Сжимающие напряжения в грунте от соседних фундаментов и загруженных площадей определяются по методу

Обновлено: 12.05.2024

где N, A, gmt, W - то же, что и в формуле (5.11).

5.6.30. При наличии на полах сплошной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q краевые и средние эпюры давления по подошве следует увеличивать на нагрузку q (см. рисунок 5.1).

Нагрузку на полы промышленных зданий q допускается принимать равной 20 кПа, если в технологическом задании на проектирование не указывается большее значение этой нагрузки.

Определение осадки основания фундаментов

5.6.31. Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6) определяют методом послойного суммирования по формуле

где b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

szp,i - среднее значение вертикального нормального напряжения (далее - вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.6.32), кПа;

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

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

szg,i- среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.6.33), кПа;

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

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

При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2.


DL - отметка планировки; NL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента: WL - уровень подземных вод; В.С - нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn - глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа, b - ширина фундамента; р - среднее давление под подошвой фундамента; szg и szg.0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; szp и szp.0- вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; szg,i - вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глубине z от подошвы фундамента; Нс - глубина сжимаемой толщи

1. При отсутствии опытных определений модуля деформации Ee,i для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать Ee,i = 5Ei.

2. Средние значения напряжений szp,i и szg,i в i-м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя.

3. При возведении сооружения в отрываемом котловане следует различать три следующих значения вертикальных напряжений: szg - от собственного веса грунта до начала строительства; s - после отрывки котлована; sz - после возведения сооружения.

4. При определении средней осадки основания фундамента все используемые в формуле (5.16) величины допускается определять для вертикали, проходящей не через центр фундамента, а через точку, лежащую посередине между центром и углом (для прямоугольных фундаментов) или на расстоянии rс = (r1 + r2)/2 от центра, где r1 - внутренний, а r2 - внешний радиус круглого или кольцевого фундамента (для круглого фундамента r1 = 0).

5. Расчет осадок свайных фундаментов выполняется с учетом дополнительных указаний СП 24.13330.

5.6.32. Вертикальные напряжения от внешней нагрузки s = sz - s зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на, грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения szp, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле




szp = ap, (5.17)

где a - коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от относительной глубины ξ, равной 2z/b;

р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа.

5.6.33. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента szg = szg - szu, кПа, на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле

где a - то же, что и в 5.6.32;

szg.0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой szg.0 = g' · d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой szg,0 = g' · dn, где g' - удельный вес грунта, кН/м 3 , расположенного выше подошвы; d и dn, м, - см. рисунок 5.2).

При этом в расчете szg используются размеры в плане не фундамента, а котлована.

5.6.34. При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (5.16) не учитывать второе слагаемое.

5.6.35. Если среднее давление под подошвой фундамента p £ szg.0, осадку основания фундамента s определяют по формуле

где b, szp,i, hi, Ee,i и n - то же, что и в формуле (5.16).

5.6.36. Вертикальные напряжения от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента szp,c, кПа, по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяют по формуле

szp,c = ap/4, (5.20)

где a - коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от значения ξ = z/b;

p - то же, что и в формуле (5.17).

5.6.37. Вертикальные напряжения szp,a, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с давлением по подошве, равным p), определяют алгебраическим суммированием напряжений szp,cj, кПа, в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (см. рисунок 5.3) по формуле

5.6.38. Вертикальные напряжения szp,nf, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади (включая вес обратной засыпки) определяют по формуле

где szp - то же, что и в формуле (5.17), кПа;

szp,ai - вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок;

k - число влияющих фундаментов или нагрузок;

ξ Коэффициент a для фундаментов
круглых прямоугольных с соотношением сторон η = l/b, равным ленточных (η ³ 10)
1,0 1,4 1,8 2,4 3,2
1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
0,4 0,949 0,960 0,972 0,975 0,976 0,977 0,977 0,977
0,8 0,756 0,800 0,848 0,866 0,876 0,879 0,881 0.881
1,2 0,547 0,606 0,682 0,717 0,739 0,749 0,754 0,755
1,6 0,390 0,449 0,532 0,578 0,612 0,629 0,639 0,642
2,0 0,285 0,336 0,414 0,463 0,505 0,530 0,545 0,550
2,4 0,214 0,257 0,325 0,374 0,419 0,449 0,470 0,477
2,8 0,165 0,201 0,260 0,304 0,349 0,383 0,410 0,420
3,2 0,130 0,160 0,210 0,251 0,294 0,329 0,360 0,374
3,6 0,106 0,131 0,173 0,209 0,250 0,285 0,319 0,337
4,0 0,087 0,108 0,145 0,176 0,214 0,248 0,285 0.306
4,4 0,073 0,091 0,123 0,150 0,185 0,218 0,255 0,280
4,8 0,062 0,077 0,105 0,130 0,161 0,192 0,230 0,258
5,2 0,053 0,067 0,091 0,113 0,141 0,170 0,208 0,239
5,6 0,046 0,058 0,079 0,099 0,124 0,152 0,189 0,223
6,0 0,040 0,051 0,070 0,087 0,110 0,136 0,173 0,208
6,4 0,036 0,045 0,062 0,077 0,099 0,122 0,158 0,196
6,8 0,031 0,040 0,055 0,069 0,088 0,110 0,145 0,185
7,2 0,028 0,036 0,049 0,062 0,080 0,100 0,133 0,175
7,6 0,024 0,032 0,044 0,056 0,072 0,091 0,123 0,166
8,0 0,022 0,029 0,040 0,051 0,066 0,084 0,113 0.158
8,4 0,021 0,026 0,037 0,046 0,060 0,077 0,105 0,150
8,8 0,019 0,024 0,033 0,042 0,055 0,071 0,098 0,143
9,2 0,017 0,022 0,031 0,039 0,051 0,065 0,091 0,137
9,6 0,016 0,020 0,028 0,036 0,047 0,060 0,085 0,132
10,0 0,015 0,019 0,026 0,033 0,043 0,056 0,079 0,126
10,4 0,014 0,017 0,024 0,031 0,040 0,052 0,074 0,122
10,8 0,013 0,016 0,022 0,029 0,037 0,049 0,069 0,117
11,2 0,012 0,015 0,021 0,027 0,035 0,045 0,065 0,113
11,6 0,011 0,014 0,020 0,025 0,033 0,042 0,061 0,109
12,0 0,010 0,013 0,018 0,023 0,031 0,040 0,058 0,106
Примечания 1. В таблице обозначено: b - ширина или диаметр фундамента, l - длина фундамента. 2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А,значения a принимают как для круглых фундаментов радиусом . 3. Для промежуточных значений ξи η коэффициенты a определяют интерполяцией.


а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего фундамента 2; б - схема расположения фиктивных фундаментов с указанием знака напряжений szp,cj в формуле (5.21) под углом j-го фундамента

5.6.39. При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью q, кПа (например, от веса планировочной насыпи), значение szp,nf по формуле (5.22) для любой глубины z определяют по формуле szp,nf = szp + q.

5.6.40. Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта szg, кПа, на границе слоя, расположенного на глубине, z от подошвы фундамента, определяется по формуле

где g' - средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

dn - м, см. рисунок 5.2;

gi и hi - соответственно удельный вес, кН/м 3 , и толщина i-го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине z от подошвы фундамента, м;

и - поровое давление на рассматриваемой границе слоя, кН/м 2 .

Для неводонасыщенных грунтов поровое давление принимается равным нулю (u = 0).

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды при коэффициенте фильтрации слоя грунта больше 1´10 -5 м/сут. и IL > 0,25 (для глинистых грунтов).

При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с коэффициентом фильтрации менее 1´10 -5 м/сут. и IL < 0,25 (для глинистых грунтов) его удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды, для определения szg в этом слое и ниже его следует учитывать давление столба воды, расположенного выше этого слоя.

5.6.41. Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине z = Нc, где выполняется условие szp = 0,5szg. При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше Hmin, равной b/2 при b £ 10 м, (4 + 0,1b) при 10 < b £ 60 м и 10 м при b > 60 м.

Если в пределах глубины Нс, найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации Е > 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 Е £ 7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Нс, то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за Нс принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие szp = 0,2szg.

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).


Учет влияния соседних загруженных площадей и фундаментов проводится на этапе определения осадки рассчитываемого фундамента (см. п. 1.1.5).

При определении осадки основания рассчитываемого фундамента с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства в первом приближении учитывается влияние всех соседних загруженных площадей и фундаментов, находящихся в пределах радиуса R = 1,2·Нс от вертикали, проходящей через центр подошвы рассчитываемого фундамента. Значение Нс принимают для рассчитываемого фундамента по условию σzp = 0,2·σzg (σzp = 0,1·σzg), в предположении, что соседние загруженных площади и фундаменты на значение σzp влияния не оказывают. Далее определяют дополнительные вертикальные напряжения σzp,nf на глубине z по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади, попавших в пределы радиуса R = 1,2·Нс, по формуле:


,

где: σzp – дополнительное вертикальное напряжение на глубине z под центром подошвы рассчитываемого фундамента; k – число влияющих фундаментов и площадей; σzp,ai – дополнительные вертикальные напряжения от влияющих фундаментов и площадей на глубине z под центром подошвы рассчитываемого фундамента, определяются методом угловых точек.

Далее определяют нижнюю границу сжимаемой толщи Нс' по условию σzp,nf = 0,2·σzg (σzp,nf = 0,1·σzg), разбивают сжимаемую толщу на элементарные слои грунта и определяют осадку рассчитываемого фундамента методом послойного суммирования, используя вместо значений σzp,i значения σzp,nf,i.

Во втором приближении дополнительно учитывается влияние всех соседних загруженных площадей и фундаментов, находящихся в пределах расстояния R' = 1,2·Нс' от вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

При определении осадки основания рассчитываемого фундамента с использованием метода эквивалентного слоя грунта (метода Цытовича) к значению основной осадки рассчитываемого фундамента, определенному в предположении, что соседние загруженных площади и фундаменты на значение осадки влияния не оказывают, добавляют значение дополнительной осадки от соседних загруженных площадей и фундаментов. Значение дополнительной осадки определяют последовательностью расчета, аналогичной методу угловых точек, только в данном случае определяется осадка точки, находящейся под углом загруженной площади.

Даны рекомендации, детализирующие основные положения по проектированию и расчету оснований и особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых в особых условиях.

Настоящее Пособие разработано к СНиП 2.02.01-83 и детализирует отдельные положения этого документа (за исключением вопросов, связанных с особенностями проектирования оснований опор мостов и труб под насыпями).

В Пособии рассмотрены вопросы номенклатуры грунтов и методов определения расчетных значений их характеристик, принципы проектирования оснований и прогнозирования изменения уровня подземных вод, вопросы глубины заложения фундаментов, методы расчета оснований по деформациям и по несущей способности, особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на региональных видах грунтов, а также расположенных в сейсмических районах и на подрабатываемых территориях.

Текст СНиП 2.02.01-83 отмечен в Пособии вертикальной чертой слева, в скобках указаны соответствующие номера пунктов, таблиц и формул СНиП.*

Пособие разработано НИИОСП им. Герсеванова (д-р техн. наук, проф. Е.А.Сорочан - разд.1, подраздел "Расчет оснований по деформациям" разд.2 ("Определение расчетного сопротивления грунта основания", "Расчет деформации оснований с учетом разуплотнения грунта при разработке котлована"), разд.4; канд. техн. наук А.В.Вронский - подразделы "Общие указания", "Нагрузки", "Расчет оснований по деформациям" ("Общие положения", "Расчет деформаций оснований" и "Предельные деформации основания"), "Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и влияния их на сооружения" разд.2; канд. техн. наук О.И.Игнатова - подразделы "Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов" и "Классификация грунтов" разд.2; канд. техн. наук Л.Г.Мариупольский - подраздел "Методы определения деформационных и прочностных характеристик грунтов" разд.2; д-р техн. наук В.О.Орлов - подраздел "Глубина заложения фундаментов" разд.2; канд. техн. наук А.С.Снарский - подраздел "Расчет оснований по несущей способности" разд.2; д-р техн. наук, проф. В.И.Крутов - разд.3; д-р техн. наук П.А.Коновалов - разд.5; канд. техн. наук В.П.Петрухин - разд.7; канд. техн. наук Ю.М.Лычко - разд.8; канд. техн. наук А.И.Юшин - разд.9; д-р техн. наук, проф. В.А.Ильичев и канд. техн. наук Л.Р.Ставницер - разд.10 при участии института "Фундаментпроект" Минмонтажспецстроя СССР (инж. М.Л.Моргулис - подраздел "Расчет оснований по несущей способности" разд.2), ПНИИИС Госстроя СССР (канд. техн. наук Е.С.Дзекцер - подраздел "Подземные воды" разд.2), МИСИ им. Куйбышева (д-р техн. наук, проф. М.В.Малышев и инж. Н.С.Никитина - подраздел "Определение осадки за пределами линейной зависимости между напряжениями и деформациями" разд.2; д-р техн. наук, проф. Э.Г.Тер-Мартиросян, канд. техн. наук Д.М.Ахпателов и инж. И.М.Юдина - подраздел "Расчет деформаций оснований с учетом разуплотнения грунта при разработке котлована" разд.2), Днепропетровского инженерно-строительного института Минвуза УССР (д-р техн. наук, проф. В.Б.Швец - разд.6) и института "Энергосетьпроект" Минэнерго СССР (инженеры Н.И.Швецова и Ф.П.Лобаторин - разд.11).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Пособие рекомендуется использовать при проектировании оснований промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений всех областей строительства, в том числе городского и сельскохозяйственного, промышленного и транспортного. В Пособии не рассматриваются вопросы проектирования оснований мостов и водопропускных труб.

5.5.38 Вертикальные напряжения , кПа, на глубине от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяют по формуле


, (5.20)


где - то же, что и в формуле (5.15), кПа;


- вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок;


- число влияющих фундаментов или нагрузок.

5.5.39 При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью , кПа (например, от веса планировочной насыпи) значение по формуле (5.20) для любой глубины определяют по формуле .

5.5.40 Вертикальное напряжение от собственного веса грунта , кПа, на границе слоя, расположенного на глубине от подошвы фундамента, определяется по формуле


, (5.21)

где - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м;


- см. рисунок 5.2, м;

и - соответственно удельный вес, кН/м, и толщина -го слоя грунта, м.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.


При определении в водоупорном слое и ниже него следует учитывать давление столба воды, расположенного выше водоупорного слоя.

5.5.41 Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине , где выполняется условие , где:

а) =0,2 при 5 м;

б) =0,5 при >20 м;

в) при м определяют интерполяцией ( и определяют по формулам (5.15) и (5.21)). При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше при м и (4+0,1) при >10 м.


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 >100 МПа).

5.5.42 При возведении нового объекта на застроенной территории дополнительные деформации оснований существующих сооружений от воздействия нового сооружения необходимо определять с учетом разгрузки от выемки грунта в котловане, вертикальной нагрузки от вновь возводимого сооружения и других факторов, используя, как правило, численные методы. Для расчета дополнительных деформаций, вызванных вертикальными нагрузками от вновь возводимого сооружения, допускается использовать расчетную схему в виде линейно-деформируемого полупространства.

При выборе метода расчета необходимо учитывать уровень ответственности существующего сооружения, конструктивные особенности и типы фундаментов нового и существующего сооружений, глубину котлована, а также метод строительства.

Определение крена фундамента

5.5.43 Крен отдельных фундаментов или сооружений в целом должен вычисляться с учетом момента в уровне подошвы фундамента, влияния соседних фундаментов, нагрузок на прилегающие площади и неравномерности сжимаемости основания.

При определении кренов фундаментов, кроме того, необходимо, как правило, учитывать заглубление фундамента, жесткость надфундаментной конструкции, а также возможность увеличения эксцентриситета нагрузки из-за наклона фундамента (сооружения).


5.5.44 Крен фундамента при действии внецентренной нагрузки определяют по формуле


где - коэффициент, принимаемый по таблице 5.7;

и - соответственно модуль деформации, кПа, и коэффициент поперечной деформации грунта основания (значение принимают по таблице 5.8); в случае неоднородного основания значения и принимают средними в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями 5.5.45;

- диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента (м), в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью принимают


.

s zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. пп. 2-4);

hi и Еi - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

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

При этом распределение вертикальных нормальных 2 напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.

1 В настоящем приложении, кроме специально оговоренных случаев, приняты следующие единицы:

для линейных величин – м (см), для сил – кН (кгс); для напряжений, давлений и модулей деформации – кПа (кгс/см 2 ); для удельного веса – кН/м 3 (кгс/см 3 ).

2 Далее для краткости слово «нормальное» опускается.

Примечание. При значительной глубине заложения фундаментов расчет осадки рекомендуется производить с использованием расчетных схем, учитывающих разуплотнение грунта вследствие разработки котлована.

2. Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: s zp – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, и s zp,c – по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяются по формулам:

s zp = a p0; (2)

s zp,c = a p0 / 4, (3)

где a - коэффициент, принимаемый по табл.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: о = 2z/b при определении уzp и о = z/b при определении уzp,c;

p0 = p - s zg,0 - дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b ? 10 м принимается р0 = р);

р - среднее давление под подошвой фундамента;

s zg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается s zg,0 = g d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой s zg,0 = g dn, где g / - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и dn – обозначены на рис.1).

Рис.1. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве DL – отметка планировки; NL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента; WL - уровень подземных вод; В,С - нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b - ширина фундамента; р - среднее давление под подошвой фундамента; р0 - дополнительное давление на основание; s zg и s zg,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; s zp и s zр,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Нс – глубина сжимаемой толщи.

Коэффициент a для фундаментов

x = 2z / b

Прямоугольных с соотношением сторон h = l / b, равным

Читайте также: