Расчет осадки фундамента мелкого заложения

Расчет осадки фундамента мелкого заложения

Значение конечной осадки фундамента определяется по методу послойного суммирования по формуле:

Где s – конечная (стабилизированная) осадка фундамента,

– осадка i – слоя грунта основания,

– безразмерный коэффициент принимаемый 0.8,

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания,

– среднее значение дополнительного напряжения в i-слое грунта,

– толщина i- го слоя,

– модуль деформации i –го слоя грунта.

Расчет осадки производится в такой последовательности:

1. На геологический разрез наносят контур фундамента,

2. Толщу основания делят на слои ах некоторой ограниченной глубины (ориентировочно 4-кратной ширины подошвы фундамента). Толщину слоем принимают 0.4 ширины фундамента ( ,

3. Вычисляют значения вертикального напряжения от собственного веса грунта на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента, по формуле:

где – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента,

– удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента,

– глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа,

– соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунта, залегающего ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, принимается с учетом взвешивающего действия воды. При определении в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды,

4. Определяют дополнительные вертикальные напряжения на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента по формуле:

Где – коэффициент принимаемый по табл. I прил.2 СНиП 5.01.01-99,

– дополнительное вертикальное давление на основание,

P – среднее давление под подошвой фундамента,

5. Устанавливают нижнюю границу сжимаемой толщи грунта основания, принимая ее на глубине z = hc, где выполняется условие:

6. Вычисляют значение деформации каждого слоя сжимаемой толщи, а затем определяют осадку фундамента суммированием деформаций отдельных слоев.

Расчет осадки фундамента Ф1:

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

Расчет осадки фундамента выполняем в табличной форме.

Расчет осадки фундамента мелкого заложения
Расчет осадки фундамента мелкого заложения Значение конечной осадки фундамента определяется по методу послойного суммирования по формуле: Где s – конечная (стабилизированная) осадка

Источник: infopedia.su

Расчет осадки фундамента мелкого заложения и стабилизации ее во времени.

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

где β – безразмерный коэффициент = 0,8, σ_zpi – среднее значение дополнительных верт-х норм-х напряжений в i – м слое грунта

h_i, E_i – соответственно толщина и модуль деформации i – го слоя грунта,

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Сжинаемую толщу грунта под подошвой фундамента делят на элементарные слои, толщиной не более 0,4 ширины подошвы фундамента. При слоистом основании каждый элементарный слой должен включать однородный грунт и не должен быть более 2м.

Для вертикали, проходящей через середину подошвы фундамента, определяют напряжения от собственного веса грунта σ_zq и дополнительные напряжения σ_zp.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине Z от подошвы фундамента, определяются по формуле

где – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента,

d_n – глубина заложения фундамента,

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

Ниже уровня подземных вод (УПВ) в песках к глинистых грунтах с JL > 0,5 учитывают взвешивавшее действие воды

где s – удельный вес грунта, w- удельный вес воды,

e – коэффициент пористости грунта.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента, действующие по оси, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле

, где α – коэффициент затухания дополнительных давлений по глубине,

P_o = P – σ_zq,о – дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента,

Р – среднее давление под подошвой фундамента,

σ_zq,о – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Нижняя граница сжимаемой, толщи основания принимается на глубине, где выполняется условие

. В случае, когда нижняя граница сжимаемой толщи заканчивается в грунтах с модулем деформации МПа, то эти грунт включается в сжимаемую толщу, а её нижнее границу переносят на глубину, где выполняется условие

DL – отметка планировки, NL – отметка поверхности природного рельефа, FL – отметка подошвы фундамента, WL – уровень подземных вод, В,С– нижняя граница сжимаемой толщи, d и dnглубина 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, Нс – глубина сжимаемой толщи.

При развитии осадки поверхности слоя грунта, загруженного сплошной нагрузкой, во времени происходит фильтрация воды либо только верх, либо вверх и вниз. При расчете осадки фундамента во времени рекомендуется принимать распределение уплотняющих напряжений по эквивалентной треугольной эпюре. При однородном грунте в пределах сжимаемой толщи рассматривают два характерных вида фильтрации воды: 1)Однородный пылевато-глинистый грунт залегает мощным слоем. Фильтрация воды развивается преимущественно вверх.

2)Слой однородного пылевато-глинистого грунта подстилается фильтрующим слоем, расположенным в нижней точке треугольной эпюры напряжений. При слоистом залегании грунтов направления фильтрации отжимаемой воды зависят от водопроницаемости слоев.

Расчет осадки фундамента мелкого заложения и стабилизации ее во времени
Расчет осадки фундамента мелкого заложения и стабилизации ее во времени. Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом

Источник: studopedia.ru

Расчет осадки фундамента мелкого заложения

Целью расчета является ограничение абсолютных или относительных перемещений (осадок) фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность. Расчетная деформация грунтового основания от полезной нагрузки не должна превышать предельно-допустимой S ≤ S_u.

Выполняем данный расчет методом послойного суммирования. Этот метод является на данный момент самым «удобным». Суть и сам расчет подробно изложен в Приложении 2 СНиП 2.02.01-83*.

Осадку фундамента методом послойного суммирования определяют как сумму осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи:

где β=0,8 – б/р коэффициент,

h_i – толщина элементарного слоя, принимаемая не более 0,4b,

E_i – модули деформации i-х слов грунта,

σ_zp,i – напряжения на подошве элементарных i-х слов грунта,

Среднее фактическое давление под фундаментом от действия вертикальных нагрузок, включая вес фундамента и грунта на его уступах P=747,92 кПа.

Строим эпюру вертикального бытового давления грунта σ_zg.

Бытовое давление грунта на планировочной отметке:

Ординаты откладываем влево от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента.

Ординаты откладываем вправо от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента.

Строим эпюру вертикальных напряжений от действия нагрузки на подошве фундамента σ_zp.

Напряжение в основании под подошвой фундамента:

Определяем ординаты эпюры дополнительного давления по формуле:

где α –коэффициент, учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления

b=1,9 м – ширина подошвы фундамента,

z_i – расстояние по вертикали от подошвы фундамента до середины i-го элементарного слоя грунта. Откладываем ординаты давлений вправо от оси.

Точка пересечения эпюр σ_zp и 0,2·σ_zg является границей сжимаемой толщи грунта, ниже которой считаем, что осадки грунтов не происходят. Расстояние от подошвы фундамента до границы сжимаемой толщи Н=4,85 м (определенное графически).

Определяем величины осадок отдельных i-х слов грунта до границы сжимаемой толщи по формуле, изложенной выше. Все результаты вычислений сводим в таблицу.

Таблица 1. Расчет осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования.

Расчет осадки фундамента мелкого заложения
Расчет осадки фундамента мелкого заложения Целью расчета является ограничение абсолютных или относительных перемещений (осадок) фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при

Источник: studopedia.org

Порядок расчета осадки фундаментов

Любое строение со временем подвержено проседанию. Фундамент здания должен осесть в расчётных пределах. Если основание дома опустилось равномерно по всей площади опирания, то расчёт осадки фундамента произведён правильно. В противном случае неравномерное проседание фундамента или свайного поля может привести к деформации несущих конструкций сооружения, что приведёт к повреждению строения. Особенно велик риск неравномерного проседания оснований большой площади опирания, поэтому необходимо точно рассчитать допустимую осадку основания здания.

Осадка фундамента

Неравномерное проседание опорных конструкций зданий и сооружений является следствием допущенных дефектов в строении фундаментов различных видов. Осадка фундамента происходит в течение некоторого времени после окончания строительства объекта. Важно, чтобы осадка основания здания была равномерной и в пределах допустимой нормы.

Существует многочисленные причины, вызывающие неравномерное опускание фундамента вследствие сжатия грунтового основания под подошвой здания. Таковыми являются:

• несанкционированная экономия материалов на возведении основания здания,
• использование низкоквалифицированного труда,
• в результате произведённого самостоятельного расчёта неверно определены глубина заложения фундамента, уровень грунтовых вод толщина промерзания почвы,
• отсутствие дренажной системы,
• неправильное определение сопротивления грунтового основания приведёт к чрезмерному проседанию основания здания.

На строительстве любого крупного объекта необходимо правильно рассчитать осадку фундамента.

В данной статье основное внимание уделено тому, как правильно сделать расчёт осадки свайного фундамента и ленточного основания здания.

Осадка фундамента

На протяжении глубины грунтового основания почва может быть неоднородна. Слои грунта могут оказаться с различными геологическими характеристиками. Для определения полной и конечной осадки строения применяют метод послойного суммирования.

Суть данного метода заключается в том, что определяют величину деформации слоёв почвы, находящихся в активной зоне воздействия нагрузки от здания. Важно, чтобы полученные данные проседания здания не превышали критических нормативных показателей.

Предельно допустимые нормы осадки фундаментов

Первоначальная просадка нового построенного сооружения (1-я категория технического состояния) на однородном грунтовом основании допустима в пределах 10 – 12 см.

При неоднородном составе грунте допустимое проседание зданий 1 категории без последствий составляет 5 см. Для домов 2 и 3 категории (строения с большим сроком эксплуатации) допустимо проседание не более 2 – 3 см.

Разрушение фундамента вследствие чрезмерной осадки дома

Любое дополнительное опускание здание чревато появлением трещин в основании и в стенах строения. Достаточно опуститься сооружению ещё на 2 см и это сразу отразится на состоянии несущих конструкций.

Расчёт осадки ленточного фундамента

Кроме метода послойного суммирования существуют различные методики определения величины проседания здания. При условиях отдельно стоящего строения с учётом сопротивления грунтового основания и других сил, только использование метода послойного суммирования будет наиболее верным расчётом.

Способ основан на создании эпюр напряжений в многослойной почве по каждой вертикальной оси.

Схемы расчётов по методу сложения усадки слоёв почвы

Определение осадки ленточного фундамента производится с целью, чтобы:

• определить величину просадку монолитной ленты с присоединёнными другими основаниями,
• выполнить точный расчёт осадки основания здания, возведённого из разных материалов,
• определить осадочный характер и физические свойства основания здания, которые связаны с изменением показателя деформации по мере увеличения глубины заложения фундамента.

Данная методика расчета определяет показатели основания по каждому сочетанию вертикальных осей, без учёта угловых переменных, используя периферийные значения и центральный показатель. Сделать это возможно при залегании по периметру основания строения равномерных структурных слоёв почвы.

Схема построения графика напряжений по группам вертикальных осей

Обозначения по СНиП 2.02.01-83:

• S — показатель осадки,
• zn – средняя величина напряжения вдоль вертикальной оси в слое «n»,
• hn, En – толщина сжатия и индекс деформации слоя «n»,
• n – удельная масса почвы в «n»,
• hn — высота слоя «n»,
• b = 0,8 – постоянный коэффициент.

Ширина ленточного монолитного фундамента – 1200 мм (b), глубина заложения составит 1800 мм (d).

Пример определения величины осадки ленточного фундамента

Общая нагрузка от веса здания на почву составит 285000 кг•м −1 •с −2 . По каждому слою отмечают такие значения:

1. Верхний слой — сухая почва (песок мелкой фракции, с показателями пористости e 1 = 0,65, плотностью y 1 = 18,70 кН/м³, индексом сжатия Е 1 = 14400000 кг•м −1 с −2) .
2. Средний слой – мокрый крупный песок с соответствующими показателями: e₂= 0,60, γ₂ = 19,20 кН/м³, Е₂ = 18600000 кг•м −1 с −2 .
3. Нижний слой грунта – суглинок с соответствующими значениями: e₃ = 0,180, y₃ = 18,50 кН/м³, Е 3 = 15300000 кг•м −1 с −2 .

Слои залегания грунта с различными показателями усадки

Результаты исследований грунта взяты в местном геолого-геодезическом управлении. Грунтовые воды на территории застройки находятся на расстоянии от поверхности земли 3800 мм. глубина залегания грунтовых вод такой величины не имеет значения даже для заглубленного фундамента здания. В этом случае воздействие грунтовых вод на осадку здания считают мизерным, то есть практически никаким.

Метод послойного суммирования базируется на исследовании всех эпюр напряжений в грунтовом массиве вдоль вертикальных осей.

Для нанесения графика эпюр и расчета критических нагрузок на грунт производят действия согласно СНиП 2.02.01-83.

В результате получают следующие показатели по каждому слою почвы: S₁ = 11,5 мм, S_{2 =} 13,7мм, S₃ = 1,6 мм.

Суммарное проседание основания здания составит:

Сравнивая полученные результаты с определёнными нормативами СНиП, делают вывод, что величина осадки не превышает предельных норм.

Расчёт осадки свайного основания

Определяют осадки свайного фундамента методом послойного суммирования.

Вид свайного основания здания

Полный расчёт осадки свайного основания выполняется проектной организацией на протяжении от нескольких дней до 2-х недель. Проектировщики пользуются специальными компьютерными программами. Человеку, не имеющему специального образования, сделать это самостоятельно практически невозможно.

Произвести расчёт осадки свайного основания небольшого частного дома можно упрощённым способом, что под силу каждому застройщику.

Используя схемы расположения различных видов свай и расчётных формул, указанных в СП 24.13330.2011, можно определить как величину осадки одиночной сваи, так и степень проседания всего свайного поля.

Применяют различные методики определения величин осадки разных типов фундаментов, в основном, для крупных объектов промышленного и гражданского назначения.

Порядок расчета осадки фундаментов
Любое строение со временем подвержено проседанию. Если основание опустилось по всей площади опирания, то расчёт осадки фундамента произведён правильно.

Источник: kakfundament.ru

Расчет осадок фундаментов мелкого заложения (основные методы)

Метод послойного суммирования. В наиболее простой постановке осадка находится только от одних вертикальных напряжений, действующих в основании по оси, проходящей через середину фундамента. После определения размеров подошвы фундамента и проверки условия (10.3) ось фундамента совмещают с литологической колонкой грунта и строят эпюру природного давления уzg. Эпюра строится по оси фундамента начиная от поверхности природного рельефа. Затем, зная природное давление на уровне подошвы фундамента уzg0, определяют дополнительное вертикальное давление (сверх природного) на грунт р0, которое иногда называют осадочным давлением, подразумевая, что существенная осадка грунта произойдет только от действия дополнительного давления: p0=pii- уzg0 .

где рп — полное давление по подошве фундамента, определенное по формуле.

Установив величину р0, строят эпюру дополнительных вертикальных напряжений в грунте уzp. Эпюру строят по точкам, для чего толщу грунта ниже подошвы фундамента делят на элементарные слои. Напряжение на границе каждого слоя определяют по формуле (5.16),

где б — коэффициент, определяемый по табл. 5.2 в зависимости от соотношений п =l /b (/ — длина, b — ширина подошвы фундамента) и т = 2z/b (г — расстояние от подошвы фундамента до точки на оси г, в которой определяется напряжение уzp. По нормам толщина элементарных слоев не должна превышать 0,4 ширины или диаметра подошвы фундамента, что, с одной стороны, повышает точность построения эпюры уzp, а с другой позволяет рассматривать эпюру распределения напряжений в пределах каждого слоя как прямоугольную и производить расчет его осадки по формуле одноосного сжатия .Ограничив сжимаемую толщу глубиной, ниже которой сжатием грунта можно пренебречь (глубина, где дополнительное давление составляет 0,2 природного давления или 0,1 в случае слабых грунтов), полную осадку основания определяют по формуле (7.13) как сумму осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи. Осадку прерывистогс фундамента, учитывая распределительную способность грунта, определяют как осадку условного сплошного ленточного фундамента (без вычета площади пустот), ширина которого равна ширине укладываемой плиты.

Расчет заканчивают проверкой выполнения условия (7.2) или (9.4).

Метод эквивалентного слоя. В этом методе пространственная задача расчета осадок сводится к эквивалентной одномерной, осадка определяется с учетом жесткости и формы подошвы фундамента и трех составляющих нормальных напряжений (уz, ух, уy) в предположении, что основание является линейно деформируемым телом. Максимальную и среднюю осадки гибкого и осадку жесткого фундамента определяют по формуле: s=pohэmv

Мощность эквивалентного слоя входящую в формуле –

где Aщ — коэффициент эквивалентного слоя, определяемый по ‘табл. 7.2 в зависимости от коэффициента Пуассона для разных , грунтов, жесткости и соотношения сторон загруженной площади n= l/b, b –ширина фундамента, м. Осадку слоистого основания методом эквивалентного слоя вычисляют приближенно, вводя в расчет средневзвешенное значение относительного коэффициента сжимаемости грунта т, в пределах сжимаемой толщи

Осадку фундамента методом эквивалентного слоя на слоистом основании рассчитывают по формуле (7.23). Метод эквивалентного слоя существенно упрощает расчет осадок фундаментов. Практика показала, что наиболее целесообразно его применять в расчетах фундаментов площадью до 20. 30 м2 при однородных или слоистых напластованиях, в которых сжимаемость отдельных слоев мало отличается друг от друга, а также в случае слабых грунтов.

Учет влияния соседних фундаментов. Если в непосредственной близости от рассчитываемого фундамента располагается еще один или несколько фундаментов, то может оказаться, что загружеиие соседних фундаментов приведет к увеличению осадки рассчитываемого фундамента. Задачу учета влияния соседних фундаментов наиболее просто можно решить, если применить метод эквивалентного слоя для угловой точки загруженной площади (см. § 7.3). Последовательность расчета в этом случае аналогична определению напряжений методом угловых точек (см. § 5.3). Для определения осадки какой-либо точки М площадь нагружения разбивается на прямоугольники таким образом, чтобы эта точка для каждого прямоугольника с равномерно распределенной нагрузкой была угловой (см. рис. 5.10). На практике чаще всего рассматривается схема, где точка М лежит вне контура загруженной площади (рис. 5.10, в). Тогда, учитывая действие фиктивной нагрузки, осадка точки s определится по формуле

Расчет осадок фундаментов мелкого заложения (основные методы)
Расчет осадок фундаментов мелкого заложения (основные методы) Метод послойного суммирования. В наиболее простой постановке осадка находится только от одних вертикальных напряжений, действующих в

Источник: vuzlit.ru