Расчёт осадок методом послойного суммирования

Разбив толщу грунта на элементарные слои, определив величину сжатия каждого элементарного слоя грунта в пределах сжимаемой толщи основания и просуммировав эти величины, получим общую осадку основания фундамента. Такой подход к решению задачи называют методом послойного (элементарного) суммирования.

Возможны два расчётных случая: сжатие элементарного слоя с возможностью бокового расширения; сжатие элементарного слоя без бокового расширения, применяющийся в СП 22.13330.2011.

На рис. 27 представлена расчётная схема метода.

Рис.27. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве DL - отметка планировки; NL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента; WL - уровень подземных вод; B.C - нижняя граница сжимаемой толщи; d и  - глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b - ширина фундамента; p - среднее давление под подошвой фундамента;  и  - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;  и  - вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;  - вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глубине z от подошвы фундамента;  - глубина сжимаемой толщи

 

Осадку основания фундамента определяют по формуле

,                                      (5.1)

где  - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

 - среднее значение вертикального нормального напряжения (далее - вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа;

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

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

 - среднее значение вертикального напряжения в i -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта, кПа;

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

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

При отсутствии опытных определений модуля деформации  для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать .

Средние значения напряжений  и  в i -м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней  и нижней  границах слоя.

При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (5.1) не учитывать второе слагаемое.

Если среднее давление под подошвой фундамента , осадку основания фундамента s определяют по формуле

,                                                     (5.2)

где , , ,  и n - то же, что и в формуле (5.1).

Порядок определения вертикальных напряжений от внешней нагрузки и от собственного веса грунта изложен в СП 22.13330.2011.

Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине , где выполняется условие . При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше , равной b/2 при b <= 10 м, (4 + 0,1b) при  и 10 м при b > 60 м.

Если в пределах глубины , найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации E > 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 E <= 7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины , то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за  принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие .

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 E > 100 МПа).