// //
Дом arrow Научная литература arrow Фундаменты arrow № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов
№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

Лекция 10.

Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

Основания и фундаменты рассчитываются по 2 предельным состояниям

1.

По несущей способности:

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

Þ   N – заданная расчетная нагрузка на основание в наиболее невыгодной комбинации;

Þ   Рпр – несущая способность (предельная нагрузка) основания для данного направления нагрузки N;

Þ   – коэффициент условия работы основания (<1);

Þ   gq – коэффициент надежности (>1).

2.

По предельным деформациям:

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

 

Þ   Sрас. – расчетная абсолютная осадка фундамента;

Þ    № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов расчетная относительная разность осадок фундаментов;

Þ   № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментовпредельные величины, соответственно абсолютной и относительной разности осадок фундаментов (СНиП 2.02.01-83*)

Деформации грунтов. Виды и причины деформаций.

Грунты обладают как упругими, так и остаточными свойствами.

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментовПример компрессионных испытаний грунтов

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

Физические причины упругих деформаций:

-                     упругость минеральных частиц грунта;

-                     упругость воды;

-                     упругость замкнутых пузырьков воздуха.

Физические причины остаточных деформаций:

-                     уплотнение грунта;

-                     сдвиги частиц грунта;

-                     разрушение частиц в точках контакта.


Для различных грунтов соотношения между упругими и остаточными деформациями различны.

Влияние различных факторов на величину и характер деформаций.

А) Условия загружения:

                   - непрерывно возрастающая нагрузка

 

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментовСкругленная прямоугольная выноска: Выпор
грунта
Скругленная прямоугольная выноска: Линейная
 деформация

R

 
№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

S S

 

s, МПа

 
№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

Чаще всего, практически в строительстве рассматриваются линейные деформации, т.е. до напряжений, равных R.

В этом случае правомерно использовать теорию упругости и инженерные методы расчета осадок.

 

- периодически действующая нагрузка

 

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

s

 

S

 

При многократном нагружении основания общие деформации грунта стремятся к некоторому пределу.

При большом числе циклов нагружения появляются лишь упругие деформации, т.е. грунт приобретает упруго - уплотненное состояние. (Имеет практическое значение для строителей дорог, насыпей и т.д.)

Б) Деформации грунта во времени

Скругленная прямоугольная выноска: Связный грунтСкругленная прямоугольная выноска: Сыпучий грунт

S
 

t

 
№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

При уплотнении оснований скорость осадки фундамента (сооружения) зависит от скорости отжатия воды из пор грунта (фильтрационная консолидация). В последствии возникают осадки реологического характера (ползучесть скелета грунта).

Характер деформации зависит от индивидуальных свойств грунтов.

 

В) Зависимость деформации грунтов от размеров фундаментов (при прочих равных условиях).

 

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов 


При   в > 7 м (А > 50 м2) осадки меньше теоретических, т.к. активная сжимаемая зона уходит в более плотные нижние слои грунта (возрастание модуля деформации с глубиной).

                                                      

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов    в < 0,5         в » 0,5             в > 0,5    

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов
 


При в < 0,5 м деформации очень большие (возможен выпор грунта или достижение I предельного состояния)

При в » 0,5 м  - малая сжимаемая толща (осадки малы).

При в > 0,5 м – увеличение активной сжимаемой зоны – увеличение деформации в целом.                  

 

Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке.

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов 

 

 

 

 

 

 


  Р1-собственный вес грунта до  приложения нагрузки.

Р2=Р1+Р – новая нагрузка (эп. Р –const)

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментовСлой грунта будет испытывать только сжатие, без возможности бокового расширения. Это аналогично компрессионному сжатию грунта.

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов
 


  e

              e1           

                               

                                                  e2

          p1             p          p2          p кг/см2

                 

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов–коэффициент сжимаемости (tg угла наклона секущей)

Из сжимаемого слоя грунта вырезаем столбик, площадью основания F.

Допускаем, что в пределах призмы а,б,в,г объем твердых частиц грунта в процессе деформации остается неизменным, т.к.:

1.     Частицы грунта переместиться ни вправо, ни влево они не могут (деформация сжатия грунта без возможности бокового расширения – компрессия).

2.     Считаем, что частицы грунта не сжимаемы (кварц и т. д., их деформации сравнительно малы).

S = h - h¢

Объем твердых частиц в единице объема № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов;      № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

                           

                V тверд. частиц         то же после

                  до деформ.           деформации

                                                                                                                

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментовОтсюда:      № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов;   № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов -   эта  формула не удобна

Из компрессионной кривой известно:

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментовe1 - e2 = m0p;  № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов  - коэффициент относительной сжимаемости.

Подпись: S = hmvp
Тогда: № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов ;      

В практике этот расчет можно использовать при значительных площадях загружения (плотины, насыпи и т.д.).

Определение модуля деформаций (в условиях компрессии)

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов                                      P                          Из сопромата известно, что

                                                ¥

Pz                                         № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов  (1)

                                              Px                                         Pz= P;    Px= Py = № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

    Py                                                  Py

 

      Px                               

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов                                   Pz

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов - коэффициент бокового давления покоя

– относительная деформация № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

Подставляем значения в исходную формулу (1):

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов  ; т.к. Р

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов ;   № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов - модуль общей деформации грунта

Подпись:
Е0 – модуль общей деформации.

Тогда: № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов ;  № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов ;                                    

Если находим (mм) из компрессионных испытаний, то S = hmvp;

Если находим Е0  из полевых испытаний, то № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

 

Определение осадки методом послойного суммирования.

( всего существует более 20 методов)

 

Этот метод рекомендуется в СНиП (в нормах) поэтому рассматриваем его в деталях.

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов
 


hф                                                 Р

       

                                                      h1

                                       Р2                             h2

                                  Рi                                  hi

                                      Pzp=

P

1.     Строим эпюру Рzр  - дополнительных напряжений (уплотняющих давлений).

2.     Строим эпюру природных давлений Рdz. , разбив предварительно основание на слои, hi

      № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

        № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов;   № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов,

    mv  -  из   компрессионных испытаний.

     А если известно Е0, то

       № 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

    

 

Допущения при расчете по этому методу

1.     Линейная зависимость между напряжениями и деформациями.

2.     Осадки рассматриваются, исходя из max Pz – под центром фундамента.

3.     Не учитывается, как правило, слоистость напластований при построении Pz

4.     Это задача пространственная (6 компонентов напряжений), мы учитываем только Pz (5 комп. не учитываем).

5.     Не учитываем боковое расширение грунта.

6.     На некоторой глубине ограничиваем активную зону, ниже которой считаем, что грунт практически не деформируется.

Рzр

 

Pzр

 
 


            

№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов
№ 10 Деформации оснований и расчет осадок фундаментов
 


        при Е0

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.