Расчет осадок оснований, сложенных сильнольдистыми грунтами и подземным льдом Приложение 7

Страница 24 из 26

Приложение 7

Рекомендуемое

Расчет осадок оснований, сложенных сильнольдистыми грунтами и подземным льдом

1. Осадка основания столбчатого фундамента на сильнольдистых грунтах определяется согласно указаниям пп. 4.21, 4.22 и 5.8. При этом составляющую осадки s_p, м(см), обусловленную уплотнением оснований под нагрузкой, допускается определять по формуле

, (1)

где n и h_i - соответственно число выделенных слоев грунта и их толщина, м(см);

x - относительное сжатие i-го слоя грунта, доли единицы, определяемое опытным путем; для прослоев льда значение x допускается определять по формуле

, (2)

здесь n_j - пористость j-го слоя льда;

p - среднее давление на грунт под подошвой фундамента, кПа (кгс/см²);

s_a - атмосферное давление, принимаемое равным 10,0 кПа (1 кгс/см²);

s_g,j - природное (бытовое) давление в середине j-го слоя, кПа (кгс/см²);

s_m,j - безмерный коэффициент, принимаемый по табл. 1 в зависимости от отношения сторон подошвы фундамента l/b и относительной глубины

(здесь z'_j_-1 и z'_j - расстояния от подошвы фундамента соответственно до кровли и подошвы j-го слоя льда).

Таблица 1

Коэффициент a_m

z'/b

Значения коэффициента a_m при l/b

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

3,0

10,0

0,4

0,6

0,8

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,417

0,269

0,181

0,128

0,064

0,038

0,025

0,017

0,450

0,299

0,206

0,148

0,075

0,044

0,029

0,020

0,474

0,324

0,227

0,165

0,085

0,051

0,038

0,024

0,492

0,343

0,245

0,180

0,095

0,057

0,038

0,027

0,506

0,358

0,259

0,193

0,104

0,063

0,042

0,030

0,516

0,370

0,272

0,205

0,112

0,069

0,046

0,033

0,545

0,406

0,310

0,243

0,143

0,093

0,064

0,047

0,569

0,438

0,350

0,289

0,196

0,145

0,112

0,090

2. Скорость осадки сильнольдистых грунтов n, м/год (см/год), обусловленная их пластичновязким течением, определяется по формуле

, (3)

где m - число месяцев в году, в течение которых развиваются деформации ползучести грунтов;

n_j - среднемесячная скорость осадки, м/мес (см/мес), определяемая согласно указаниям п. 3.

3. Среднемесячная скорость осадки сильнольдистых грунтов основания n_j м/мес (см/мес), определяется по формуле

, (4)

где n - число слоев грунта, в пределах которых определяется среднемесячная температура T_j,k;

h_k - толщина k-го слоя грунта, м (см); принимается не более 0,2b (b - меньший размер подошвы фундамента);

x_k - скорость относительной деформации k-го слоя грунта, 1/ч, при среднемесячной температуре грунта T_j,k, определяемая по формуле

(5)

здесь h_k - коэффициент вязкости k-го слоя грунта основания, кПа×ч(кгс×ч/см²), определяемый согласно указаниям п. 5;

s_k - напряжение, кПа (кгс/см²), в k-ом слое грунта основания, определяемое по п. 4;

s_L,k - предел текучести k-го слоя грунта основания, кПа (кгс/см²), определяемый по п. 5.

4. Напряжение s_k вычисляется по формуле

s_k = 0,5(s_z,k-1 + s_z,k), (6)

где s_z,k-1 и s_z,k - напряжения, кПа (кгс/см²), на верхней и нижней границах k-го слоя, определяемые по формуле

s_z = a₀p₀, (7)

здесь a₀ - безмерный коэффициент, принимаемый по табл. 2 в зависимости от отношения сторон подошвы фундамента l/b и от значения z'/b (здесь z' - расстояние от низа подошвы фундамента до уровня, на котором определяется напряжение);

p_o = p - s_g - дополнительное (к природному) вертикальное давление на грунт под подошвой фундамента, кПа (кгс/см²);

где p - среднее давление на грунт под подошвой фундамента от постоянной и длительных долей временных нагрузок, кПа (кгс/см²);

s_g - природное (бытовое) давление в грунте на уровне подошвы фундамента от веса вышележащих слоев грунтов (до отметки природного рельефа), кПа (кгс/см²).

Таблица 2

Коэффициент a₀

z'/b

Значения коэффициента a₀ при l/b

1,2

1,4

1,6

1,8

0,05

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

0,089

0,171

0,298

0,382

0,337

0,268

0,208

0,115

0,071

0,047

0,034

0,019

0,090

0,159

0,281

0,356

0,352

0,290

0,231

0,133

0,083

0,056

0,040

0,023

0,077

0,150

0,269

0,373

0,359

0,304

0,248

0,147

0,094

0,064

0,046

0,027

0,074

0,144

0,259

0,366

0,360

0,307

0,261

0,160

0,104

0,071

0,052

0,030

0,072

0,140

0,252

0,360

0,359

0,318

0,270

0,171

0,113

0,078

0,057

0,033

0,070

0,137

0,247

0,354

0,357

0,321

0,276

0,180

0,121

0,085

0,062

0,037

0,066

0,129

0,232

0,334

0,342

0,316

0,282

0,204

0,148

0,109

0,083

0,051

0,063

0,123

0,221

0,312

0,316

0,291

0,260

0,198

0,158

0,132

0,112

0,085

Среднее дополнительное давление на грунт p_o должно удовлетворять условию

, (8)

где k_f- безмерный коэффициент, принимаемый по табл. 3 при h_s/b = 0;

s_u- наибольшее значение напряжения, кПа (кгс/см²), при котором сохраняется линейная зависимость скорости установившегося течения от напряжения на начальном участке реологической кривой, определяемое по п. 5.

Таблица 3

Коэффициент k_f

h_s/b

Значения коэффициента k_f при l/b

1,2

1,4

1,6

1,8

0,5

1,0

1,5

2,0

2,6

3,3

3,8

10,0

16,2

2,65

3,35

4,40

8,70

13,8

2,7

3,4

4,8

7,7

12,1

2,7

3,4

4,8

7,1

11,0

2,75

3,45

4,60

6,70

10,2

2,8

3,5

4,4

6,4

9,5

2,9

3,6

4,3

5,6

7,7

3,2

3,8

4,6

5,8

7,5

5. Расчетные характеристики сильнольдистого грунта h, s_L, s_u определяются при инженерных изысканиях из испытаний образцов мерзлого грунта на одноосное сжатие в соответствии с ГОСТ 24586-81.

Температуры T_j,k, в зависимости от которых устанавливаются значения h и s_L, следует определять по формулам (6) - (8) настоящих норм. Значения коэффициента a для определения температуры принимаются по табл. 4 для j-го месяца и глубины залегания середины k-го слоя z, измеряемой от верхней поверхности вечномерзлых грунтов. При этом за первый месяц (j = 1) принимается тот, в котором глубина сезонного протаивания достигает наибольшего значения. Для s_u температура принимается равной температуре на глубине ниже подошвы фундамента на 0,5b (здесь b - ширина подошвы фундамента).

Таблица 4

Коэффициент a_j,k

z, м	Значения коэффициента a_j,k при j, мес
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0	0,34 0,62 0,83 0,96 1,03 1,06	0,31 0,51 0,70 0,84 0,94 1,00	0,46 0,53 0,65 0,77 0,87 0,94	0,76 0,68 0,70 0,76 0,83 0,90	1,12 0,91 0,82 0,81 0,84 0,88	1,45 1,17 1,00 0,91 0,89 0,90	1,66 1,38 1,17 1,04 0,97 0,94	1,69 1,49 1,30 1,16 1,06 1,00	1,54 1,47 1,35 1,23 1,13 1,06	1,24 1,32 1,30 1,24 1,17 1,10	0,88 1,09 1,18 1,19 1,16 1,12	0,55 0,83 1,00 1,08 1,11 1,10
Обозначение, принятое в табл. 4: z - расстояние от верхней поверхности вечномерзлых грунтов до уровня, на котором определяется температура.

6. Скорость осадки подземного льда n м/год (см/год), обусловленная его пластичновязким течением, определяется по формуле

, (9)

где p_o- дополнительное (к природному) вертикальное давление на грунт под подошвой фундамента, кПа (кгс/см²), определяемое так же, как и в п. 4.

b - ширина подошвы фундамента, м (см);

k_i- параметр, характеризующий вязкость льда, определяемый из испытаний образцов льда на одноосное сжатие, ° С/(кПа×ч) [см²×град/(кгс×ч)];

n - число слоев, на которое разделяется толща льда (толщина слоя принимается не более 0,4b);

k_t,j, k_t,j-1- коэффициенты, 1/° С, принимаемые по табл. 6 в зависимости от температуры основания (Т_о- Т_b,f) и расстояний от верхней поверхности вечномерзлых грунтов до кровли z_j_-1 и подошвы z_j j-го слоя льда;

w_j, w_j_-₁ - безмерные коэффициенты, определяемые по табл. 5 в зависимости от отношения сторон подошвы фундамента l/b и соответственно относительных глубин и (здесь z'_j_-1 и z'_j) расстояния от подошвы фундамента соответственно до кровли и подошвы j-го слоя льда).

Таблица 5

Коэффициент w

z'/b

Значения коэффициента w при l/b

1,2

1,4

1,6

1,8

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

5,0

6,0

0,070

0,145

0,181

0,204

0,218

0,228

0,236

0,241

0,249

0,254

0,068

0,145

0,189

0,216

0,232

0,244

0,253

0,259

0,269

0,275

0,066

0,145

0,194

0,224

0,243

0,257

0,267

0,274

0,285

0,292

0,065

0,145

0,198

0,230

0,262

0,267

0,278

0,286

0,299

0,307

0,063

0,145

0,200

0,235

0,258

0,275

0,287

0,297

0,310

0,319

0,062

0,144

0,201

0,238

0,263

0,281

0,295

0,305

0,320

0,330

0,059

0,139

0,200

0,243

0,275

0,299

0,317

0,332

0,353

0,368

0,058

0,136

0,196

0,242

0,277

0,305

0,326

0,344

0,370

0,389

0,055

0,130

0,186

0,231

0,267

0,297

0,323

0,346

0,384

0,414

Таблица 6

Значения коэффициента k_t

z, м	Коэффициент k_t, 1/°С, при температуре T₀ - T_bf, °C
	-2,5	-3	-3,5	-4	-5	-6	-8	-10
0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0	0,408 0,327 0,316 0,307 0,299 0,295 0,289 0,288 0,287	0,377 0,295 0,279 0,269 0,263 0,259 0,255 0,252 0,251	0,353 0,266 0,251 0,241 0,235 0,231 0,227 0,225 0,223	0,333 0,242 0,227 0,218 0,213 0,208 0,204 0,202 0,200	0,301 0,206 0,192 0,184 0,178 0,174 0,170 0,168 0,167	0,277 0,179 0,166 0,158 0,153 0,150 0,146 0,144 0,143	0,243 0,143 0,131 0,124 0,120 0,117 0,114 0,112 0,111	0,218 0,118 0,108 0,102 0,098 0,096 0,094 0,092 0,091
Обозначение, принятое в табл. 6: z - расстояние от верхней поверхности вечномерзлых грунтов до рассматриваемого уровня.

Среднее дополнительное давление p_o должно удовлетворять условию (8), при этом значение k_f определяется по табл. 3 в зависимости от толщины грунтовой прослойки под фундаментом h_s и размеров подошвы l и b. Значение s_u определяется из испытаний образцов льда на одноосное сжатие при температуре T_max (п. 4.10) на уровне кровли льда.

СНиП 2.02.04-88 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ - Расчет осадок оснований, сложенных сильнольдистыми грунтами и подземным льдом Приложение 7

Содержание материала