Файл: Ушкалов, В. П. Строительство в условиях пучинистых и слабых грунтов Севера.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 26
Скачиваний: 0
угольной подошвы фундамента, см (I на рис. 3 не обо
значено) ; |
|
Нф — глубина заложения |
фундамента от отметки планиров |
ки (подсыпки или срезки), см; |
|
h — глубина заложения |
фундамента от отметки поверхно |
сти природного рельефа, см; р — среднее фактическое давление на грунт под подошвой
фундамента от нормативных нагрузок, не превышаю щее нормативного давления R н, кГ/см2;
р6— природное (бытовое) давление в грунте на отметке подошвы фундамента, кГ/см2 (давление от веса грун тов, лежащих между отметками подошвы фундамента и природного рельефа);
Ръг — природное давление |
в грунте в |
горизонтальном сече |
||
нии, расположенном на глубине z ниже подошвы фун |
||||
дамента, кГ/см2 |
(давление от веса грунта, |
лежащего |
||
в пределах глубины h+z от поверхности природного |
||||
рельефа); |
|
|
|
|
рг — дополнительное |
(к |
природному) |
давление |
в грунте |
(кГ/см2) в горизонтальном сечении, расположенном на глубине z ниже подошвы фундамента, определяемое по
формуле |
|
рг = а ( р — р6), |
(44) |
где а — коэффициент изменения дополнительного |
давления в |
грунте, учитывающий форму подошвы фундамента, а опреде ляется по табл. 13 в зависимости от т = — и п— —.
Сжимаемая толща основания для фундамента (с заданными размерами в плане, глубиной заложения и установленным дав лением от нормативных нагрузок на грунт) принимается при определении величины деформаций основания S до той глуби ны z' ниже подошвы фундамента, на которой удовлетворяется условие
Pz' = 0,2/?бг |
(45) |
с точностью до ±0,05 кГ/см2.
Определение величины осадки отдельных фундаментов или фундамента с учетом влияния давлений в основании, вызван ных нагрузкой от соседних фундаментов, проводится в следую щем порядке:
а) контуры фундамента наносятся на геологический разрез основания;
б) основание фундаментов разделяется на горизонтальные слои, однородные по сжимаемости, толщина которых не долж на превышать 0,4 минимальной ширины рассчитываемых фун даментов;
в) по расчетной схеме, приведенной на рис. 3, вычисляются нормальные давления ph возникающие на границах выделен ных слоев основания;
з В. П. Ушкалов |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 13 |
||
|
|
|
|
Значения коэффициента а |
|
|
|
|
|||||
|
Прямоугольная подошва фунда |
|
Прямоугольная подошва фунда |
||||||||||
|
мента с отношением сторон « = 1:Ь |
|
мента с отношением сторон п=*(2Ь |
||||||||||
х/Ь |
Схема I |
|
Схема |
I I |
z/b |
|
Схема I |
|
Схема I I |
||||
|
|
3 |
10 и |
I |
3 |
10и |
|
|
|
10 и |
|
3 |
10и |
|
I |
более |
более |
|
I |
3 более |
I |
более |
|||||
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1,5 |
0,22 0,37 |
0,43 0,18 |
0,35 |
0,4 |
||
0,125 0,97 0,98 |
0,98 0,98 |
0,99 |
0,99 |
2 |
0,06 0,2 |
0,28 0,11 |
0,24 |
0,31 |
|||||
0,25 |
0,93 0,95 |
0,95 0,95 |
0,97 |
0,97 |
2,5 |
0,02 0,09 |
0,18 0,08 |
0,19 |
0,26 |
||||
0,375 0,83 0,88 |
0,88 0,8 |
0,88 |
0,88 |
3 |
— |
0,05 |
0,12 0,05 |
0,13 |
0,21 |
||||
0,5 |
0,75 0,84 |
0,84 0,7 |
0,82 |
0,82 |
3,5 |
— |
0,03 |
0,08 0,04 |
0,11 |
0,19 |
|||
0,75 |
0,6 |
0,73 |
0,73 0,46 |
0,68 |
0,68 |
4 |
— |
0,02 |
0,06 0,03 |
0,08 |
0,16 |
||
1 |
0,46 0,58 |
0,6 |
0,34 |
0,53 |
0,55 |
4,5 |
— |
-- 1 |
0,04 0,03 |
0,07 |
0,15 |
||
1,25 |
0,33 0,47 |
0,51 0,26 |
0,44 |
0,48 |
5 |
— |
— |
0,03 0,02 |
0,05 |
0,13 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
6 |
- |
— |
— |
— |
0,02 0,1 |
|
|
П р и м е ч а н и е . |
Схема I |
принимается |
для грунтов средней сжимаемо |
|||||||||
сти при средней величине относительного сжатия |
6 ^=0,005— 0,05, толщине |
сжи |
|||||||||||
маемого слоя z >b . Схема II |
соответствует расчетной схеме распределения |
дав |
|||||||||||
ления в грунте как упругоуплотненном изотропном теле бесконечной толщины, согласно принятому в СНиП П-Б. 1— 62.
г) |
устанавливается величина |
сжимаемой |
зоны, согласно |
формуле (45); |
|
фундамента S |
|
д) |
производится расчет осадки |
отдельного |
|
(см) |
по формуле |
|
|
|
Я = |
1 |
(46) |
|
1 |
|
|
где п — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща ос нования; pi — полусумма вертикальных нормальных давлений, кГ/см2, возникающих на верхней и нижней границах г-го слоя от давления, передаваемого фундаментом, р-, вычисляются по. формуле (44). Если в пределах сжимаемой толщи грунты одно родны или приведены к среднему с модулем Еср, величина нор мального давления определяется как рср и величина осадки принимается по формуле
S = P ^ 4 ~ h . |
(47) |
^ср |
|
ПРИМЕР РАСЧЕТА ОСАДКИ ФУНДАМЕНТА
Требуется определить осадку фундамента с размерами сто
рон |
по |
подошве а-Ь = 1,5 -3,0 |
м. Среднее давление на грунт |
|||
2,0 |
кГ/см2. Глубина |
заложения Нф~ 2,0 м. |
Грунты основания:- |
|||
|
1) до отм. — 2,8 |
м супесь |
аллювиальная, водонасыщенная. |
|||
Чч=2,70; |
Ко= 1,8 г/см3. По табл. 2, формула |
(6), |
||||
|
|
W = 0,91 |
1,01 |
и,У1 |
|
|
|
|
|
|
" 1,01 |
|
|
34
v _____ Ъ - - |
Ь8 |
= 1,36 г/сы3; |
7сь ~~ 1 + W |
1 + 0,32 |
|
e = - £ - - l = r S |
“ 1 = |
1 * 9 8 - 1 = |
0,98; |
|
Тск |
1’°° |
|
|
|
W0 |
= W ^ - = 0,32 ^ |
= 0,44; |
|
|
0 |
Тв |
|
1 |
|
То,= (1 - И ^ „ )- То= |
(1 -0 ,4 4 )-1 ,8 =1 ,0 |
т/м3; . |
||
по табл. 11 £' = 80 кГ/см2; 2) до отм. —4,3 м суглинок аллювиальный, влажный, ту-
гопластичный. 4 , = 2,71; |
|
|
г/см3. |
|
W = |
|
О,87 — |
= О,22; |
|
7°к = |
Т + 0 |
,'22 |
= 1,48 г,/см3; |
|
в = ^ |
|
— 1 |
= |
1 ,8 3 ^ 1 = 0,83; |
1,48 |
|
|
|
|
5 = 0 ,6 ; по табл. 12 £ = 7 3 кГ/см2.
Бытовое давление на уровне грунтовых вод Рб = 0,18-1,0= =0,18 кГ/см2; на уровне подошвы фундамента: на отм. — 2,0 м
рб= 0 ,18+0,1-1,0=0,28; |
на отм. — 2 , 8 м рб= 0 ,28 + 0 ,1 -0 ,8 = |
= 0,36; на отм. — 4,1 |
м р6 = 0,36+ 0,18-1,3 = 0,59 кГ/см2. На |
этом уровне р^0,2 рб; 0,68-0,59=0,2-0,59, т. е. эта отметка является границей сжимаемой толщи.
Схема распределения давления под фундаментом показана на
рис. |
4 , а величины давлений на горизонтальных сечениях в грун |
||
те приведены в табл. 14. |
|||
Величина осадки |
опреде |
||
ляется по формуле |
(46). |
||
о |
1,/2 + 1,22 |
оа |
0,8 |
S = |
------ 2--------80’ 80 + |
||
, |
1,22 + 0,09 |
4оп° ’ 8 _ |
|
+2 ' li3U70 —
= 1,2 + 1 ,0 = 2 ,2см.
Величину осадки мож но также получить путем
определения коэффициен
тов сжимаемости супеси
и суглинка по формуле
Рис. 4. К расчету осадки фундамента.
Схема распределения давления под фунда ментом: 1— поверхность природного рель
ефа; |
г — уровень грунтовых вод; |
з — по |
|
дошва |
фундамента; 4 |
— нижняя |
граница |
|
сжимаемой |
толщи. |
|
3* |
35 |
Т а б л и ц а 14
Величины давлений на горизонтальных сечениях в грунте
а/Ь |
2г, |
Ф |
а |
Pi, |
P6i, |
Pi - |
|
- т , |
|||||||
С М |
кГ/см2 |
кГ/см* |
|||||
|
|
|
|
|
|
кГ/см2 |
|
2 |
0 |
0 |
1,00 |
2,00 |
0,28 |
1,72 |
|
2 |
80 |
0,53 |
0,79 |
1,58 |
0,36 |
1,22 |
|
2 |
210 |
1,40 |
0,34 |
0,68 |
0,59 |
0,09 |
(47), исходя из выражения (34):
Ei = ± .
1 а.
г
Для супеси а ,= (0,007-0,9-0,97 + 0,004) =0,01,
^ = (Щ = 80 кГ/см*.
Для суглинков а ,= (0,006-0,85-0,83+0,007) =0,011,
0,8
Ei = 0,011 = 73 кГ/см2.
Здесь 0,9 и 0,85 — переходные коэффициенты от е, к ео,- соот ветственно для супеси и суглинка. Подставим эти величины в формулу (47). Получим
С |
1,72+ 1,22 ОЛ0,8 |
, |
1,22 + 0,09 |
• 130 ^ = 1,2 + 0,9 = 2,1 см. |
5== |
------2-------- 80 80 |
+ |
2 |
|
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ДЕФОРМАЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
При возведении сооружений на сжимаемых грунтах необхо димо предвидеть, что возникнут осадки сооружений. По Б. Д. Васильеву [2], для жилых домов массового строительства грунты оснований можно считать малосжимаемымп при сред
ней |
осадке менее 5 см, среднесжимаемыми — при |
осадке |
5— |
15 |
см и сильносжимаемыми — при осадке более |
15 см. |
Эта |
оценка условна, так как средние равномерные осадки, как бы велики они ни были, не будут вызывать дополнительных уси лий в элементах сооружений. В практике строительства извест ны равномерные средние осадки 40— 50 см, а старых зданий — до 70 см, причем не нарушалась прочность и устойчивость здания и дополнительных усилий не возникало. Но так как грунтовый массив основания может быть неоднородным (в за висимости от размеров здания), то, помимо средних осадок, необходимо знать максимальные и минимальные отклонения от
36
Т а б л и ц а 15
Предельные величины деформаций основания фундаментов зданий и со
оружений Snp |
|
|
|
|
|
Snp оснований из грунтов |
|||
Нормируемые величины |
песчаных, |
Г Л И Н И С Т Ы Х |
||
|
глинистых |
при £>0 |
||
|
при £<0 |
|
|
|
Разность осадок фундаментов (перекос) зда |
|
|
|
|
ний: |
|
|
|
|
для железобетонных п стальных рамных |
|
|
|
l |
конструкций.......................................... |
0,002 |
1 |
0,002 |
|
для крайних рядов колонн с кирпичным |
|
|
|
|
заполнением ф ахверка ......................... |
0,0007 1 |
0,001 l |
||
для конструкций, в которых не возника |
|
|
|
|
ет дополнительных усилий при неравно |
|
|
|
l |
мерной осадке фундаментов................. |
0,005 |
1 |
0,005 |
|
Относительный прогиб (перегиб) несущих |
|
|
|
|
стен многоэтажных зданий: |
|
|
0,0007 h |
|
крупнопанельных бескаркасных . . . . |
0,0005 h |
|||
крупноблочных и кирпичных неармиро- |
|
|
|
|
ванных ................................................. |
0,0007 |
h |
0,001 |
h |
крупноблочных и кирпичных армирован |
|
|
|
|
ных железобетонными пли армокирпич- |
|
|
0,0013 h |
|
ными поясам и........................................ |
0,001 |
k |
||
Крен сплошных или кольцевых фундамен |
|
|
|
|
тов высоких жестких сооружений (дымо |
|
|
|
|
вые трубы, водонапорпые башни, силос |
|
|
|
|
ные корпуса и т. п.) при наиболее не |
|
|
|
|
выгодном сочетании нагрузок, в долях |
|
|
|
h |
пролета здания . . . ......................... |
0,004 |
h |
0,004 |
|
Продольный уклон подкрановых путей мос |
|
h |
0,004 |
h |
товых кранов ......................................... |
0.004 |
|||
Поперечный укйон подкрановых путей . . |
0,003 |
l3 |
0,003 |
l3 |
Примечание. I — расстояние между осями фундамента; I, — длина из
гибаемого участка стены; 12— пролет подкранового пути; h — пролет моста крана.
йих в пределах здания. Эта неравномерность количественно оценивается величиной коэффициента изменчивости сжимае мости основания а 0, представляющего собой отношение ^макс/^минКоэффициент ао практически может иметь значения от 1,3 до 3.
П р и м е р. При допущения средней осадки от 10 до 30 см найдем допустимое сочетание значений бср, Еср и ао при тол щине сжимаемой зоны Н = 10 м и среднем давлении в основа
нии рср=1,5 кГ/см2. При £ ^ = 4 0 |
кГ/см2, 8ср = |
= 0,03,. |
|
Srp = 0,03-1000=30 см; при ао=1,5 |
отклонение от средней осад |
||
ки будет составлять ±2 0 % , |
т. е. 5,мак0=36 см, iS,mil==24 см. При |
||
£ Cp = 120 кГ/см2, бср = ~±20~ |
= |
*5СР = 0,01 • 1000= 10 см; при |
|
ао=2,4 отклонение от Scp будет составлять ±4 0 % , |
т. е. 5макс = |
||
= 14 см, 5 МИ„ = 6 см. |
|
|
|
37