6. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования и порядок расчета

Осадка основания s с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

где  безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8; среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; h_i и E_i соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных нормальных напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис.Ф.10.10.

Рис.Ф.10.10. Схема распределения вертикальных напряжений: DL  отметка планировки; NL отметка поверхности природного рельефа; FL  отметка подошвы фундамента;WL уровень подземных вод; ВС - нижняя граница сжимаемой толщи

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента _zp  по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле

где  коэффициент, принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины ; p₀ дополнительное вертикальное давление на основание, определяемое из выражения ; p  среднее давление под подошвой фундамента;  вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается =  _d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой =  _dn, где  удельный вес грунта, расположенного выше подошвы; d и d_n  глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки DL и природного рельефа NL.

При подсчете осадок основание разбивается на отдельные элементарные слои, сжатие которых определяется от дополнительного вертикального нормального напряжения  zp, действующего по оси фундамента в середине рассматриваемого слоя.

Суммирование по формуле проводится в пределах сжимаемой толщи основания Hc, нижняя граница которой определяется равенством  _zp=0,2_zg. Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации E  5МПа, то нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия _zp=0,1 _zg

7) Несущая способность фундаментов

При строительстве любых зданий и в первые годы их эксплуатации грунты под действием нагрузок сжимаются. В результате фундамент опускается на определенную величину, называемую осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной трещин и других разрушений.

Величина осадки во многом зависит от несущей способности грунта, которая определяется нагрузками, при которых осадка не превышает установленную нормативами величину. Несущая способность фундаментов определяется, исходя из свойств грунтов и площади опирается на основание. К примеру, столбчатый фундамент диаметром 25 см опирается на грунт площадью равной 490 см2 исходя из формулы:

S = (nd2)/4

Чтобы избежать ошибки при расчете несущей способности фундамента, ее принимают с определенным запасом. Учитывая возможные ошибки при определении свойств основания,на практике несущую способность фундаментов принимают с 25 — 30 % запасом. Для этого расчетную нагрузку на фундаменты увеличивают на 2530 %, чтобы создать запас прочности, перекрывающий неточности в выборе исходных данных. Уменьшение этого запаса приводит к риску просадок фундамента (особенно в первые годы эксплуатации здания), а излишняя страховка влечет за собой удорожание строительства.

Нагрузки, действующие на основание фундаментов, состоят из нескольких составляющих: веса строительных материалов, конструктивных особенностей межэтажного и чердачного перекрытий, вида кровельного материала, конструкции кровли, влияющей на снеговую нагрузку, эксплуатационных нагрузок и т. д. Величина этих нагрузок определяется удельным весом материалов, которые используются при строительстве дома.

Удельный вес 1 м3 фундамента Руф, цокольных и междуэтажных перекрытий 1 м2 стен Ру, стен Руспокрытия Руп,