Расчет деформации основания по методу послойного суммирования

Этот метод предполагает, что основание состоит из отдельных слоев, каждый из которых обладает собственными значениями характеристик де- формационных свойств, и что дополнительные напряжения в границах слоя, определяемые по схеме линейно-деформируемого полупространства, также постоянны и равны средним значениям.

Нормативными документами (СНиПом) метод послойного суммирования рекомендован в качестве обязательного для расчета осадок фундаментов шириной менее 10 м, а также в случаях, если в пределах сжимаемой толщи не имеется слой грунта расчетной толщины с модулем деформации Ед > 10 МПа. Деформация грунтов оснований при этом рассматривается в условиях невозможности бо­кового расширения. Указанным условиям соответству­ет решение одномерной задачи, представленное формулой (1), в ко­торой вместо давления р0 следует принять среднее значение дополнительного нормального напряжения в х-м слое - бzp,i. В результате расчетная формула примет вид

(1)

где s - конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

β - безразмерный коэффициент, принимается равным 0,8 для всех видов грунтов;

h _i - толщина i-го слоя; Е _i - модуль деформации грунта i-го слоя;

n - число слоев, на которое разбивается сжимаемая толща основания;

Расчет осадки производится в такой последовательности:

а) на геологический разрез наносят контуры фундамента;

Толщу основания делят на слои толщиной в пределах 0,4 ширины подошвы фундамента (h_i<= 0,4b);

в) вычисляют значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на границах выделенных слоев и строят эпюру напряжений б_zg;

г) определяют дополнительные вертикальные напряжения б_zp на границах слоев и строят эпюру напряжений

д) определяют положение нижней границы сжимаемой толщи, принимая ее на глубине z= Нc, где выполняется условие б_zp =0,2 б_zg. Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи окажется в слое грунта с. модулем деформации Е < 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z=Н_c

Определяется конечная осадка фундамента суммированием осадок отдельных слоев по формуле (1).

Расчет осадки обычно производится в табличной форме. В формуле (1) модуль деформации грунта в границах геологическо­го слоя обычно принимается постоянным. Его значение подлежит опреде­лению испытанием в полевых условиях стандартными штампами. Для расче­тов осадок зданий и сооружений II и III классов допускается принимать его значение по табл. 1.4, 1.5. В случаях использования результатов компрессионных испытаний модуль деформации грунта определяется по формуле Е=B/m _v с учетом корректирующего коэффициента m, При этом значение коэффициента сжимае­мости грунта вычисляется в интервале давлений 0,1 - 0.2 МПа по фор­муле m₀=(e1-e2)/(p1-p2)=(e1-e2)/p. В этом случае рас­четная формула (6.23) представится в виде

(2)

Если основание сложено сильносжимаемыми грунтами (m ₀ >0,5 МПа), целесообразно значение коэффициента относительной сжимаемости грунта mvi в формуле (2) определять по значению m0 в интервале действую­щих в i-м слое напряжений: от начального природного

до полного () без учета корректирующего коэффициента m. При этом, как показывают исследования осадок в натуре, точность расчета повы­шается.