Боковой отпор грунта фундамента
Обновлено: 04.05.2024
Проектирование берегового откоса отсыпанной территории следует осуществлять в соответствии с требованиями СП 39.13330.
11.3.5 При осуществлении искусственного повышения поверхности территории необходимо обеспечивать условия естественного дренирования подземных вод. По тальвегам засыпаемых или замываемых оврагов и балок следует прокладывать дренажи, а постоянные водотоки заключать в коллекторы с сопутствующими дренами.
11.3.6 Проектирование дюкеров, выпусков, ливнеотводов и ливнеспусков, отстойников, усреднителей, насосных станций и других сооружений следует производить в соответствии с требованиями СП 32.13330.
11.3.7 Руслорегулирующие сооружения на водотоках, расположенных на защищаемых территориях, должны быть рассчитаны на расход воды в половодье при расчетных уровнях воды, обеспечение незатопляемости территории, расчетную обводненность русла реки и исключение иссушения пойменных территорий. Кроме того, эти сооружения не должны нарушать условия забора воды в существующие каналы, изменять твердый сток потока, а также режим пропуска льда и шуги.
12 Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов
12.1 Общие указания
12.1.1 Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для строящихся в зимнее время, малонагруженных, неотапливаемых и законсервированных зданий, подземных и заглубленных сооружений, линейных сооружений и коммуникаций (трубопроводов, ЛЭП, дорог, аэродромов, линий связи).
12.1.2 Противопучинные мероприятия применяют в случае, если устойчивость сооружения, рассчитываемая на действие сил пучения, не компенсируется нагрузкой от сооружения, а деформации пучения или осадки при оттаивании превышают предельно допустимые значения деформаций.
12.1.3 Морозное пучение грунтов проявляется при сезонном и многолетнем промерзании пучинистых грунтов в основании фундаментов или на контакте с их боковой поверхностью, в результате чего возникают нормальные и касательные силы пучения, приводящие к деформированию сооружений и грунтового массива.
12.2 Основные расчетные положения
12.2.1 Для проектирования мероприятий инженерной защиты зданий и сооружений от морозного пучения грунтов необходимы следующие данные:
водно-физические свойства грунтов (предзимняя влажность, влажность пределов пластичности, полная влагоемкость, коэффициент фильтрации, капиллярное поднятие);
климатические данные - среднемесячная температура воздуха в зимний период, продолжительность зимнего периода, высота и плотность снежного покрова;
12.2.2 При заложении фундаментов выше глубины сезонного промерзания грунтов расчет устойчивости проводят на воздействие нормальных и касательных сил морозного пучения, при заложении фундаментов ниже глубины сезонного промерзания расчет устойчивости проводят только на воздействие касательных сил пучения.
Расчеты устойчивости следует вести в соответствии с СП 22.13330 и СП 25.13330. Удельные касательные силы морозного пучения определяют по ГОСТ 27217.
Расчеты фундаментов по деформациям от действия морозного пучения грунтов ведут в соответствии с СП 22.13330 и СП 24.13330. Величину деформации морозного пучения определяют по ГОСТ 28622.
12.3 Мероприятия инженерной защиты
12.3.1 Противопучинистые мероприятия для зданий и сооружений назначают, если устойчивость сооружения, рассчитанная на действие сил морозного пучения, не обеспечивается нагрузкой от сооружения и силами заанкеривания фундамента в талых или мерзлых грунтах.
12.3.2 Тепломелиорация направлена на уменьшение глубины промерзания грунта возле фундамента и повышение температуры мерзлого грунта. Тепломелиоративные мероприятия заключаются в горизонтальной и вертикальной теплоизоляции фундамента, прокладке вблизи фундамента по наружному периметру подземных коммуникаций или греющего кабеля, выделяющих в грунт тепло.
12.3.3 Гидромелиоративные мероприятия сводятся к понижению уровня грунтовых вод, осушению грунтов в пределах сезонно-мерзлого слоя и предохранению грунтов от насыщения поверхности атмосферными и производственными водами. Применяют отмостки, водопонижение, открытые и закрытые дренажные системы (лотки, канавы, трубы), проектирование которых производят по СП 104.13330.
12.3.4 Конструктивные противопучинные мероприятия предусматривают повышение эффективности работы конструкций фундаментов и сооружений в пучинистых грунтах и предназначаются для:
Задача: нужно рассчитать фундаменты под протяженный трубопровод. Стойки трубопровода мет. трубы, фундамент бетонный с глубиной заложения 1.6м. До текущего момента считали как обычный столбчатый фундамент N/A+M/W
А вот с большими фундаментами, т. к. делается обратная засыпка, то получается что неизвестны характеристики грунтов и мы не можем учесть отпор грунта. Вопрос: как это учесть?
а надо ли это учитывать
Глубина заложения 1,6 м
А как с морозным пучением по боковой поверхности фундамента
(нагрузка то вертикальная малая)
Какая расчетная глубина промерзания грунтов.
Какие есть средства против морозного пучения по боковой поверхности фундаментов.
Мероприятия против морозного пучения предусмотрены, глубина промерзания учтена, 1.6м это я для примера. А насчет
, еще как надо. в хороших грунтах(да и в не очень хороших тоже) все внешние усилия гасятся как раз отпором грунта. А если его не учитывать, то чтобы погасить момент надо увеличивать размеры фундамента, тобишь его массу. очень накладно получается по бетону.
Просмотри расчет фундаментов по несущей способности
(уже не помню там вроде должен быть расчет на горизонтальную нагрузку)
Какие мероприятия предусмотрены против морозного пучения по боковой поверхности ?
| До текущего момента считали как обычный столбчатый фундамент N/A+M/W0, но здесь не учитывается отпор грунта действующий на боковую поверхность фундамента. |
Отпор грунта по боковой поверхности учитывается только когда вы считаете по I гр. предельных состояний.
СНиП 2.02.01-83* "Основания. "
| 2.2. Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний: первой - по несущей способности и второй - по деформациям. Основания рассчитываются по деформациям во всех случаях и по несущей способности - в случаях, указанных в п. 2.3. 2.3. Расчет оснований по несущей способности должен производиться в случаях, если: а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены), фундаменты распорных конструкций и т.п.), в том числе сейсмические; б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса; в) основание сложено грунтами, указанными в п. 2.61; г) основание сложено скальными грунтами. |
Если вы расчитываете основание фундамента по деформациям, для вашего случая по "Пособию по проектированию отдельно стоящих опор под технологические трубопроводы " допускается производить:
1. принимая величину зоны отрыва равной 0,33 полной площади фундамента - это эксцентриситет не более 0.28b.
2. Формулы для определения давления под подошвой меняются в этом случае ввиду отрыва. см. "Пособие. ".
3. + величину расчетного сопротивления грунта можно увеличивать:
| Наибольшее давление на грунт под краем подошвы не должно превышать при действии изгибающего момента в одном направлении 1,2R, а при действии изгибающих моментов в двух направлениях — 1,5R |
| Отпор грунта по боковой поверхности учитывается только когда вы считаете по I гр. предельных состояний. |
вот с этого момента если можно поподробнее. где посмотреть. СНиП 2.02.01-83* "Основания. " пересмотрю. устроился недавно на эту работу, сейчас вникаю. Пособие по проектированию технологических трубопроводов посмотрел, но в явном виде не увидел учета отпора по боковой поверхности. надо вникать в формулы. Отрыв подошвы не допускаем вообще. Нам так проще. Опор у меня много, нагрузки на них автоматом получаем из расчета "Старт"а, вот и пытаюсь автоматизироваить процесс, если связываться с отрывом ф-та и увеличением R программу никогда не закончу(может потом как нить).
| вот с этого момента если можно поподробнее. где посмотреть. СНиП 2.02.01-83* "Основания. " пересмотрю. устроился недавно на эту работу, сейчас вникаю |
В СНиПе расчет по несущей способности разбивается в зависимости от тангенса угла наклона равнодействующей на 2 разных расчета. (см. форм. 19) Далее см. Пособие по проектированию оснований зданий, там же и ссылка есть, если не вып. (усл. 19) на Пособие по проектированию подпорных стен.
В принципе можете посмотреть еще в справочнике Уманского есть метод (по-моему Прокофьева) как расчитывать такие конструкции, либо см. Глушков Г.И. Расчет сооружений, заглубленных в грунт. М. Стройиздат, 1977, -295 с. Но это все не СНиПовские методики. (вот такой я педант)
| вот и пытаюсь автоматизироваить процесс, если связываться с отрывом ф-та и увеличением R программу никогда не закончу |
Исходные данные
Есть подземное сооружение диаметром 10 м (колодец). Моделирую стенки пластинами. Задаю вертикальную нагрузку, нагрузку от грунта и доп. равномерную нагрузку на грунт и горизонтальную нагрузку приложенную к обрезу колодца. Мы ж понимаем, что грунта препятствует горизонтальном перемещению колодца и раскрытию колодцу, как бутону цветка.
Как задать боковой (горизонтальный) отпор грунта ??
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
По СП в вашем случае , возможно, будет действовать реактивная сила от грунта, меньшая чем давление пассивное или покоя. Это сила реакции грунта на сжатие.
Лично я считаю реактивную силу принимая коэф. постели Сz по СП 24 прил. В и контролирую величину реакции и прогиб. Возможно придётся сделать несколько расчётных схем с вариациями коэф. постели.
Балка на балку, кирпич на кирпич.
diek,
Дополню Tyhig, в каждый узел пластин ставите нелинейную пружинку. Жесткость пружинок растет с глубиной по аналогии с методикой расчета сваи на горизонтальную нагрузку. Жесткость пружины на глубине Z остается постоянной до того момента пока усилие в пружине не превысит величину R=Еп-Еа где Еа и Еп соответственно равнодействующие пассивного и активного давления на глубине Z действующие на элемент к которому приделана пружина. После превышения усилия R пружинка должна "потечь", то есть деформация увеличиваются, а реакции не растет.
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Offtop: Пружинки долго и нелинейно.
Жаль, что в скадах нет наклонных связей под углом к осям. Можно было бы аж призму выпирания в 3д объёмниками намоделировать. Интересно было бы сравнить потом с прил. В и расчётом активного давления. Хотя там ещё сцепление.
diek,
Дополню Tyhig, в каждый узел пластин ставите нелинейную пружинку. Жесткость пружинок растет с глубиной по аналогии с методикой расчета сваи на горизонтальную нагрузку. Жесткость пружины на глубине Z остается постоянной до того момента пока усилие в пружине не превысит величину R=Еп-Еа где Еа и Еп соответственно равнодействующие пассивного и активного давления на глубине Z действующие на элемент к которому приделана пружина. После превышения усилия R пружинка должна "потечь", то есть деформация увеличиваются, а реакции не растет.
Мы ж понимаем, что грунта препятствует горизонтальном перемещению колодца и раскрытию колодцу, как бутону цветка.
- вы то может и понимаете, а другие малоопытные инженеры - нет. Это как он у вас раскрывается? У вас по вертикали узлы расшиты что ли? или вам реальный, предусмотренный физикой, выпор стенок колодца внизу не нравится? А если вы нагрузку от грунта задали, то откуда возьмётся отпор грунта направленный тоже в туже сторону как и давление от грунта?
Если что, в Лире есть 3D конечные элементы - пирамидки и призмы, можно ими обложить ваш колодец, чем больше слоев - тем точнее усилия в этих 3D элементах. Е для них задать по геологии, массу у них обнулить если вес грунта задан внешней нагрузкой, по наружи для них поставить узловые жесткие связи
Балка на балку, кирпич на кирпич.
Тут не смогу сказать, не работаю с ЛИРА-САПР 2017. По аналогии с другими программами это любой элемент для которого можно задать диаграмму сила-перемещение, или деформация-напряжения
2.242. Крен заглубленного фундамента от внецентренной нагрузки с учетом его упругого защемления в грунте определяется по формуле
где (см. рис.22); , , - соответственно глубина заложения фундамента, м, площадь, м , и момент инерции, м , его подошвы;
Крен фундаментов промзданий, оборудованных мостовыми и (или) подвесными кранами, допускается определять по формуле (86). При этом коэффициент в формуле (84) принимается равным единице. В расчетах крена фундаментов опор открытых крановых эстакад принимается: для песков и супесей , для суглинков , для глин .
2.243. Краевые давления под подошвой фундамента при действии на него внецентренной нагрузки определяются по формуле
где - суммарная вертикальная сила, действующая на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах.
2.244. Реактивное сопротивление грунта по передней и задней граням фундамента определяется по формуле
где - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,2; - коэффициент надежности, принимаемый равным 1; - расчетные значения угла внутреннего трения, град., удельного сцепления, МПа и удельного веса грунта, МН/м , расположенного выше подошвы фундамента;
2.247. В проектах фундаментов, перемещения которых определены с учетом их упругого защемления в грунте, должны содержаться требования об устройстве обратных засыпок в соответствии с действующими нормативными документами. Степень уплотнения грунта обратной засыпки должна быть не менее .
Пример. Определить крен заглубленного фундамента и реактивные давления под его подошвой и по боковым поверхностям.
Постоянные нагрузки на уровне верхнего обреза фундамента: =6,4 МН, =0,08 МН ( ), МНм. Глубина заложения фундамента =4,2 м, сечение подколенника 0,9х0,9 м, размеры подошвы =3 м, =4,2 м. Соотношение сторон , относительное заглубление (рис.23).
Грунт основания - супесь пластичная со следующими характеристиками: , угол внутреннего трения =28°, =27°; =24°, удельное сцепление кПа, кПа, кПа, плотность =1,84 г/см ( кН/м ), г/см ( кН/м ), кН/м , плотность в сухом состоянии г/см , модуль деформации =21 МПа. Фундамент возводится в открытом котловане, засыпка пазух котлована предусматривается тем же грунтом с уплотнением до плотности г/см ( г/см ).
, но не менее 1,1 при ;
1,2 при увлажнении грунтов в процессе вытрамбовывания.
К.5 Несущую способность фундамента , кН, по грунту природного сложения, подстилающему уплотненную зону, определяют по формуле
 | |
| 287 × 25 пикс. Открыть в новом окне | |
где - коэффициент условий работы подстилающего неуплотненного грунта, принимаемый по таблице К.3;
- площадь поперечного сечения уплотненной зоны в месте ее наибольшего размера, м;
, , , - то же, что и в формулах (К.1) и (К.2);
, , , , - то же, что и в формуле (К.2);
- расчетное сопротивление подстилающего слоя грунта, кПа, определяемое для непросадочных грунтов по подразделу 5.5, а для просадочных грунтов - по формуле
, (К.4)
где - начальное просадочное давление, кПа;
и - напряжения от собственного веса грунта соответственно на кровле подстилающего слоя и на отметке заложения фундамента, кПа;
- коэффициент, принимаемый по таблице 5.6.
- по грунту уплотненной зоны - по формуле (К.2), в которую вместо следует подставлять площадь сечения котлована понизу;
- по грунту природного сложения, подстилающему уплотненную зону, - по формуле (К.3), в которой - площадь проекции уплотненной зоны, определяемая с учетом 12.7.7.
К.7 Несущую способность грунтов основания фундаментов в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием на горизонтальные нагрузки и моменты , кН, определяют по формуле
, (К.5)
где - коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,8;
- горизонтальная составляющая реактивного отпора грунта, кПа, определяемая по формуле (К.6);
- то же, что и в 12.7.1;
К.8 Горизонтальную составляющую реактивного отпора грунта , кПа, по уплотненным боковым стенкам вытрамбованных котлованов для монолитных фундаментов, бетонируемых враспор, принимают равной
, (К.6)
где и - коэффициенты, соответственно равные: =60 кПа; =0,4;
- среднее вертикальное напряжение в сечении фундамента на глубине 0,5, кПа.
при втрамбовывании в дно котлована жесткого материала , кПа,
при показателе текучести , равном
по боковой поверхности фундамента , кПа,
при показателе текучести , равном
, определяемого с использованием прочностных характеристик и уплотненных грунтов в водонасыщенном состоянии;
, определяемого исходя из давления на подстилающий уплотненную зону грунт природного сложения.
При этом максимальная величина расчетного сопротивления грунта основания фундамента в вытрамбованном котловане не должна превышать предельного значения, устанавливаемого в зависимости от ширины фундамента на глубине 0,5, и равного: 0,5 МПа при 0,8 м; 0,6 МПа при 1,4 м; для промежуточных значений предельное значение определяют интерполяцией.
К.10 Осадки столбчатых и ленточных фундаментов в вытрамбованных котлованах без уширения определяют по схеме двухслойного основания, состоящего из уплотненного слоя грунта толщиной и подстилающего грунта с использованием соответствующих значений модуля деформации. При этом для просадочных грунтов используют модуль деформации грунта в водонасыщенном состоянии, который для подстилающего слоя принимают в интервале изменения давления от нуля до начального просадочного давления .
Расчет осадок ленточных фундаментов производят с учетом взаимного влияния двух соседних фундаментов (по одному с каждой стороны).
К.11 Осадки фундаментов в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием определяют по К.10 без учета сжатия жесткого материала, втрамбованного в дно котлована. Размеры фундамента принимают равными размерам поперечного сечения уширенного основания из жесткого материала в месте его наибольшего уширения. Глубину заложения фундамента принимают на отметке низа уширенной части.
К.12 Несущая способность фундаментов в вытрамбованных котлованах может быть определена по результатам полевых испытаний вертикальными статическими нагрузками.
За несущую способность фундамента принимают нагрузку, при которой осадка испытываемого фундамента , мм, достигает значения, определяемого по формуле
где - предельная средняя осадка фундамента проектируемого сооружения, мм, назначаемая в соответствии с требованиями 5.5.46-5.5.50;
- коэффициент перехода от предельной средней осадки фундамента проектируемого сооружения к осадке опытного фундамента.
- для фундаментов без уширенных оснований при их ширине в среднем сечении 1,2 м =0,2, а при 1,2 м =0,3;
- для фундаментов с уширенным основанием =0,3;
- для фрагментов ленточных фундаментов, состоящих не менее чем из трех фундаментов, =0,3;
- для отдельных фундаментов, входящих в состав ленточных фундаментов, =0,2.
Читайте также: