Д.4 При розрахунках осідань фундаментів, що зводять у котлованах глибиною менше ніж 5 м, допускається у формулі (Д.1) не враховувати другу складову.

Д.5 Якщо середній тиск під підошвою фундаменту р ^<5zg о> осідання фундаменту визначають за формулою

JC <J yt, і Ь;

* =(Д-4)

( = 1 ^Є,І

Де <Jzp j, h[, Eei, n - такі самі, що і у формулі (Д.1).

Д.б Розрахунки осідань системи власних фундаментів будівлі, а також з врахуванням тих, що розташовані поруч, необхідно виконувати з урахуванням взаємного впливу. Такі розрахунки виконують з використанням розрахункової схеми у вигляді лінійно-деформованого півпростору (7.6.8) і методу пошаровогого підсумовування. Осідання 5 обчислюють за формулою (Д.1), де напруження в основі від одного фундаменту azp необхідно замінити на су jj;, яке враховує також напруження від впливаючих фундаментів, де j - номер фундаменту, що розраховується. При цьому розподіл вертикальних нормальних напружень в плані і по глибині основи приймають згідно зі схемою на рисунку Д.2.

Розподіл напружень від дії тиску р під фундаментом в довільній точці А півпростору розраховують за формулою (Д.5) або з використанням методу кутових точок (Д.7)

(х + т){у+п)(х+т)(у-п)

-arctg

z^(x+m)2 +{y—n)2 +z2 (.x-m)(y +n)

^гР^~агсіК-

і z^(x+m)1 +(y+n)z +z

(x—m)(y—n)

+arctg

■-arctg-

/7222

z^(x-m)~ +(y-n) +z~zg(x-m)~+{y+n)+z

+

z(x+m)(y+n)[jx-i-m)2 +(y+n)2 +2z2J ^(х+ш)2 + z2][(y+n)2 +z2 J^x+m)2 +{y+n)2 +z2 z(x+m)(y-n)^(x+m)2 +(y-n)2 +2 z2J

[jx+m)2 +z2 J[^(y-/i)2 + z2 J д (x +ТП)2 +(y-n)2 +z2 z(x-m)(y-n)^(x-m)2 +(y-n)2 +2z2J

(Д.5)

£(x-m)2 +z2J^(y-«)2 +z2 J-J(x-m)2 +(y-n)2 +z2 z(x-m)(y+n)|jx-m)2 +(y+n)2 +2 z2J

£(x-m)? +z2J£(y+n)2 +z2 Jд/(х —tn)2 +(y+n)2 -i-z

де p - те саме, що і в (Д.2); л = 3,14159;

х, у, z - декартові координати точки А у півпросторі;

т; п - відповідно півдовжина і півширина фундаменту на контакті з основою (рисунок Д.З).

Рисунок Д.З - Прив’язка дакартової систами координат до контактної поверхні фундаменту з основою для визначення вертикальних нормальних напруженнь в довільній точці А згідно з моделлю лінійно-деформованого півпростору за формулою (Д.5)

Д.7 Вертикальні напруження від зовнішнього навантаження на глибині я від підошви фундаменту ст^р с, на вертикалі, що проходить через кутову точку прямокутного фундаменту, визначаються за формулою

агрс=ар/4,(Д.6)

деа- коефіцієнт, що приймається за таблицеюД. 1 в залежності від значення С = z / b ;

р- те саме, що і у формулі (Д.2).

Д.8Вертикальні напруження v zp и на глибинія від підошви фундаменту на вертикалі,що

проходить через будь-яку точку А (в межах або за межами фундаменту, що розглядається, з тиском попідошві,якийдорівнюєр),обчислюють методом "кутовихточок"алгебраїчнимпідсумовуваннямнапружень ст2рcjукутових точках чотирьох фіктивних фундаментів(рисунокД.4) за

формулою

4

<*гр, а =Х%,сГ(Д-7)

;=і

a - схема розташування фундаменту 1, що розраховується, і 2, що впливає; б - схема розташування фіктивних фундаментів із указівкою знака напружень a zp • у формулі (Д.6) під кутом j-ro фундаменту.

Рисунок Д.4 - Схема до визначення методом "кутових точок" додаткових вертикальних напружень сЩр а в основі фундаменту, що розраховується, з урахуванням впливу сусіднього фундаменту

Д.9 Вертикальні напруження су пр на глибині я від підошви фундаменту на вертикалі, що проходить через центр фундаменту, який розраховується, з урахуванням впливу суміжних фундаментів або навантажень на прилеглі площі, обчислюють за формулою

к

® zp,nf грzp.ai'(Д-/а)

1 = 1

десу,р- те саме, що і у формулі (Д.2);

су zp аі - вертикальне напруження від сусіднього фундаменту чи навантаження; к- кількість впливаючих фундаментів або навантажень.

При суцільному рівномірно розподіленому навантаженні на поверхні землі інтенсивністю q (наприклад, від ваги планувального насипу) значення azp аі за формулою (Д.7) для будь якої глибини визначають за формулою a nj =о zp +q .

Вертикальне напруження від власної ваги ґрунту a zg на межі шару, розташованого на глибині z

від підошви фундаменту, обчислюють за формулою

=y'dn +ХдЛ-(Д.8)

Г — І

деу'- питома вага грунту, розташованого вище підошви фундамену;

dn- див. позначення на рисунку Д. 1;

jj та hj - відповідно питома вага і товщина г-го шару ґрунту.

Питому вагу ґрунтів, що за/гягають нижче рівня підземних вод, але вище водоупору, необхідно приймати з урахуванням виважувальної дії води.

ГІри визначенні су у водотривкому шарі і нижче необхідно враховувати тиск стовпа води, який розташований вище водотривкого шару.

Д.10 Нижню межу стисливої товщі основи приймають на глибині z = Нс , де виконується умова a zp = kazg,

де а) к = 0,2 при b < 5 м; б) к = 0,5 при b > 20 м; в) при 5 < b < 20 м к визначають інтерполяцією.

а2р, стZg - визначають за формулами (Д.2), (Д.8). При цьому глибина стисливої товщі не повинна бути менше Ь/2 при b < 10 м та (4 + 0,1 Ь) при b > 10 м.

Якщо в межах глибини Нс, знайденої за вказаними вище умовами, залягає шар грунту з модулем деформації Е > 100 МПа, стисливу товщу допускається приймати до покрівлі цього грунту.

Якщо знайдена за вказаними вище умовами нижня межа стисливої товщі розташована в шарі ґрунту з модулем деформації Е < 5 МПа або такий шар залягає безпосередньо нижче глибини z - Нс , то цей шар включають у стисливу товщу, а за Нс приймають менше із значень, що відповідає підошві шару чи глибині, де виконується умова ст =0Дст .

Д.11 Для швидкого визначення величин осідань фундаментів, а також при варіантному проектуванні з метою вибору оптимальної конструкції фундаменту допускається користуватися формулою, яка базується на рішеннях лінійно-деформованого півпростору (при нижній межі стисливої товщі на глибині, де величина додаткових напружень стиску становить 0,1р) і не потребує додаткових допоміжних таблиць і графічних побудов

Г) (p~azg, o)k

(Д.9)

5 = 1,44-

Г)+1

Д.12 Для багатошарових основ величину осередненого модуля деформації Ес в межах стисливої товщі Нс обчислюють за формулою

(Д.Ю)

_ і

0,5 Я)

Де Ej

zi

Де к

  • модуль деформації і-го шару основи;
  • відстань від середини і-го шару до нижньої межі стисливої товщі основи Нс
  • глибина стисливої товщі, яку обчислюють за формулою

Нс = кЬ,(Д.11)

  • коефіцієнт, що приймають за таблицею Д.2.

Таблиця Д.2 - Коефіцієнт к

г| = ЦЬ

Круглий

фундамент

1,0

1,2

1,4

1,8

2,0

2,4

1

з,2 ;

5,0

6,0 і більше (стрічка)

к

1,8

2,0

2,2

2,4

2,8

3,0

3,4

3,8 ;

4,3

6,0

РОЗРАХУНОК КРЕНУ ФУНДАМЕНТУ

Д. 13 Крен фундаменту і за умови дії на нього позацентрового навантаження обчислюють за формулою

(Д-12)

.1—v,Ne

і= ке

Е Дя/2)3

де Е і у - відповідно модуль деформації і коефіцієнт поперечної деформації ґрунту основи;

значення у приймають згідно з ДСТУ Б.В.2.1-4. У випадку неоднорідної основи величини Е і у приймають середніми в межах стисливої товщі за формулами (Д.13), (Д.14); ке- коефіцієнт, що приймають за таблицею Д.З;

N- вертикальна складова рівнодіючої всіх навантажень на фундамент у рівні його підошви;

е- ексцентриситет;

а- діаметр круглого або сторона прямокутногофундаменту, в напрямку якої діє момент;

для фундаменту з підошвою у формі правильного багатокутника площею А приймають я = 2д/а7тг.

Таблиця Д.З - Коефіцієнт ке

моменту

1

1,2

1,5

2

3

5

10

Прямокутний з моментом уздовж більшої сторони

0,50

0,57

0,68

0,82

1,17

1,42

2,00

Прямокутний з моментом уздовж меншої сторони

0,50

0,43

0,36

0,28

0,20

0,12

0,07

Круглий

0,75

Г"

Коефіцієнт ке при r = 1/Ь

Середнє (в межах стисливої товщі Нс) значення модуля деформації Е і коефіцієнта поперечної деформації у ґрунтів основи обчислюють за формулами:

е = £а7£(Л-/£«);

/ І = І

/нс>

(Д.13)

(Д.14)

І = 1/І=І

п

V =

І=1

- площа епюри вертикальних напружень від одиничного тиску під підошвою фундаменту в межахї-го шару ґрунту; допускається приймати А- = а„р ; hi (див. Д.1);

Ej, Vj, hj - відповідно модуль деформації, коефіцієнт поперечної деформації і товщина ї-го шару ґрунту;

Нс - стислива товщина шару, яку визначають за Д. 10;

п - кількість шарів, що відрізняються значеннями Е і v в межах стисливої товщі Нс.

де А

ОБЧИСЛЕННЯ ПРОСІДАНЬ ГРУНТІВ ОСНОВИ

ДЛ4 Просідання ґрунтів ss( основи при підвищенні їх вологості внаслідок замочування зверху великих площ або при витоках із водонесучих мареж, а також замочування знизу при підйомі рівня підземних вод обчислюють для сумарних напружень від дії власної ваги грунту і розподільних навантажень від системи фундаментів за формулою

Ssi =5Хг,ЛЛ/,ї«(Д-15)

і=і

де s (J; - відносна просадочність г'-го шару ґрунту, що обчислюється згідно з формулою (Діб); hj - товщина і-го шару;

ksi, - коефіцієнт, що обраховують згідно з ДЛ6;

п - кількість шарів, на які розділена зона просідання hs[ у відповідності з літологічним перерізом і горизонтами визначення s При цьому товща шарів не повинна перевищувати 2 м, зміна сумарного напруження у межах шару не повинна перевищувати 200 кПа,

ДЛ5 Відносну просадочність ґрунту є si обчислюють на основі випробувань зразків ґрунту на стиск улабораторних умовах (ГОСТ 23161) за формулою

(Д16)

КР

де hnp та hsatp - висота зразка відповідно природної вологості і після його повного водонасичення (w = wsat) при тиску р на розрахунковій глибині, що дорівнює вертикальному сумарному напруженню від зовнішнього навантаження і власної ваги ґрунту р = a zpZg ■

Випробування виконують у діапазоні діючих сумарних напружень за методами однієї або двох кривих. Будують шкалу відносної просадочності в залежності від напружень.

У подальших розрахунках слід розрізняти просідання від власної ваги грунту sst і від навантажень системи фундаментів ss!>p (ДБН В. 1.1-5). Перша з них у розрахунках використовується для визначення деформаційних впливів на споруду, а друга - для визначення жорсткості основи, яка зменшується. Послідовність розрахунків наступна. Спочатку визначається просідання ssi, від сумарних напружень за формулою (Д.15) за значеннями sj( для a zp +&zg', потім просідання

від власної ваги грунту за формулою (Д. 15) за значеннями sj( для ст , і нарешті просідання від навантажень фундаментів, як s5^ = -s5/-Розрахунки виконують в межах просадочної товщі Hst.

Відносну просадочність ґрунту при його неповному водонасиченні (wsi < w< wsat) обчислюють за формулою

w , — ww— w ,

£5і =0,01——+85і(Д.17)

Wsat - WslWsat~Wsl

де w - природна вологість ґрунту;

wsat - вологість, яка відповідає повному водонасиченню ґрунту; wsi - початкова вологість просадочності;

є ;-відносна просадочність ґрунту при його повному водонасиченні, яку обчислюють

за формулою (Д.16).

Д.16 Коефіцієнт ksj j у формулі (Д. 15):

  • при Ь> 12 м - приймають 1 для всіх шарів ґрунту в межах зони просідання;
  • при b < 3 м - обчислюється за формулою

Кі,і =0>5+1>5(Д-Д5щ)/До •(Д-18)

д ер - середній тиск під підошвою фундаменту, кПа;

psjj - початковий тиск просідання ґрунту г-го шару, кПа, що обчислюють згідно з Д.17; р0 - тиск, що дорівнює 100 кПа;

  • при Зм<Ь<12м обчислюють інтерполяцією поміж значеннями ksjякі знайдені при Ь = 3 м та b = 12 м.

При визначенні просідання грунту від власної ваги слід приймати: к і = 1 при Hsi < 15 м, ksi = 1,25 при Hsl > 20 м, к^ - за інтерполяцією при 15 < Hsl < 20.

Д.17 За початковий тиск просідання ps[ приймають тиск, який відповідає:

  • при лабораторних випробуваннях ґрунтів у компресійних приладах (ГОСТ 23161) - тиску, за якого відносна просадочність є (( =0,01;
  • при польових випробуваннях штампами попередньо замочених ґрунтів (ДСТУ Б В.2.1-7) - тиску, який дорівнює межі пропорційності на графіку "навантаження - осідання";
  • при замочуванні ґрунтів у дослідних котлованах - вертикальному напруженню від власної ваги ґрунту на глибині, починаючи з якої відбувається просідання ґрунту від власної ваги.

Д.18 Товщину зони просідання Hsl розподіляють на дві складові, що необхідно при розробленні геотехнічних заходів захисту будівлі від можливих впливів просідання основи (рисунок Д.5):

  • hs[p - товщину верхньої зони просідання, де можливе просідання від зовнішнього навантаження ssip, при цьому нижня межа цієї зони відповідає глибині, де оу =сгzp +&zg >psl (рисунок

Д.5а,б) або глибині, де значення sst - ssig>0, якщо оу >psl (рисунок Д.5 в);

  • hsig- товщину нижньої зони просідання, де можливе просідання ґрунту від власної ваги ss[g, тобто починаючи з глибини Zg , де (5zg =psl, і до нижньої межі просадочної товщі.

Д.19 Можливе просідання ґрунту від власної ваги s'; при замочуванні зверху малих площ (ширина площі, що замочується, Вт, менша розміру просадочної товщі Н обчислюють за формулою

(Д-19)

де ss[g - максимальне значення просідання ґрунту від власної ваги, що обчислюють згідно з Д.14.

а - просідання від власної ваги ssi>g відсутнє, можливе тільки просідання від зовнішнього навантаження ssip у верхній зоні просідання h^; б, в, г - можливе просідання від власної ваги $slgY нижній зоні просідання hs[>g, починаючи з глибини zg, б - верхня і нижня зони просідання не зливаються, є нейтральна зона hn; в - верхня і нижня зони просідання зливаються і можливе їх перехрещення; г - просідання від зовнішнього навантаження відсутнє; 1- вертикальні напруження від власної ваги ґрунту а ; 2 - сумарні вертикальні напруження від зовнішнього навантаження і власної ваги ґрунту