для любых горизонтальных сечений производят в табличной форме (табл. 4.10).

По полученным данным σ zg и σ zp строят эпюры. Определяют нижнюю границу сжимаемой толщи (ВС). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие: σ zp ≤ 0,2 σ zg.

Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации E< 5,0 Мпа или такой слой залегает непосредственно ниже ВС, то нижняя граница определяется из условия σ zp ≤ 0,1σ zg.

Границу ВС можно получить графически, построив справа эпюру 0,2 σ zg. В точке пересечения с эпюрой σ zp получим границу ВС. Определяется осадка каждого слоя основания по формуле (4.16).

Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя. Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружений, определяемой по [прил. 4, СниП 2.02.01-83*].