Расчет осадки фундамента

Расчет деформаций основания фундамента при среднем давлении под подошвой фундамента , не превышающем расчетное сопротивление грунта , следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи .

Для предварительных расчетов деформаций основания фундаментов сооружений II и III уровней ответственности при среднем давлении под подошвой фундамента , не превышающем расчетное сопротивление грунта  допускается применять расчетную схему в виде линейно деформируемого слоя, при соблюдении следующих условий:

ширина (диаметр) фундамента ³10 м;

среднее давление под подошвой фундамента  изменяется в пределах от 150 до 500 кПа;

глубина заложения фундамента от уровня планировки £ 5 м;

в основании фундамента залегают грунты с модулем деформации ³10 MПa.

Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине , где выполняется условие . При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше , равной при 10 м, ( ) при 10 60 м и 10м при 60м.

Если в пределах глубины , найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации  МПа, сжимаемую толщу допускается принимать до кровли этого грунта.

Если найденная по указанным выше условиям нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации 7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины , то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за  принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие .

Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта, , кПа, на границе слоя, расположенного на глубине  от подошвы фундамента, определяется по формуле:

                                           (20)

где  – средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;  – глубина заложения подошвы, м;  и  соответственно удельный вес, кН/м³, и толщина -го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине от подошвы фундамента, м;  – поровое давление на рассматриваемой границе слоя, кН/м².

Для неводонасыщенных грунтов поровое давление принимается равным нулю.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды при коэффициенте фильтрации слоя грунта больше 1х  м/сут и 0,25 (для глинистых грунтов).

При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с коэффициентом фильтрации менее 1х м/сут и 0,25 (для глинистых грунтов) его удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды, для определения в этом слое и ниже его следует учитывать давление столба воды, расположенного выше этого слоя.

Осадку основания фундамента , см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяют методом послойного суммирования по формуле

                             (21)

где  – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

– среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа;

– толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

– модуль деформации -го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

– модуль деформации -го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;

– число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

– среднее значение вертикального напряжения в -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта, кПа;

                                                   (22)

– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой , при отсутствии планировки и планировке подсыпкой , где  – удельный вес грунта, кН/м³, расположенного выше подошвы; и , – глубина заложения, м, от уровня планировки и от естественного уровня соответственно.

При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (21) не учитывать второе слагаемое.

При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 4 .

Средние значения напряжений _, и в  -м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней  и нижней границах слоя.

При возведении сооружения в отрываемом котловане глубиной более 5м следует различать три следующих значения вертикальных напряжений:

 – от собственного веса грунта до начала строительства; – после отрывки котлована;  – после возведения сооружения.

Если среднее давление под подошвой фундамента £ , осадку основания фундамента  определяют по формуле:

                                                        (23)

Вертикальные напряжения от внешней нагрузки  зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения ,кПа, на глубине  от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле:

                                                         (24)

где – коэффициент рассеивания напряжений, зависящий от соотношений , учитывающий уменьшение дополнительных вертикальных напряжений по глубине, определяется по табл. 13 приложения;

– среднее давление под подошвой фундамента, кПа.

Расчет осадки ленточных с угловыми вырезами и прерывистых фундаментов производят как расчет сплошного ленточного фундамента на среднее давление, отнесенное к общей площади фундамента, включая промежутки между плитами и угловые вырезы.

Вертикальные напряжения , кПа, на глубине от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади (включая вес обратной засыпки) определяют по формуле

                                       (25)

где - то же, что и в формуле (24), кПа;

- вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок; - число влияющих фундаментов или нагрузок.

    При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью , кПа (например, от веса планировочной насыпи), значение по формуле (25) для любой глубины определяют по формуле

                                          (26)

Пример расчета осадки с учетом влияния соседнего фундамента приведен в [2].

Рис. 4. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве

DL– отметка планировки; NL– отметка поверхности природного рельефа; FL– отметка подошвы фундамента; WL– уровень подземных вод; ВС– нижняя граница сжимаемой толщи; и – глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; – ширина фундамента; – среднее давление под подошвой фундамента; и – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине  от подошвы фундамента и на уровне подошвы; и  – вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине  от подошвы фундамента и на уровне подошвы; – вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине -го слоя на глубине от подошвы фундамента; – глубина сжимаемой толщи.