Документы

О нас

скважин на воду, расчет водоотведения и водопотребления">водоразбора">водопотребления, очистка воды для коттеджей, согласование/утверждения документов">Деятельность

перейти к содержанию

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ¹

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ

1. Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства (п.2.40) определяется методом послойного суммирования по формуле

,                                                                     (1)

где b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

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

h_i и Е_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

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

При этом распределение вертикальных нормальных² 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/см²); для удельного веса - кН/м³ (кгс/см³).

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 = ap₀;                                                                       (2)

s_zp,c = ap₀/4,                                                                  (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 у_zp и о = z/b при определении у_zp,c;

p₀ = p - s_zg,0 - дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b ³ 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 = gd_n, где g^/ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и d_n - 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 d_n 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; Н_с - глубина сжимаемой толщи

Таблица 1

Коэффициент a

Примечания: 1. В табл. 1 обозначено: b - ширина или диаметр фундамента, l - длина фундамента.

2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А, значения a принимаются как для круглых фундаментов радиусом

3. Для промежуточных значений x и h коэффициент a определяется по интерполяции.

3. Дополнительные вертикальные напряжения s_zp,u на глубине z по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с дополнительным давлением по подошве, равным р₀), определяются алгебраическим суммированием напряжений s_zр,ci в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (рис.2) по формуле

.                                                         (4)

4. Дополнительные вертикальные напряжения s_zg,nf на глубине z по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяются по формуле

,                                                     (5)

где k - число влияющих фундаментов.

5. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта s_zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

,                                                      (6)

где g ^/ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d_n - обозначение - см. рис. 1;

g_i и h_i - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

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

При определении s_zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины.

6. Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = H_c, где выполняется условие s_zр = 0,2s_zg (здесь s_zр - дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяемое в соответствии с указаниями пп. 2 и 4; s_zg - вертикальное напряжение от собственного веса грунта, определяемое в соответствии с п. 5).

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа (50 кгс/см²) или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = H_c, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия s_zр = 0,1s_zg.

Рис. 2. Схема к определению дополнительных вертикальных напряжений s_zр,а в основании рассчитываемого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента методом угловых точек

а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего фундамента 2; б - схема расположения фиктивных фундаментов с указанием знака напряжений s_zр,cj в формуле (4) под углом i-го фундамента.

7. Осадка основания с использованием расчетной схемы линейно деформируемого слоя (см. п. 2.40 и рис. 3) определяется по формуле

,                                                           (7)

где    р - среднее давление под подошвой фундамента (для фундаментов шириной b < 10 м принимается p = p₀ - см. п. 2);

b - ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;

k_c и k_m - коэффициенты, принимаемые по табл. 2 и 3;

n -  число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщи слоя Н, определяемой в соответствии с указаниями п. 8;

k_i и k_i-1 -     коэффициенты, определяемые по табл. 4 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя соответственно

Е_i - модуль деформации i-го слоя грунта.

Примечание. Формула (7) служит для определения средней осадки основания, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой. Эту формулу допускается применять для определения осадки жестких фундаментов.

Таблица 2

Коэффициент k_c

Таблица 3

Коэффициент k_m

Таблица 4

Коэффициент k

Примечание. При промежуточных значениях x и h коэффициент k определяется по интерполяции

8. Толщина линейно-деформируемого слоя Н (рис. 3) в случае, оговоренном в п. 2.40а, принимается до кровли грунта с модулем деформации Е ³ 100 МПа (1000 кгс/см²), а при ширине (диаметре) фундамента b ³ 10 м и среднем значении модуля деформации грунтов основания Е ³ 10 МПа (100 кгс/см²), вычисляется по формуле

,                                                          (8)

где H₀ и y -  принимаются соответственно равными для оснований, сложенных: пылевато-глинистыми грунтами 9 м и 0,15; песчаными грунтами - 6 м и 0,1;

k_p - коэффициент, принимаемый равным: k_p = 0,8 при среднем давлении под подошвой фундамента р = 100 кПа (1 кгс/см²); k_p = 1,2 при р = 500 кПа (5 кгс/см²), а при промежуточных значениях - по интерполяции.

Рис. 3. схема к расчету осадок с использованием расчетной схемы основания в виде линейно деформируемого слоя.

Если основание сложено пылевато-глинистыми и песчаными грунтами, значение Н определяется по формуле

,                                                                (9)

где Н_s - толщина слоя, вычисленная по формуле (8) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами;

H_cl - суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины, равной H_cl – значению H, вычисленному по формуле (8) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами.

Значение Н, вычисленное по формулам (8) и (9), должно быть увеличено на толщину слоя грунта с модулем деформации Е < 10 МПа (100 кгс/см²), если этот слой расположен ниже Н и толщина его не превышает 0,2Н. При большей толщине слоя такого грунта, а также если вышележащие слои имеют модуль деформации Е < 10 МПа (100 кгс/см²), расчет деформаций основания выполняется по расчетной схеме линейно деформируемого полупространства.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕНА ФУНДАМЕНТА

9. Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле

,                                               (10)

где E и v - соответственно модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания (значение v принимается по п. 10); в случае неоднородного основания значения Е и v принимаются средними в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями п. 11;

k_е - коэффициент, принимаемый по табл. 5;

N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы;

е -  эксцентриситет;

а -  диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью А принимается ;

k_m - коэффициент, учитываемый при расчете крена фундаментов по схеме линейно деформируемого слоя (п. 2.40, б) при а ³ 10 м и Е ³ 10 МПа (100 кгс/см²) и принимаемый по табл.3.

Таблица 5

Коэффициент k_e

Примечание. При использовании расчетной схемы основания в виде линейно деформируемого полупространства коэффициент k_e принимается по графе, соответствующей z^/ = ¥.

10. Коэффициент Пуассона v принимается равным для грунтов: крупнообломочных - 0,27; песков и супесей - 0,30; суглинков - 0,35; глин - 0,42.

11. Средние (в пределах сжимаемой толщи Н_с или толщины слоев Н) значения модуля деформации и коэффициента Пуассона грунтов основания (и ) определяются по формулам:

;                                                       (11)

;                                                             (12)

где А_i - площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i-го слоя грунта; для схемы полупространства допускается принимать А_i = s_zp,ih_i (cм. п. 1), для схемы слоя - Ai = k_i - k_i-1 (cм. п. 7);

E_i, v_i, h_i - соответственно модуль деформации, коэффициент Пуассона и толщина i-го слоя грунта;

Н - расчетная толщина слоя, определяемая по п. 8;

n - число слоев, отличающихся значениями E и v в пределах сжимаемой толщи H_с или толщины слоя H.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОСАДОК ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ

12. Просадка грунтов s_sl основания при увеличении их влажности вследствие замачивания сверху больших площадей (см. пп. 3.2 и 3.5), а также замачивания снизу при подъеме уровня подземных вод определяется по формуле

                                                       (13)

где e_sl,i -  относительная просадочность i-го слоя грунта, определяемая в соответствии с указаниями п. 13;

h_i - толщина i-го слоя;

k_sl,i - коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п. 14;

n -  число слоев, на которое разбита зона просадки h_sl, принимаемая в соответствии с указаниями п. 16.

13. Относительная просадочность грунта e_sl определяется на основе испытаний образцов грунта на сжатие без возможности бокового расширения по формуле

,                                                     (14)

где h_n,p и h_sat,p - высота образца соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения (w = w_sat) при давлении p, равном вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки и собственного веса грунта p = s_zp + s_zg - при определении просадки грунта в верхней зоне просадки; при определении просадки грунта в нижней зоне просадки также учитывается дополнительная нагрузка от сил негативного трения (см. пп. 3.4 и 3.8);

h_n,g - высота того же образца природной влажности при p = s_zg.

Относительная просадочность грунта при его неполном водонасыщении (w_sl = w < w_sat) - e^/_sl определяется по формуле

,                                      (15)

где w - влажность грунта;

w_sat - влажность, соответствующая полному водонасыщению грунта;

w_sl - начальная просадочная влажность (п. 3.3);

e_sl -  относительная просадочность грунта при его полном водоносыщении, определяемая по формуле (14).

14*. Коэффициент k_sl,i, входящий в формулу (13):

при b = 12 м - принимается равным 1 для всех слоев грунта в пределах зоны просадки;

при b = 3 м - вычисляется по формуле

,                                                   (16)

где р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа (кгс/см²);

p_sl,i - начальное просадочное давление грунта i-го слоя, кПа (кгс/см²), определяемое в соответствии с указаниями п. 15;

р₀ - давление, равное 100 кПа (1 кгс/см²);

при 3 м < b < 12 м - определяется по интерполяции между значениями k_sl,i, полученными при b = 3 м и b = 12 м.

При определении просадки грунта от собственного веса следует принимать k_sl = 1 при H_sl = 15 м и k_sl = 1,25 при H_sl ³ 20 м, при промежуточных значениях Н_sl коэффициент k_sl определяется по интерполяции.

15. За начальное просадочное давление p_sl принимается давление соответствующее:

при лабораторных испытаниях грунтов в компрессионных приборах - давлению, при котором относительная просадочность e_sl равна 0,01;

при полевых испытаниях штампами предварительно замоченных грунтов - давлению, равному пределу пропорциональности на графике «нагрузка-осадка»;

при замачивании грунтов в опытных котлованах - вертикальному напряжению от собственного веса грунта на глубине, начиная с которой происходит просадка грунта от собственного веса.

Рис. 4. Схемы к расчету просадок основания

a - просадка от собственного веса отсутствует (не превышает 5 см), возможна только просадка от внешней нагрузки s_sl,р в верхней зоне просадки h_sl,р (I тип грунтовых условий); б, в, г, - возможна просадка от собственного веса s_sl,g в нижней зоне просадки h_sl,g, начиная с глубины z_g (II тип грунтовых условий); б - верхняя и нижняя зоны просадки не сливаются, имеется нейтральная зона h_n; в - верхняя и нижняя зоны просадки сливаются; г - просадка от внешней нагрузки отсутствует ; 1 - вертикальные напряжения от собственного веса грунта s_zg; 2 - суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса грунта s_z = s_zp + s_zg; 3 - изменение с глубиной начального просадочного давления p_sl; Н_sl - толщина слоя просадочных грунтов (просадочная толща); d - глубина заложения фундамента.

16. Толщина зоны просадки h_sl принимается равной (рис.4):

h_sl = h_sl,р - толщине верхней зоны просадки при определении просадки грунта от внешней нагрузки s_sl,p (п. 3.4), при этом нижняя граница указанной зоны соответствует глубине, где s_z = s_zp + s_zg = p_sl (рис. 4 а, б) или глубине, где значение у_z минимально, если s_z,min > p_sl (рис. 4, в);

h_sl = h_sl,g - толщине нижней зоны просадки при определении просадки грунта от собственного веса s_sl,g (пп. 3.4, 3.5), т.е. начиная с глубины z_g, где s_z = р_sl или значение s_z минимально, если s_z,min > p_sl, и до нижней границы просадочной толщи.

17. Возможная просадка грунта от собственного веса s^/_st,g при замачивании сверху малых площадей (ширина замачиваемой площади B_w меньше размера просадочной толщи Н_sl) определяется по формуле

,                                       (17)

где s_sl,g - максимальное значение просадки грунта от собственного веса, определяемое в соответствии с п. 12.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ НАБУХАЮЩИМИ ГРУНТАМИ

18. Подъем основания при набухании грунта h_sw определяется по формуле

,                                                        (18)

где e_sw,i - относительное набухание грунта i-го слоя, определяемое в соответствии с указаниями п. 19;

h_i - толщина i-го слоя грунта;

k_sw,i - коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п. 20;

n - число слоев, на которое разбита зона набухания грунта.

19. Относительное набухание грунта e_sw определяется по формулам:

при инфильтрации влаги

,                                                         (19)

где h_n -  высота образца природной влажности и плотности, обжатого без возможности бокового расширения давлением р, равным суммарному вертикальному напряжению у_z,tot на рассматриваемой глубине (значение у_z,tot определяется в соответствии с указаниями п. 21);

h_sat -  высота того же образца после замачивания до полного водонасыщения, обжатого в тех же условиях;

при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима

,                                                   (20)

где k - коэффициент, определяемый опытным путем (при отсутствии опытных данных принимается k = 2);

w_eq - конечная (установившаяся) влажность грунта;

w₀ и e₀ - соответственно начальные значения влажности и коэффициента пористости грунта.

20. Коэффициент k_sw, входящий в формулу (18), в зависимости от суммарного вертикального напряжения s_z,tot на рассматриваемой глубине, принимается равным 0,8 при s_z,tot = 50 кПа (0,5 кгс/см²) и 0,6 при s_z,tot = 300 кПа (3 кгс/см²), а при промежуточных значениях s_z,tot - по интерполяции.

21. Суммарное вертикальное напряжение s_z,tot на глубине z от подошвы фундамента (рис. 5) определяется по формуле

,                                                    (21)

где s_zр, s_zg - вертикальные напряжения соответственно от нагрузки фундамента и от собственного веса грунта;

у_z,ad - дополнительное вертикальное давление, вызванное влиянием веса неувлажненной части массива грунта за пределами площади замачивания, определяемой по формуле

,                                                         (22)

где k_g - коэффициент, принимаемый по табл. 6.

Таблица 6

Коэффициент k_g

22. Нижняя граница зоны набухания H_sw (рис. 5):

а) при инфильтрации влаги принимается на глубине, где суммарное вертикальное напряжение s_z,tot (п. 21) равно давлению набухания p_sw;

б) при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима - определяется опытным путем (при отсутствии опытных данных принимается H_sw = 5 м).

Рис. 5. Схема к расчету подъема основания при набухании грунта

23. Осадка основания в результате высыхания набухшего грунта s_sh определяется по формуле

,                                                       (23)

где e_sh,i - относительная линейная усадка грунта i-го слоя, определяемая в соответствии с указаниями п. 24;

h_i - толщина i-го слоя грунта;

k_sh - коэффициент, принимаемый равным 1,3;

n -  число слоев, на которое разбита зона усадки грунта, принимаемая в соответствии с указаниями п. 25.

24. Относительная линейная усадка грунта при его высыхании определяется по формуле

,                                                       (24)

где h_n -  высота образца грунта возможной наибольшей влажности при обжатии его суммарным вертикальным напряжением без возможности бокового расширения;

h_d - высота образца в тех же условиях после уменьшения влажности в результате высыхания.

25. Нижняя граница зоны усадки H_sh определяется экспериментальным путем, а при отсутствии опытных данных принимается равной 5 м.

При высыхании грунта в результате теплового воздействия технологических установок нижняя граница зоны усадки H_sh определяется опытным путем или соответствующим расчетом.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУФФОЗИОННОЙ ОСАДКИ

26. Суффозионная осадка s_sf основания, сложенного засоленными грунтами, определяется по формуле

,                                                                   (25)

где e_sf,i -  относительное суффозионное сжатие грунта i-го слоя при давлении р, равном суммарному вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки s_zp и собственного веса грунта s_zg, определяемое по указаниям п. 27;

h_i -  толщина i-го слоя засоленного грунта;

n -  число слоев, на которое разбита зона суффозионной осадки засоленных грунтов.

27. Относительное суффозионное сжатие e_sf определяется:

а) при полевых испытаниях статической нагрузкой с длительным замачиванием по формуле

,                                                                  (26)

где s_sf,p - суффозионная осадка штампа при давлении;

p = s_zp + s_zg;

d_p - зона суффозионной осадки основания под штампом;

б) при компрессионно-фильтрационных испытаниях по формуле

,                                                     (27)

где h_sat,p - высота образца после замачивания (полного водонасыщения) при давлении p = s_zp + s_zg;

h_sf,p - высота того же образца грунта после длительной фильтрации воды и выщелачивания солей при давлении p.

h_ng - высота того же образца природной влажности при давлении p_i = у_zg.

перейти к содержанию

скважин на воду, лицензия на недропользование, как оформить лицензию, подача документов в департамент роснедра">http://soyuzproekt.ru Бурение скважин под свайный фундамент. Бурение водопонижающих скважин (либо осущающих скважин) и обустройство их необходимым насосным оборудованием с автоматикой.