Тел.: (8552) 77-36-15
Набережные Челны

Расчетное сопротивление грунта основания

Возможность применения решений теории упругости при расчете вертикальных деформаций обоснована Н.М. Герсевановым. Однако такой подход справедлив в пределах таких нагрузок, при которых наблюдается линейная зависимость между напряжениями и деформациями.

Запроектированные согласно зависимости (8.29) фундаменты во многих случаях получаются неэкономичными из-за недоиспользования несущей способности грунтов, особенно песчаных, а также глинистых (твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции) даже в линейной стадии деформирования. В связи с этим СНиП 2.02.01—83* «Основания зданий и сооружений» рекомендует ограничивать среднее давление под подошвой фундамента расчетным сопротивлением грунта основания R, что позволяет рассчитывать осадки фундаментов по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. Таким образом, при расчете оснований по деформациям необходимо, чтобы удовлетворялось условие

P ≤ R,         (8.37)

где Р — среднее давление по подошве фундамента; R — расчетное сопротивление грунта основания.

СНиП 2.02.01—83* рекомендует следующую формулу для определения расчетного сопротивления грунта основания:

       (8.38)

где γс1 и γс2 — коэффициенты условий работы соответственно грунтового основания и сооружения во взаимодействии с основанием, принимаемые по табл. 8.3; k — коэффициент надежности, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта непосредственными испытаниями, k = 1,0; при использовании табличных расчетных значений грунтов k = 1,1; kz  — коэффициент, принимаемый равным при ширине подошвы фундамента b≤10 м, kz = 1,0; при b≥10м — kz = Z0/b + 0,2 (здесь Z0 = 8 м);  Mγ; Mq, Мс — коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения несущего слоя грунта ; b - ширина подошвы фундамента, м;

Таблица 8.3. Значения коэффициентов условий работы γс1 и γс2

Грунты γс1 γс2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой
при отношении длины сооружения (отсека) к его высоте L/H, равном
4 и более 1,5 и менее

Крупнообломочные с песчаным
заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых
Пески мелкие
Пески пылеватые:
   - маловлажные и влажные
   - насыщенные водой
Глинистые, а также крупнообломочные
с глинистым заполнителем с
показателем текучести грунта или заполнителя:
JL ≤ 0,25
0,25≤ JL <0,5
JL > 0,5

1,4

1,3

1,25
1,1



1,25
1,2
1,1

1,2

1,1
1,0
1,0




1,0
1,0
1,0
1,4

1,3

1,2
1,2



1,1
1,1
1,0
Примечания.
1. Конструкции сооружений с жесткой конструктивной схемой приспособлены к восприятию усилий от деформаций оснований.
2. Для зданий с гибкой конструктивной схемой γс2 принимается равным 1.
3. При промежуточных значениях L/H коэффициент γс2  определяется по интерполяции.

Таблица 8.4. Значения коэффициентов Mγ, Mq, Мс


φ Mγ Мq<.SUB> Мс φ Mγ Мq Мс
  0,00 1,00 3,14 23 0,69 3,65 6,24
1 0,01 1,06 3,23 24 0,72 3,87 6,45
2 0,03 1,12 3,32 25 0,78 4,11 6,67
3 0,04 1,18 3,41 26 0,84 4,37 6,90
4 0,06 1,25 3,51 27 0,91 4,64 7,14
5 0,08 1,32 3,61 28 0,98 4,93 7,40
6 0,80 1,39 3,71 29 1,06 5,25 7,67
7 0,12 1,47 3,82 30 1,15 5,59 7,95
8 0,14 1,55 3,93 31 1,24 5,95 8,24
9 0,16 1,64 4,05 32 1,34 6,34 8,55
10 0,18 1,73 4,17 33 1,44 6,76 8,88
11 0,21 1,83 4,29 34 1,55 7,22 9,22
12 0,23 1,94 4,42 35 1,68 7,71 9,58
13 0,26 2,05 4,55 36 1,81 8,24 9,97
14 0,29 2,17 4,69 37 1,95 8,81 10,37
15 0,32 2,30 4,84 38 2,11 9,44 10,80
16 0,36 2,43 4,94 39 2,28 10,11 11,25
17 0,39 2,57 5,15 40 2,46 10,85 11,73
18 0,43 2,73 5,31 41 2,66 11,64 12,24
19 0,47 2,89 5,48 42 2,88 12,51 12,79
20 0,51 3,06 5,66 43 3,12 13,46 13,37
21 0,56 3,24 5,84 44 3,38 14,50 13,98
22 0,61 3,44 6,04 45 3,66 15,64 14,64

γII и γ'II— осредненный расчетный удельный вес грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента и в пределах глубины заложения фундамента, кН/м3 (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды); d1 — глубина заложения фундамента от пола подвала; при отсутствии пола подвала — от планированной поверхности, м; db — глубина подвала, считая от планировочной отметки, но не более 2 м (при ширине подвала В > 20 м принимается db = 0); cII— расчетное значение удельного сцепления несущего слоя грунта, кПа (индекс II означает, что расчет ведется по второй группе предельных состояний).

Формула (8.38) базируется на решении Н.П. Пузыревского, позволяющем определить давление на основание, при котором в массиве под краями фундамента образуются зоны предельного равновесия. Тем не менее формула (8.38) отличается по своей структуре от решения Н.П. Пузыревского дополнительными коэффициентами (γс1 и γс2), которые повышают надежность расчетов и позволяют учесть соответственно влияние прочностных и деформационных свойств грунтов на формирование зон предельного равновесия под подошвой фундамента и жесткости возводимого сооружения.

Введенный в формулу (8.38) дополнительный член, равный (Mq - 1), позволяет учесть действие бытовой пригрузки грунта. При разработке котлована в известной мере сохраняется напряженное состояние грунта, обусловленное действием бытового давления грунта. При этом увеличивается предельное давление, при котором зоны местного нарушения под краем фундамента достигают величины, равной 0,25 ширины фундамента. Однако остаточное напряженное состояние зависит от глубины вскрываемого котлована и его ширины. Тогда с увеличением глубины котлована, т.е. с возрастанием бытовой нагрузки, в рассматриваемом слое будет большее остаточное давление.

Согласно формуле (8.38) расчетное сопротивление грунта основания определяется для несущего слоя, где залегает подошва фундамента. Иногда на глубине Z под несущим слоем залегает менее прочный грунт (рис. 8.8), в котором могут развиваться пластические деформации. В этом случае рекомендуется проверять напряжения, передаваемые на кровлю слабого грунта по условию

          (8.39)

где σzp — дополнительное вертикальное напряжение; σzg — напряжение от собственного веса грунта; Rz — расчетное сопротивление грунта на глубине кровли слабого грунта z.

Рис. 8.8. Схема условного фундамента

Величина Rz определяется по формуле (8.38), при этом коэффициенты условий работы γс1 и γс2 и надежности k, а также Мγ, Mq, Мс находят применительно к слою слабого грунта.

Значения bz и dz определяют для условного фундамента АВСД, опирающегося на слабый грунт.

В этом случае принимают, что σzp действует по подошве условного фундамента АВСД (см. рис. 8.8), тогда площадь его подошвы

                 (8.40)

где N— нагрузка, передаваемая на обрез фундамента.

Зная площадь подошвы условного фундамента, можно определить его ширину по формуле

            (8.41)

где а = (l- b)/2 (l и b — размеры проектируемого фундамента).

Определив по формуле (8.38) величину Rz, проверяют условие (8.39). При его удовлетворении зоны сдвигов не играют существенной роли в величине развивающейся осадки. В противном случае необходимо принять большие размеры подошвы фундамента, при которых условие (8.39) удовлетворяется.

Условные расчетные сопротивления грунтов основания Rо

Для назначения предварительных размеров фундаментов зданий и сооружений используются условные расчетные сопротивления грунтов основания Rо, которые приведены в табл. 8.5 - 8.8.

Примеры

Пример 8.2. Определить условное расчетное сопротивление песка мелкого, если известно: природная влажность ω = 0,07; природная плотность ρ = 1,87 т/м3, плотность твердых частиц ρS = 2,67 т/м3.

Copyright © 2008 ИП Гараев З.М.
Тел.: (8552) 77-36-15
буровая установка беркут


Cоздание сайтa Вебцентр