Расчет оснований по деформациям

Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность.

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия

,

где s- совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

- предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое в соответствии с указаниями СНиП.

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

,

где b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

s_zp,- среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i и Е_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.6.1.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: s_zp – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента:

s_zp = ap₀,

где a - коэффициент, принимаемый по табл.6.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: x = 2z/b при определении s_zp ; p_{0 =} p - s_zg,0 - дополнительное вертикальное давление на основание; р - среднее давление под подошвой фундамента; s_zg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Рис.6.1. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве

DL – отметка планировки; NL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента; WL - уровень подземных вод; В.С - нижняя граница сжимаемой толщи; d и d_n глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b - ширина фундамента; р - среднее давление под подошвой фундамента; р₀ - дополнительное давление на основание; s_zg и s_zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; s_zp и s_zр,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Н_с – глубина сжимаемой толщи.

6.2. Осадка основания с использованием расчетной схемы линейно деформируемого слоя определяется по формуле

,

k_c и k_m - коэффициенты, принимаемые по табл. 6.2 и 6.3;

n - число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщи слоя Н;

Таблица 6.1

Коэффициент a

	Коэффициент a для фундаментов
z = 2z / b	круглых	прямоугольных с соотношением сторон h = l/b, равным	ленточных
		1,0	1,4	1,8	2,4	3,2		(h³10)
	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
0,4	0,949	0,960	0,972	0,975	0,976	0,977	0,977	0,977
0,8	0,756	0,800	0,848	0,866	0,876	0,879	0,881	0,881
1,2	0,547	0,606	0,682	0,717	0,739	0,749	0,754	0,755
1,6	0,390	0,449	0,532	0,578	0,612	0,629	0,639	0,642
2,0	0,285	0,336	0,414	0,463	0,505	0,530	0,545	0,550
2,4	0,214	0,257	0,325	0,374	0,419	0,449	0,470	0,477
2,8	0,165	0,201	0,260	0,304	0,349	0,383	0,410	0,420
3,2	0,130	0,160	0,210	0,251	0,294	0,329	0,360	0,374
3,6	0,106	0,131	0,173	0,209	0,250	0,285	0,319	0,337
4,0	0,087	0,108	0,145	0,176	0,214	0,248	0,285	0,306
4,4	0,073	0,091	0,123	0,150	0,185	0,218	0,255	0,280
4,8	0,062	0,077	0,105	0,130	0,161	0,192	0,230	0,258
5,2	0,053	0,067	0,091	0,113	0,141	0,170	0,208	0,239
5,6	0,046	0,058	0,079	0,099	0,124	0,152	0,189	0,223
6,0	0,040	0,051	0,070	0,087	0,110	0,136	0,173	0,208
6,4	0,036	0,045	0,062	0,077	0,099	0,122	0,158	0,196
6,8	0,031	0,040	0,055	0,064	0,088	0,110	0,145	0,185
7,2	0,028	0,036	0,049	0,062	0,080	0,100	0,133	0,175
7,6	0,024	0,032	0,044	0,056	0,072	0,091	0,123	0,166
8,0	0,022	0,029	0,040	0,051	0,066	0,084	0,113	0,158
8,4	0,021	0,026	0,037	0,046	0,060	0,077	0,105	0,150
8,8	0,019	0,024	0,033	0,042	0,055	0,071	0,098	0,143
9,2	0,017	0,022	0,031	0,039	0,051	0,065	0,091	0,137
9,6	0,016	0,020	0,028	0,036	0,047	0,060	0,085	0,132
10,0	0,015	0,019	0,026	0,033	0,043	0,056	0,079	0,126
10,4	0,014	0,017	0,024	0,031	0,040	0,052	0,074	0,122
10,8	0,013	0,016	0,022	0,029	0,037	0,049	0,069	0,117
11,2	0,012	0,015	0,021	0,027	0,035	0,045	0,065	0,113
11,6	0,011	0,014	0,020	0,025	0,033	0,042	0,061	0,109
12,0	0,010	0,013	0,018	0,023	0,031	0,040	0,058	0,106
Примечания: 1. В табл. обозначено: b - ширина или диаметр фундамента, l - длина фундамента. 2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А, значения a принимаются как для круглых фундаментов радиусом 3. Для промежуточных значений x и h коэффициент a определяется по интерполяции.

k_i и k_i-1 - коэффициенты, определяемые по табл. 5.4 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя соответственно z_i=2z_i/b и z_i-1=2z_i-1/b

Толщина линейно-деформируемого слоя Н принимается до кровли грунта с модулем деформации Е ³ 100 МПа (1000 кгс/см²), а при ширине (диаметре) фундамента b ³ 10 м и среднем значении модуля деформации грунтов основания Е ³ 10 МПа (100 кгс/см²), вычисляется по формуле

,

где где H₀ и y - принимаются соответственно равными для оснований, сложенных: пылевато-глинистыми грунтами 9 м и 0,15; песчаными грунтами – 6 м и 0,1; k_p - коэффициент, принимаемый равным: k_p = 0,8 при среднем давлении под подошвой фундамента р = 100 кПа (1 кгс/см²); k_p =1,2 при р=500 кПа (5 кгс/см²), а при промежуточных значениях – по интерполяции.

Таблица 6.2

Коэффициент k_c