Определение осадки фундаментов, возводимых в открытых котлованах

Расчет осадок фундаментов мелкого заложения. Для расчета конечных (стабилизированных) осадок фундаментов мелкого зало­жения наибольшее распространение получили метод послойного суммирования и метод эквивалентного слоя, теоретические основы которых изложены в гл. 7. Там же (см. § 7.3) изложена и последова­тельность определения осадок этими методами, а здесь уместно повторить лишь основные этапы расчета.

Метод послойного суммирования. В наиболее простой постановке осадка находится только от одних вертикальных напря­жений, действующих в основании по оси, проходящей через середи­ну фундамента.

После определения размеров подошвы фундамента и проверки условия (10,3) ось фундамента совмещают с литологической колон­кой грунта и строят эпюру природного давления . Эпюра строит­ся по оси фундамента начиная от поверхности природного рельефа. Природное давление грунта выше уровня подземных вод определя­ется по формуле (5.21), а ниже уровня подземных вод — с учетом взвешивающего действия воды по формуле (5.22).

Затем, зная природное давление на уровне подошвы фундамента , определяют дополнительное вертикальное давление (сверх

природного) на грунт р₀, которое иногда называют осадочным давлением, подразумевая, что существенная осадка грунта произой­дет только от действия дополнительного давления:

(10.15)

где — полное давление по подошве фундамента, определенное по формуле (10.4).

Установив величину р₀ строят эпюру дополнительных верти­кальных напряжений в грунте . Эпюру строят по точкам, для чего

толщу грунта ниже подошвы фундамента делят на элементарные слои. Напряжение на границе каждого слоя определяют по формуле (5.16):

где — коэффициент, определяемый по табл. 5.2 в зависимости от соотношений (/ — длина, Ъ — ширина подошвы фундаме-

нта) и (z — расстояние от подошвы фундамента до точки

на оси z, в которой определяется напряжение ).

По нормам толщина элементарных слоев не должна превышать 0,4 ширины или диаметра подошвы фундамента, что, с одной стороны, повышает точность построения эпюры , а с другой —

позволяет рассматривать эпюру распределения напряжений в пре­делах каждого слоя как прямоугольную и производить расчет его осадки по формуле одноосного сжатия (7.6) или (7.7).

Ограничив сжимаемую толщу глубиной, ниже которой сжатием грунта можно пренебречь (глубина, где дополнительное давление составляет 0,2 природного давления или 0,1 в случае слабых грун­тов), полную осадку основания определяют по формуле (7.13) как сумму осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи.

Осадку прерывистого фундамента, учитывая распределительную способность грунта, определяют как осадку условного сплошного ленточного фундамента (без вычета площади пустот), ширина кото­рого равна ширине укладываемой плиты.

Расчет заканчивают проверкой выполнения условия (7.2) или (9.4).

Метод эквивалентного слоя. В этом методе пространствен­ная задача расчета осадок сводится к эквивалентной одномерной. Осадка определяется с учетом жесткости и формы подошвы фун­дамента и трех составляющих нормальных напряжений () в предположении, что основание является линейно деформируемым телом.

Максимальную и среднюю осадки гибкого и осадку жесткого фундамента определяют по формуле (7.17):

Мощность эквивалентного слоя Аэ, входящую в формулу (7.17), рассчитывают по формуле (7.20):

где —коэффициент эквивалентного слоя, определяемый по табл. 7.2 в зависимости от коэффициента Пуассона для разных грунтов, жесткости и соотношения сторон загруженной площади ; b — ширина фундамента, м.

Осадку слоистого основания методом эквивалентного слоя вычис­ляют приближенно, вводя в расчет средневзвешенное значение от­носительного коэффициента сжимаемости грунта в пределах сжи­маемой толщи, определяемое по формуле (7.22).

Осадку фундамента методом эквивалентного слоя на слоистом основании рассчитывают по формуле (7.23).

Метод эквивалентного слоя существенно упрощает расчет осадок фундаментов. Практика показала, что наиболее целесообразно его применять в расчетах фундаментов площадью до 20...30 м² при~ однородных или слоистых напластованиях, в которых сжимаемость отдельных слоев мало отличается друг от друга, а также в случае слабых грунтов.