Порядок расчета осадки фундаментов. Варианты расчета осадки фундаментов методом послойного суммирования

Порядок расчета осадки фундаментов. Варианты расчета осадки фундаментов методом послойного суммирования

Деформации строения происходят по причине опускания, крена или выгиба основания. Для предупреждения делают расчет осадки фундамента, при котором вычисляют величину оседания, кривизну наклона, очертания области проседания. По итогам геодезических исследований вычерчивают графики развития деформации, профили изменений по осям и уровням здания. Для сбора нагрузок вычерчивают эпюры, которые используют в расчете.

Основные причины осадки фундамента

Осадка фундамента происходит при неравномерной нагрузке и неоднородности почвы

Почва под подошвой деформируется при получении добавочных напряжений, если они превышают давление от собственного веса грунта. В результате объем земли уменьшается за счет уменьшения пор, развиваются искажения в пространстве.

Причины деформаций:

• скачкообразная осадка уплотнения;
• неоднородное основание под фундаментом;
• прерывистое состояние напряжения;
• неравномерный вес здания в процессе возведения.

Остаточные просадки превышают упругие деформации, поэтому искажения почвы под действием неравномерного давления относят к категории осадок уплотнения. Показатель неодинаков из-за разнохарактерности почвенных условий и неравномерности напряжения. Неоднородность грунта обуславливается присутствием вспучивающихся слоев, неравномерным залеганием пластов и их различной толщиной.

Нагрузка передается неравномерно, так как фундаменты воспринимают нагрузку в разное время строительства. Основное давление получают вертикальные конструкции, кровля и от них ленточный фундамент, а перекрытия с балками, перегородки, оборудование нагружаются позднее. Одни опоры делают с уширенной подошвой по отношению к другим, поэтому происходит неравномерная осадка фундамента.

Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования. Расчет осадки методом послойного суммирования

Пример 7.1. Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента

Пример 7.1. Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента шириной b = 1,2 м. Глубина заложения подошвы фундамента от поверхности природного рельефа d = 1,8 м. Среднее давление под подошвой фундамента Р = 285 кПа. Основание сложено следующими слоями:

I слой — маловлажный, средней плотности, песок мелкий с коэффициентом пористости е₁ = 0,65, с удельным весом γ₁= 18,7 кН/м3, модулем деформации Е₁ = 14,4 МПа;
II слой — насыщенный водой, средней плотности, средней крупности с е₂= 0,60, γ₂= 19,2 кН/м3и Е₂= 18,6 МПа;
III слой — полутвердый суглинок с J_L = 0,18, γ3 = 18,5 кН/м3 и Е₃ = 15,3 МПа.

Подземные воды на участке строительства обнаружены на глубине 3,8 м (рис. 7.12).

Рис. 7.12. Расчетная схема к примеру 7.1

Решение. Вычисляем ординаты эпюры вертикального напряжения от действия собственного веса грунта по формуле (6.46) и вспомогательной эпюры 0,2 σ_zg .

На поверхности земли σ_zg = 0;
на уровне подошвы фундамента

σ_{zg 0} = γ₁d = 18,7Κ·1,8 = 33,66 кПа;

на контакте первого и второго слоев

на контакте второго и третьего слоев

Так как второй слой насыщен водой, то необходимо учитывать взвешивающее действие столба воды:

Тогда третий слой воспринимает давление не только от действия двух вышележащих слоев, но и давление столба воды, которое определяется уравнением

Напряжение по подошве третьего слоя определяем

Определяем дополнительное давление на основание под подошвой фундамента:

Для нахождения глубины сжимаемой толщи определяем σzp по оси фундамента, а полученные данные сводим в табл. 7.1

Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительных напряжений 0,2σ_zg( см. рис. 7.12 ).

Из рис. 7.12 видно, что эта точка пересечения соответствует мощности сжимаемой толщи Н_с = 6,1 м.

По формуле (7.16) находим осадку S₁ слоя песка мелкого:

Вычисляем осадку S₂ песка средней крупности:

Вычисляем осадку S₃ слоя суглинка:

Полная осадка фундамента

По СНиП 2.02.01—83* для зданий данного типа находим предельно допустимую осадку Su = 10 см.

В рассматриваемом случае S = 2,69 см u = 10 см. Следовательно, полная осадка фундамента не превышает предельно допустимой по СниПу.

Методы расчета осадки фундамента. Расчет осадок фундамента. Виды деформаций. Методы расчета осадок. Методика расчета

Страницы работы

Лекция № 9

РАСЧЕТ  ОСАДОК  ФУНДАМЕНТА

Цель расчета по второму предельному состоянию – ограничить осадку предельно допустимыми значениями, регламентированными СНиП.

Виды деформаций

1. Осадка – это деформация, происходящая в результате уплотнения грунта под действием внешних нагрузок или собственного веса грунта без коренного изменения его структуры.

2. Просадка – это деформация, возникающая в результате уплотнения грунта от действия внешних нагрузок и собственного веса грунта (а также дополнительных нагрузок – замачивание, оттаивание) с коренным изменением структуры грунта.

3. Подъем и осадка – это деформации, связанные с изменением объемов грунтов при изменении их влажности или воздействии дополнительных факторов (оттаивание, набухание, усадка, замерзание).

4. Оседание – это деформация, возникающая в результате разработки полезных ископаемых, вызывающая понижение уровня грунтовых вод (УГВ) и др.

5. Горизонтальное перемещение – это деформация, связанная с действием горизонтальных нагрузок на основание или со значительными вертикальными перемещениями при оседаниях и просадках грунтов.

Осадки делятся:

-  равномерные;

- неравномерные.

Основные причины неравномерных осадок:

1. Неоднородное напряженное состояние грунтов в основании, т.е. нецентренно-нагруженный фундамент или использование различных видов фундаментов под сооружением.

2. Неравномерная сжимаемость грунтов в основании под фундаментом.

Методы расчета осадок

1. Метод послойного суммирования.

2. Метод эквивалентного слоя (метод Цытовича).

3. Метод линейно-деформированного слоя конечной толщины (метод Егорова).

1. Метод послойного суммирования

:

1. Грунт в основании представляет собой сплошное изотропное деформируемое тело.

2. Осадка обусловлена действием только вертикальной нагрузки, напряжения  σ _zp .

3. Боковое расширение грунта в основании невозможно.

4. Деформация рассматривается только в пределах сжимаемой толщи Н_с, ниже считается, что деформации нет.

5. Значение коэффициента β=0,8 не зависимо от характера грунта.

Методика расчета

2. Определяем вертикальные напряжения от веса грунта в каждом слое:

где  γ´ - удельный вес грунта выше подошвы фундамента;

d – глубина залегания фундамента;

γ – удельный вес -го слоя грунта;

эпюра прямолинейная.

3. Определяем вертикальные напряжения от действительной нагрузки на грунт и строим эпюру:

где α – безразмерный коэффициент, определяют по приложению СНиП.

4. Нижней границы достигают, когда σ _zp = 0,2σ в грунтах с модулем деформации≥ 5 МПа; для грунтов с

5. Определяем осадку фундамента по формуле:

, где - среднее значение вертикальных напряжений в i м слое грунта от нагрузки на фундамент.