Вы здесь: Реконструкция деревянного дома =>Основания и фундаменты =>Осадка фундамента

Осадка фундамента

Пример расчета

Ниже, в качестве примера, приведен расчет осадки основания фундамента реконструируемого деревянного дома. (см. описание фундамента и грунтовые условия на площадке строительства).

 

СП 22.13330.2011
Автор

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

s = β∑ni=1zp,I - σγ,i)hi / Ei + β∑ni=1 σzγ,Ihi / Eв,i       (5.16)


    где β - безразмерный коэффициент, равный 0,8;
    σzp,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;
    Ei - модуль деформации i -го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;
    σγ,ii- среднее значение вертикального напряжения (или см. Механика грунтов: учебное пособие) 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;
    Eв,i- модуль деформации i -го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;
    n- число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
Средние значения напряжений σzp,i и σzg,i в i-м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней z,i-1 и нижней zi границах слоя. При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2.
распределение напряжений Рисунок 5.2 - Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве
DL - отметка планировки; NL - отметка поверхности природного рельефа; FL- отметка подошвы фундамента; WL - уровень подземных вод; BC- нижняя граница сжимаемой толщи; d и dσn - глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b- ширина фундамента; p - среднее давление под подошвой фундамента; σzgzg и σzg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzp и σzg,0 - вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σγ,i - вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глубине z от подошвы фундамента; Hc- глубина сжимаемой толщи
Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов (см. 5.6.32) значения σzp, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле

σzp = αp,       (5.17)

    где α - коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от относительной глубины ξ, равной 2z/b;
    p- среднее давление под подошвой фундамента, кПа.
5.6.33 Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента σ = σzg - σzu, кПа, на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле

σ = ασzg,0 ,       (5.18)

    где α - то же, что и в 5.6.32;
    σzg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой σzg,0 = γ’d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой σzg,0 = γ’dn , где γ’ - удельный вес грунта, кН/м , расположенного выше подошвы; d и dn, м, - см. рисунок 5.2).
При этом в расчете σzg используются размеры в плане не фундамента, а котлована.
Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта σzg, кПа, на границе слоя (см.5.6.40), расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

σzg = γ’dn + ∑i=1nγihi - u        (5.23)

,
    где γ’ - средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м ;
    dn- м, см. рисунок 5.2;
    γi и hi - соответственно удельный вес, кН/м , и толщина i-го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине z от подошвы фундамента, м;
    u - поровое давление на рассматриваемой границе слоя, кН/м
Природное поровое давление в исследуемом слое грунтового массива (основания) рассчитывается по формуле

u = ρwgzwi       (Б.2 СП 23.13330.2011)

    где ρw - плотность поровой воды, т/м3;
    g – ускорение силы тяжести, м/сек2
    zw,i – глубина залегания уровня i–го слоя грунта от положения уровня грунтовых вод;
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 1х10-5 м/сут и IL<0,25 (для глинистых грунтов).
При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с коэффициентом фильтрации менее 1х10-5 м/сут и IL>0,25 (для глинистых грунтов) его удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды, для определения σzg в этом слое и ниже его следует учитывать давление столба воды, расположенного выше этого слоя.
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды γsb определяется (см.2.180. Пособие к СНиП 2.02.01-83 по формуле

γsb = (γs - γw) / (1+e)      (36)

    где (γs - удельный вес частиц грунта, принимаемый равным для песчаного грунта 26 кН/м3, для пылевато-глинистого 27 кН/м3;
    γw - удельный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3;
    е — коэффициент пористости
Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине z = Hc, где выполняется условие σzp = 0,5σzg . При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше Hmin, равной b/2 при b ≤ 10 м, (4+0,1b) при 10 < z ≤ 60 м и 10 м при b > 60 м.
    Если в пределах глубины Hc, найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации E >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 E ≤ 7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Hc, то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за Hc принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие σzp = 0,2σzg.

Источник:

 

Расчет осадки фундамента Ф-1 с учетом влияния соседнего фундамента Ф-2 см.5.6.38 СП 22.13330.2011 и 2.218 Пособие к СНиП 2.02.01-83

Решение

   
  1. Определяем среднее давления под подошвой при основном сочетании нагрузок для расчета основания фундамента реконструируемого деревянного здания по деформациям р = 88,26 кН
  2. Принимаем при ширине фундамента при b = 0,2 м высоту элементарного слоя грунта hi = hi,min / 2 = 0,04 м., учитывая, что согласно величина h, входящая в форумулу (5.16) должна быть не более 0,4 ширины фундамент: hi,min ≤ 0,4b = 0,4 × 0,2 = 0,08 м.
  3. Определяем средневэвешенный удельный вес грунта γ' слоев I и II, лежащих выше подошвы фудамента

    γ' =(γ'1h1 +γ'2h2)/(h1+h2) = (12,0×0,2 + 18,4×0,4) / (0,2×0,4) = 1,63 кН / м3

      где γ'1 и h1 - соотвственно удельный вес и толщина слоя I;
      γ'1 и h1 - соотвственно удельный вес и толщина слоя II;
  4. По формуле (5.18) находим природное напряжение на уровне подошвы фундамента:

    σzg,0 = γ’d = 18,4 кН/м3 × 0,6 м = 11,6 кПа.

  5. Интерполируя, определяем по таблице 5.8 СП 22.13330.2011 коэффициенты αi для прямоугольных фундаментов с соотношением сторон η = l/b = 0,4/0.2 = 2
По формуле (5.8) определяем величены напряжений σzg,i в элементарных слоях от собсвенного веса вышележажих слоев грунта и от внешней нагрузки σzp,i на глубине z. Нижняя границы сжимаемой толщи основания Hс определяется графическим способом как ордината точка пересечения кривой σzp с прямой 0,5σzg. Для упрощения расчета пренебрегаем снижением напряжений от собсвенного веса вынутого в котловане грунта. Результаты расчета приведены в нижеледующей таблице.

Таблица. Рассчетная величина осадки основания фундамента s, см
z,
м
ξ α(η=1,8) α(η=2,4) α(η=2,0) σzp,
кПа
σzp,ср,
кПа
σzg,
кПа
σzg,ср,
кПа
0,5σzg,ср,
кПа
s, см
0 0 1 1 1 100,30 99,06 9,76 9,95 4,97 0,02
0,04 0,4 0,975 0,976 0,975 97,82 92,51 10,52 10,89 5,45 0,02
0,08 0,8 0,866 0,876 0,869 87,19 79,92 12,03 12,60 6,30 0,02
0,12 1,2 0,717 0,739 0,724 72,65 65,88 14,30 15,05 9,13 0,01
0,16 1,6 0,578 0,612 0,589 59,11 53,47 17,18 17,57 8,69 0,01
0,2 2 0,463 0,505 0,477 47,84 43,43 21,10 22,23 11,12 0,01
0,24 2,4 0,374 0,419 0,389 39,01 35,50 25,64 26,96 13,48 0,01
0,28 2,8 0,304 0,349 0,319 31,99 29,30 30,93 32,44 16,22 0,01
0,32 3,2 0,251 0,294 0,265 26,61 24,47 36,98 38,68 19,34 0,00
0,36 3,6 0,209 0,25 0,223 22,33 20,63 43,78 45,67 22,84 0,00
Средняя осадка фундамента, см 0,10

Нижняя граница сжимаемой толщи основания Hc = 0,35 м.
Средняя осадка фундамента s = 0,10 см и относительная разность осадок Δs/Lu = 0,10/170 = 0,0006 не превышает предельных деформаций основания фундаментов здания с деревянными конструкциями на столбчатых фундаментах.
Согласно п.6.8.10 при заложении фундаментов выше расчетной глубины промерзания пучинистых грунтов (малозаглубленные фундаменты) необходимо производить расчет деформаций морозного пучения грунтов основания с учетом касательных и нормальных сил морозного пучения.

Наверх