СНиП 2.02.01-83 ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ - Расчет деформаций оснований Приложение 2 Определение Осадки

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ¹

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ

1. Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства (п.2.40) определяется методом послойного суммирования по формуле

,           (1)

где    b     -     безразмерный коэффициент, равный 0,8;

          s_zp,i - 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 (см. пп. 2-4);

    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 нормальных² напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.

______________

¹В настоящем приложении, кроме специально оговоренных случаев, приняты следующие единицы:

для линейных величин - м (см), для сил - кН (кгс); для напряжений, давлений и модулей деформации - кПа (кгс/см²); для удельного веса - кН/м³ (кгс/см³).

²Далее для краткости слово «нормальное» опускается.

Примечание. При значительной глубине заложения фундаментов расчет осадки рекомендуется производить с использованием расчетных схем, учитывающих разуплотнение грунта вследствие разработки котлована.

2. Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: s_zp - по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, и s_zp,c - по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяются по формулам:

s_zp = ap₀;                   (2)

s_zp,c = ap₀ / 4,            (3)

где         a   -  коэффициент, принимаемый по табл.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: о = 2z/b при определении у_zp и о = z/b при определении у_zp,c;

p_{0 =} p - s_zg,0 - дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b ? 10 м принимается р₀ = р);

             р     - среднее давление под подошвой фундамента;

            s_zg,0  - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается  s_zg,0 = g_d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой s_zg,0 = gd_n, где g^/ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и d_n - обозначены на рис.1).

Рис.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 - дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки 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.

Таблица 1

Коэффициент a

Примечания: 1. В табл. 1 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.

3. Дополнительные вертикальные напряжения s_zp,u на глубине z по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с дополнительным давлением по подошве, равным р₀ ), определяются алгебраическим суммированием напряжений s_zр,ci в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (рис.2) по формуле

   .                     (4)

4. Дополнительные вертикальные напряжения s_zg,nf на глубине z по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяются по формуле

,            (5)

где k - число влияющих фундаментов.

5. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта s_zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

,                   (6)

где    g ^/       - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

         d_n      -  обозначение - см. рис. 1;

g_i и h_i    - соответственно  удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего  действия воды.

При определении s_zg  в водоупорном слое следует учитывать   давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины.

6. Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = H_c , где выполняется условие s_zр = 0,2 s_zg  (здесь s_zр - дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяемое в соответствии с указаниями пп. 2 и 4; s_zg - вертикальное напряжение от собственного веса грунта, определяемое в соответствии с п. 5).

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа (50 кгс/см²) или такой слой залегает непосредственно ниже глубины

 z = H_c , нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия s_zр  = 0,1 s_zg .

рис.2. Схема к определению дополнительных вертикальных напряжений s_zр,а в основании рассчитываемого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента методом угловых точек

а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего фундамента 2; б -   схема расположения фиктивных фундаментов с указанием знака напряжений s_zр,cj  в формуле (4) под углом i-го фундамента.

7. Осадка основания с использованием расчетной схемы линейно деформируемого слоя (см. п.  2.40 и рис. 3) определяется по формуле

,                (7)

где    р  - среднее давление под подошвой фундамента (для фундаментов шириной b < 10 м принимается  p = p₀ - см. п. 2);

                b - ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;

       k_c и  k_m  -  коэффициенты, принимаемые по табл. 2 и 3;

               n  - число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщи слоя Н, определяемой в соответствии с указаниями п. 8;

k_i и k_i-1     - коэффициенты, определяемые по табл. 4 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя соответственно

           Е_i    -    модуль деформации i-го слоя грунта.

Примечание. Формула (7) служит для определения средней осадки основания, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой.  Эту формулу допускается применять для определения осадки жестких фундаментов.

Таблица 2

Коэффициент k_c

Таблица 3

Коэффициент k_m

Таблица 4

Коэффициент k

Примечание. При промежуточных значениях x  и  h коэффициент k  определяется по интерполяции

8. Толщина линейно-деформируемого слоя Н (рис. 3) в случае, оговоренном в п. 2.40а, 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

,                                 (8)

где H₀ и j - 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.

Рис. 3. схема к расчету осадок с использованием расчетной схемы основания в виде линейно деформируемого слоя.

Если основание сложено пылевато-глинистыми и песчаными грунтами, значение Н определяется по формуле

,                     (9)

Где Н_s  -  толщина слоя, вычисленная по формуле (8) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами;

      H_cl         -   суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины, равной H_cl - значению H, вычисленному по формуле (8) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами.

Значение Н, вычисленное по формулам (8) и (9), должно быть увеличено на толщину слоя грунта с модулем деформации Е <10 МПа (100 кгс/см²), если этот слой расположен ниже Н и толщина его не превышает 0,2Н. При большей толщине слоя такого грунта, а также если вышележащие слои имеют модуль деформации Е <10 МПа (100 кгс/см²), расчет деформаций основания выполняется по расчетной схеме линейно деформируемого полупространства.