Определение осадки основания

5.5.31. Осадку основания s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (5.5.7) определяют методом послойного суммирования по формуле

, (5.14)

где b - безразмерный коэффициент, равный 0, 8;

σ _{zp, i} - среднее значение вертикального нормального напряжения (далее - вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.5.32), кПа;

h_i - толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0, 4 ширины фундамента;

Е_i - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

σ _{zg, i} - среднее значение вертикального напряжения в i -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.5.33), кПа;

Е_{е, i} - модуль деформации i- го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;

п - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2.

Примечания

1. При отсутствии опытных определений модуля деформации E_{e, i} для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать E_{e, i} = 5Е_i

2.Средние значения напряжений σ _{zp, i} и σ _{zg, i}, в i -м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя.

3. При возведении сооружения в отрываемом котловане следует различать три следующих значения вертикальных напряжений: σ _zg - от собственного веса грунта до начала строительства; σ _zu - после отрывки котлована; σ _z - после возведения сооружения.

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; p - среднее давление под подошвой фундамента; σ _zg и σ _{zg, 0} - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σ _zg и σ _{zg, 0} - вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σ _{zg, i} - вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i -го слоя на глубине z от подошвы фундамента; Н_с - глубина сжимаемой толщи

Рисунок 5.2. - Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве

5.5.32. Вертикальные напряжения от внешней нагрузки σ _zp = σ _z - σ _zu зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения σ _zp, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле

σ _zp = a p, (5.15)

где a - коэффициент, принимаемый по таблице 5.6 в зависимости от относительной глубины ξ, равной 2z / b;

р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа.

5.5.33. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента σ _zg = σ _zg - σ _zu, кПа, на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле

σ _zg = a σ _{zg, 0}, (5.16)

где a - то же, что и в 5.5.32;

σ _{zg, 0} - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой a σ _{zg, 0} = g΄ d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой σ _{zg, 0} = g΄ d_n, где g΄ - удельный вес грунта, кН/м³, расположенного выше подошвы; d и d_n, м - см. рисунок 5.2).

5.5.34. При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (5.14) не учитывать второе слагаемое.

5.5.35. Если среднее давление под подошвой фундамента р ≤ σ _{zg, 0}, осадку фундамента определяют по формуле

, (5.17)

где b, σ _{zp, i}, h_i, E_{e, i} и n - то же, что и в формуле (5.14).

5.5.36. Вертикальные напряжения от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента σ _{zp, с}, кПа, по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяют по формуле

, (5.18)

где a - коэффициент, принимаемый по таблице 5.6 в зависимости от значения ξ = z / b;

р - то же, что и в формуле (5.15).

5.5.37. Вертикальные напряжения σ _{zp, а}, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с давлением по подошве, равным p), определяют алгебраическим суммированием напряжений σ _{zp, сj}, кПа, в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (рисунок 5.3) по формуле

. (5.19)

Таблица 5.6

ξ	Коэффициент a для фундаментов
круглых	прямоугольных с соотношением сторон η = l / b, равным	ленточных (η ≥ 10)
1, 0	1, 4	1, 8	2, 4	3, 2
	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 таблице обозначено: b - ширина или диаметр фундамента, l - длина фундамента. 2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А, значения a принимают как для круглых фундаментов радиусом r = . 3. Для промежуточных значений ξ и η коэффициенты a определяют интерполяцией.

а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего фундамента 2; б - схема расположения фиктивных фундаментов с указанием знака напряжений σ _{zp, cj} в формуле (5.19) под углом j -го фундамента

Рисунок 5.3. - Схема к определению вертикальных напряжений в основании рассчитываемого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента методом угловых точек

5.5.38. Вертикальные напряжения σ _{zp, nf}, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяют по формуле

, (5.20)

где σ _zp - то же, что и в формуле (5.15), кПа;

σ _{zp, ai} - вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок;

k - число влияющих фундаментов или нагрузок.

5.5.39. При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью q, кПа (например, от веса планировочной насыпи) значение σ _{zp, nf} по формуле (5.20) для любой глубины z определяют по формуле σ _{zp, nf} = σ _zp + q.

5.5.40. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта σ _zg, кПа, на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

, (5.21)

где g´ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³;

d_n - см. рисунок 5.2, м;

g _i и h_i - соответственно удельный вес, кН/м³, и толщина i -го слоя грунта, м.

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

При определении σ _zg в водоупорном слое и ниже него следует учитывать давление столба воды, расположенного выше водоупорного слоя.

5.5.41. Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине z = H_c, где выполняется условие σ _zp = k σ _zg, где:

а) k = 0, 2 при b ≤ 5 м;

б) k = 0, 5 при b > 20 м;

в) при 5 < b ≤ 20 м k определяют интерполяцией (σ _zp и σ _zg, определяют по формулам (5.15) и (5.21)). При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше b / 2 при b ≤ 10 м и (4 + 0, 1 b) при b > 10 м.

Если в пределах глубины Н_с, найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации Е > 100 МПа, сжимаемую толщу допускается принимать до кровли этого грунта.

Если найденная по указанным выше условиям нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Н_с, то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за Н_с принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие σ _zp = 0, 1 σ _zg.

При расчете осадки различных точек плитного фундамента глубину сжимаемой толщи допускается принимать постоянной в пределах всего плана фундамента (при отсутствии в ее составе грунтов с модулем деформации Е > 100 МПа).

5.5.42. При возведении нового объекта на застроенной территории дополнительные деформации оснований существующих сооружений от воздействия нового сооружения необходимо определять с учетом разгрузки от выемки грунта в котловане, вертикальной нагрузки от вновь возводимого сооружения и других факторов, используя, как правило, численные методы. Для расчета дополнительных деформаций, вызванных вертикальными нагрузками от вновь возводимого сооружения, допускается использовать расчетную схему в виде линейно-деформируемого полупространства.

При выборе метода расчета необходимо учитывать уровень ответственности существующего сооружения, конструктивные особенности и типы фундаментов нового и существующего сооружений, глубину котлована, а также метод строительства.