Учебное пособие фмз правленное. Проектирование оснований фундаментов мелкого заложения
 Скачать 6.35 Mb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
Краткие сведения из механики грунтов
Рассмотрим поведение грунтового основания нагруженного постепенно увеличивающейся нагрузкой p (рисунок 2).  Сила предельного сопротивления основания, сложенного дисперсными грунтами в стабилизированном состоянии, должна определяеться из условия, что соотношение между нормальными σ и касательными τ напряжениями по всем поверхностям скольжения, соответствующее предельному состоянию основания, подчиняется зависимости
где φ и c - соответственно угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта На начальной стадии постепенное увеличение нагрузки приводит к уплотнению основания за счет уменьшения пористости грунта. При этом зависимость между сжимающими напряжениями и общими деформациями с достаточной для практических целей точностью может быть принята линейной. Непосредственно под подошвой фундамента формируется уплотненное ядро. Касательные напряжения для всех площадок, проходящих через любую точку основания не превышают предельных касательных напряжений, определяемых выражением (12) и, следовательно, в основании не возникает сдвигов. Начальная фаза напряженно-деформированного состояния грунтов называется фазой уплотнения (фаза I на рис. 3). П  ри достижении некоторой нагрузки за счет расклинивающего воздействия уплотненного ядра в грунтовом основании у краев подошвы фундамента начинают образовываться зоны сдвигов (рис. 2, а). Начало образования зон сдвигов соответствует появлению таких площадок только в двух точках основания (по одной с каждой стороны от оси симметрии), для которых касательные напряжения равны предельным касательным напряжениям, определяемых выражением (12). Давление, соответствующее этому явлению, называется начальным критическим давлением и обозначается рcr. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к распространению зон сдвигов в грунтовом основании. Распространение зон сдвигов происходит по направлению наименьшего сопротивления – в стороны и вверх. Данную фазу напряженно-деформированного состояния грунтов называют фазой сдвигов (фаза II на рис. 3), а зоны сдвигов – областями предельного равновесия. Давление, при котором заканчивается фаза сдвигов, и основание с фундаментом теряет форму устойчивого равновесия, называется критерием предельного основания по условию прочности (устойчивости) или предельным давлением и обозначается pu, само явление – потерей несущей способности (устойчивости). Для фундамента мелкого заложения потеря несущей способности основания происходит следующим образом: фундамент резко проседает, а рядом с фундаментом появляются валы выпора грунта (рис. 2, б). Данная фаза напряженно-деформированного состояния грунтов называется фазой выпирания или прогрессирующего течения (фаза III на рис. 3). Начальное критическое давление находят по формуле впервые полученной Н.П. Пузыревским и Н.М. Герсевановым
где – удельный вес грунта в пределах глубины заложения фундамента, кН/м3; d – глубина заложения фундамента, м; φ и с – угол внутреннего трения, градус, и удельное сцепление, кПа, грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента. Предельное давление находят по формуле впервые полученной Прандтлем
Под расчетным сопротивлением грунта основания R понимают такое давление по подошве фундамента, при котором зоны сдвигов под подошвой фундамента развиваются на глубину 0,25b (b – ширина подошвы фундамента). Введенное ограничение позволяет вычислять осадки фундаментов с использованием линейной зависимости деформаций оснований от внешних нагрузок. Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, определяется по формуле
где с1 и с2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 15; k- коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (φ и c) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам 2 и 3; M, Mqи Mс - коэффициенты, принимаемые по таблице 16; kz- коэффициент, принимаемый при b< 10 м равным 1; kz= z0/b + 0,2, при b 10 м (здесь z0 = 8 м); b- ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной hп допускается увеличивать b на 2hп); II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;  - то же, выше подошвы фундамента; cII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
d1 - глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвалаd1 определяемая по формуле
где hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; hcf - толщина конструкции пола подвала, м; cf - расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м3; db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной более 2 м принимается db= 2 м).
Если при вычислении d1 по формуле (16) окажется, что d1 > d, (d - глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (15) принимают d1 = d и db = 0. При бетонной или щебеночной подготовке толщиной hп допускается увеличивать d1 на hп. Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов II под подошвой фундамента вычисляется на глубину 0,5b при b <10 м и глубину z = z1 + 0,1b при b 10 м (здесь z1= 4 м). Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов находится как
где II,i – удельный вес i - го слоя грунта; hi – толщина i -го слоя грунта; hi – суммарная толщина слоев грунта, для которых вычисляется осредненное значение удельного веса. Принятие в формуле (15) коэффициентов условий работы с1 и с2 больше единицы ведет развитию зон сдвигов под подошвой фундамента, больше чем на глубину 0,25b. Однако, как показывает практика строительства, это вполне допустимо для грунтов, обладающих относительно небольшой сжимаемостью, так как грунты зоны сдвигов передают (в горизонтальном направлении) давление на достаточно хорошие грунты за пределами указанной зоны. Этим и объясняется сохранение относительно линейной зависимости между нагрузкой на фундамент и его осадкой. Расчетное сопротивление грунта основания R, вычисленное по формуле (15), может быть повышено в зависимости от соотношения расчетной осадки основания s (при давлении p, равном R) и предельной осадки su (см. п.п. 4, 7.1). Рекомендуется принимать следующие значения повышенного расчетного сопротивления Rп: а) при s 0,4su Rп = 1,2 R; б) при s 0,7su Rп = R; в) при 0,7su > s > 0,4su Rп определяют интерполяцией. Указанное повышение давления не должно вызывать деформации основания свыше 80% предельных и превышать значение давления из условия расчета основания по несущей способности в соответствии с требованиями подраздела 8.
Теоретические исследования. Если обозначить среднее давление на подошву абсолютно жесткого круглого фундамента (рисунок 4) через рт,то давление в любой точке подошвы будет равно [13]
где r — радиус подошвы круглого жесткого фундамента; — расстояние от центра круглой подошвы до любой точки на граничной плоскости (при < r). П  риведенное решение показывает, что к краям жесткого фундамента давления увеличиваются и по периметру достигают бесконечно большой величины. Последнее обстоятельство не может быть в действительности, так как величина напряжений ограничена «пределом текучести» материала массива. По периметру жесткого фундамента возникнут остаточные пластические деформации, и давления будут значительно меньше теоретических. На рисунке 4 приведены теоретическая кривая (пунктир) распределения давлений под жестким круглым фундаментом и кривая (сплошная), ограниченная пределом «текучести» грунта для того же фундамента. Если жесткий цилиндрический фундамент нагружен силой Р, приложенной с эксцентрицитетом е, то, согласно решению, полученному К. Е. Егоровым, величина давлений под подошвой фундамента определяется по формуле [14]
где Р — нагрузка на весь фундамент; r — радиус подошвы фундамента; х, у — координаты рассматриваемой точки. Распределение давлений по подошве ленточного абсолютно жесткого фундамента определяется выражением [14]
где рт— среднее давление на единицу площади подошвы фундамента; у — расстояние по горизонтали от середины фундамента до рассматриваемой точки; b1— полуширина фундамента. Очевидно, что и в обоих последних случаях к краям жесткого фундамента давления увеличиваются и достигают беспредельно большой величины.  перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
.
,
,
,
,
,
,