Метод послойного суммирования. Основные допущения метода. Правила разбиения на элементарные слои. Определение границы сжимаемой толщи грунтов.

Определение осадки фундаментов методом послойного суммирования

Позволяет учитывать:

v Неоднородность грунтового основания по глубине;

v Осадку от нагрузки близлежащих сооружений;

v Деформации просадки, набухания и т.п. при наличие особых грунтов.

Основные допущения метода

v Считаем, что фундамент не обладает жесткостью.

v В пределах элементарного слоя напряжения постоянны, как по глубине, так и в пределах ширины фундамента.

Определение границы сжимаемой толщи

Глубина активной зоны сжатия H_а соответствует такой глубине, ниже которой деформациями грунта при определении осадки основания можно пренебречь

 

Методы определения сжимаемой толщи

1 метод: Основывается на сопоставлении напряжений от дополнительного давления и напряжений от собственного веса грунта.

 

где xa– коэффициент принимаемый равным 0,2 для обычных грунтов, 0,1 для слабых грунтов (E0≤5МПа) и 0,5 для гидротехнических сооружений с большей площадью опирания.

2 метод. По структурной прочности грунта (где структурная прочность грунта меньше величины сжимающих напряжений). Т.е. где выполняется условие:

 

Основные принципы проектирования оснований.

Основания и фундаменты, как и другие строительные конструкции, рассчитываются по двум группам предельных состояний (ПС):

I группа – по несущей способности и устойчивости основания;

II группа – по деформациям

При расчете по I группе – производится определение состояния, при котором может произойти потеря устойчивости основания, обрушение откосов, устойчивости подпорных стен и т.п.

При расчете по II группе ограничиваются величины абсолютных осадок, неравномерных осадок, крена, горизонтальных смещений и т.п.

Согласно СНБ 5.01.01. – 99 расчет по II группе является основным.

По I группе ПС расчеты необходимо выполнять в обязательном порядке лишь в следующих случаях:

n на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и т.п.);

n сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;

n основание сложено слабыми водонасыщенными, пылеватоглинистыми грунтами со следующими физико-механическими характеристиками:

E < 5 МПа S_r > 0,85 C_v < 107 см2/год (коэффициент консолидации);

n основание сложено скальными грунтами.

При расчете по I группе ПС предельные нагрузки на грунтовое основание определяются из условия обеспечения его устойчивости при возможном сочетании всех неблагоприятных факторов.

Условие I группы ПС можно записать в виде:

N_I < N_u

где N_I – расчетная нагрузка на уровне подошвы фундамента;

N_u – предельная нагрузка на основание, определяемая для фундаментов как предельная критическая нагрузка P^III_cr. С учетом соответствующих коэффициентов надежности, определяемых в зависимости от типа фундамента, грунтовых условий и т.п.

Расчет по деформациям (II группа) производится с целью ограничения абсолютных и относительных перемещений фундаментов над такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения в течении всего периода эксплуатации.

Основным условием соблюдения требований II группы предельных состояний является:

где - максимально допустимое значение неравномерных деформаций

- относительная неравномерная осадка фундамента

 

При полностью равномерном залегании слоев грунта в расчетах по деформациям можно ограничится определением средней осадки фундаментов всего здания.

В этом случае требования II группы предельных состояний запишутся в виде:

где - средняя осадка сооружения;

- предельная средняя осадка.

 

28. Конструктивные методы упрочнения грунтов оснований.

Конструктивные методы упрочнения оснований:

n Устройство грунтовых подушек

n Армирование грунтов

Армирование грунтов

n метод преобразования свойств грунтовой среды путем изменения условий работы грунта за счет введения различного рода искусственных элементов, обеспечивающих восприятие повышенных сжимающих и растягивающих напряжений.

Области применения:

n Упрочнение оснований насыпных земляных сооружений (песчаные подушки, насыпи, дамбы, грунтовые подпорные стены и.д.);

n Упрочнение оснований строящихся и существующих зданий;

n Противооползневое упрочнение откосов;

n Шатровое армирование грунтов над подземными выработками.

Методы армирования грунтов отличаются:

n По характеру расположения армирующих элементов - вертикальное, горизонтальное, наклонное в одном, двух и более направлениях; ячеистыми структурами; объемно-дисперсное;

n По виду армирующих элементов — геотекстилем; полимерными сетками и георешетками; волокнами, нитями; набивными, буронабивными, забивными и грунтовыми сваями; буроинъекциными сваями; анкерами.

Основные материалы применяемые для горизонтального армирования:

n Геотекстиль

n Геосетки

n Георешетки

Уплотнение грунтов.

Уплотнение грунтов – метод искусственного упрочнения оснований направленный на уменьшение пористости грунта.

Методы уплотнения

Ø поверхностное уплотнение;

Ø глубинное уплотнение и уплотнение взрывом;

Ø уплотнение статистической нагрузкой;

Ø уплотнение водопонижением.

Режимы уплотнения

n Оптимальная влажностью грунта (Wо);

n Количество ударов в одной точке (n);

n Проектное понижение дна котлована после уплотнения (Dh).

Только при соблюдении режимов уплотнения можно достичь требуемой плотности грунта

Параметры режима уплотнения устанавливается экспериментально и расчетами.

Контроль за качеством уплотнения производится при помощи параметра

 

где ρ _d,max – максимальная плотность исследуемого грунта

Обычно k_com принимается равным от 0,92÷0,98

Методы глубинного уплотнения:

• Грунтовыми сваями.

• Известковыми сваями.

• Динамическим воздействием и взрывами.

При динамическом уплотнении верхний слой основания как правило разуплотняется. Поэтому данный метод применяется совместно с поверхностным уплотнением (трамбовки, катки).