4. Определение конечной осадки основания

Осадка (деформация) рассчитывается методом послойного суммирования согласно СП 22.13330 [4], который позволяет учесть неоднородность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации грунта по глубине основания.

Определение деформаций выполняется с построением схемы, приведённой на рис. 1. С левой стороны схемы необходимо привести грунтовую колонку с указанием отметок подошв слоёв, согласно варианту задания в масштабе 1:100, в которой необходимо с помощью условных обозначений показать разновидность грунта и его состояние согласно прил. 4. По центру необходимо изобразить фундамент в масштабе 1:100 согласно размерам, указанным в варианте задания. По оси фундамента необходимо изобразить эпюры напряжений в основании: слева природного _пр, справа - от в

Рис. 1. Схема к расчету осадки основания в центре подошвы фундамента методом послойного суммирования (рисунок соответствует случаю, когда 3-й слой – водонепроницаемый)

еса сооружения (дополнительное)_z в масштабе 1 см – 50 кПа.

На осадку основания влияет толща грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определённой мощности h_сж – мощности сжатия, которая подлежит определению.

Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине h_сж, где дополнительные напряжения от сооружения _z составляют 50% от природного напряжения в основании _пр. Эту границу можно найти графически, а именно путем наложения на эпюру напяжения от сооружения _z эпюры природного напряжения _пр, уменьшенное в 2 раза.

Если найденная, по указанным выше условиям, нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е ≤ 7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины h_сж, то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за h_сж принимают глубину, где выполняется условие σ_z = 0,2 σ_пр.

Сжимаемую толщу делят на элементы, толщина которых h_i не должна превышать 0,4b, где b – ширина фундамента, принимаемая по табл. 2. Границы элементов необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта, т.к. модули деформации грунтов различны.

Конечную садку основания определяют путем суммирования осадок по элементам слоёв (табл. 6):

(11)

где  – безразмерный коэффициент, равный 0,8; _i – среднее дополнительное вертикальное напряжение в i-ом слое грунта от веса сооружения и действующих нагрузок, кПа; h_i и E_i – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром подошвы фундамента на глубине z от его подошвы вычисляется по формуле

, (12)

где  – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по прил. 5; р_ос – напряжение на уровне подошвы фундамента, определяют по формуле

, (13)

где N – вертикальная нагрузка на уровне подошвы фундамента, кН (табл. 2); А=l∙b – площадь подошвы фундамента, м²; – удельный вес грунта, лежащего выше подошвы фундамента, кН/м³; h_i – мощности слоёв, лежащих выше подошвы фундамента, м; n – количество слоёв, лежащих выше подошвы фундамента.

Природное напряжение на глубине от дневной поверхности вычисляют по формуле

, (14)

где _i и h_i – соответственно удельный вес и толщина каждого слоя грунта.

При расчете природного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо используют.

При определении природного давления на кровле слоя водонепроницаемого грунта (глина, суглинок твердые и полутвердые) необходимо учитывать дополнительное гидростатическое давление , определяемое по формуле (рис. 1):

, (15)

где – удельный вес воды, кН/м³ (кН/м³).

После этого строят эпюры и(рис. 1) и находят НГСТ, т.е горизонт, ниже которого соблюдается условие.

Таблица 6