Расчетное сопротивление грунта основания

Расчетное сопротивление грунта основания - среднее давление под подошвой фундамента R, которое не допускается превышать.

Считается, что при таком превышении под краями фундамента будет наблюдаться существенное развитие областей пластической деформации, то есть областей, в которых грунт будет в предельно напряженном состоянии, а это нарушит изначально принятую линейную зависимость между напряжениями и деформациями. Поэтому принимается ограничительное условие р <= R. Для предва­рительного определения размеров подошвы фундамента величина R находится по физическим характеристикам грунта основания. Затем для принятых размеров подошвы фундамента производится провер­ка получаемой величины давления р. В качестве определяющих расчетное сопротивление R принимаются прочностные характе­ристики грунта: угол внутреннего трения ϕ и удельное сцепление с. Области с предельным состоянием не должны по глубине пре­вышать 1/4 ширины подошвы фундамента. Расчет производится по формуле (7) главы СНиП:

γ_с1 и γ_с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3;

k - коэффициент, принимаемый равным: k ₁=1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями, и k ₁=1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1;

М_g , М_q , M_c - коэффициенты, принимаемые по табл. 4;

k_z - коэффициент, принимаемый равным:при b < 10 м - k_z =1, при b ³ 10 м - k_z = z₀ / b +0,2 (здесь z₀ =8 м);

b - ширина подошвы фундамента, м;

g_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³ (тс/м³);

g^/_II - то же, залегающих выше подошвы;

с_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м²);

d ₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала,

h_cf - толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³ (тс/м³);

d_b - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается d_b = 2 м, при ширине подвала B > 20 м - d_b = 0).

Примечания:

1. Формулу (7) допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, принимается

2. Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (7), допускается принимать равными их нормативным значениям.

3. Расчетное сопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием.

4. Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать на 15 %.

5. Если d ₁ > d (d - глубина заложения фундамента от уровня планировки) в формуле (7) принимается d ₁ = d и d_b = 0.

Причины вызывающие осадки фундаментов

При определенных условиях осадки фундаментов S можно представить как сумму следующих составляющих:

S = S1 + S2 + S3+ S4,

где S1 - осадка уплотнения; S2 - осадка разуплотнения; S3 - осадка неупругого деформирования; S4 - осадка расструктуривания.

S1 Осадки уплотнения возникают вследствие уменьшения объема пор от давлений, передаваемых на основание через подошву фундамента. Уплотнение грунта проявляется при напряжениях в грунте, когда они более его структурной прочности. Если осадки уплотнения окажутся различными для фундаментов в пределах одного и того же здания, то возникает их неравномерность. Поэтому необходимо так запроектировать фундаменты, чтобы разность осадок была бы менее предельно допустимой.

S2 Разуплотнение проявляется при разработке котлованов и выражается в поднятии их дна. Деформации s₂ носят упругий характер и считаются обратимыми при загрузке основания весом фундамента и внешней нагрузкой, не превышающей веса вынутого грунта.

S 3 Эти осадки возникают при образовании в грунте сдвигов. Если придерживаться требований СНиП, то допускается развитие в грунте зон сдвига (зон пластического деформирования) на глубину не более 1/4 ширины фундамента. Образование этих зон и приводит к возникновению осадок неупругого деформирования S3.

Прочность грунта в пределах этих зон уменьшается и фундамент получает дополнительную осадку. Величину осадки можно опре­делить только с использованием решений нелинейной теории упру­гости и пластичности.

S4 Явление нарушения естественной структуры грунта называется расструктуриванием. Данное явление наблюдается при разработке котлованов тяжелыми механизмами, при промерзании и оттаивании грунтов, их набухании и замачивании. Разрушение структурных связей увеличивает сжимаемость грунтов, что и является причиной возникновения осадки расструктуривания.