Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) Читать онлайн бесплатно стр. 61

4.15(20 прил.2). Коэффициент

входящий в формулу (179)(18 прил.2), в зависимости от суммарного вертикального напряжения

на рассматриваемой глубине принимается равным:

0,8 при

=0,05 МПа (0,5 кгс/см

)

и 0,6 при

=0,3 МПа (3 кгс/см

а при промежуточных значениях

- по интерполяции.

4.16(21 прил.2). Суммарное вертикальное напряжение

на глубине

от подошвы фундамента рис.62(4 прил.2) определяется по формуле

, (183(21 прил.2))

где

- вертикальные напряжения соответственно от нагрузки фундамента и от собственного веса грунта;

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

, (184(22 прил.3))

где

- коэффициент, принимаемый по табл.96(6 прил.2).


250 × 268 пикс. Открыть в новом окне

Рис.62. Схема к расчету подъема основания при набухании грунта

Таблица 96(6 прил.2) Коэффициент

	Коэффициент при отношении длины к ширине замачиваемой площади , равном
	1	2	3	4	5
0,5	0	0	0	0	0
1	0,58	0,5	0,43	0,36	0,29
2	0,81	0,7	0,61	0,5	0,4
3	0,94	0,82	0,71	0,59	0,47
4	1,02	0,89	0,77	0,64	0,53
5	1,07	0,94	0,82	0,69	0,77

4.17(22 прил.2). Нижняя граница зоны набухания

рис.62(5 прил.2):

а) при инфильтрации влаги - принимается на глубине, где суммарное вертикальное напряжение

п.4.15(21 прил.2) равно давлению набухания

;

б) при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима - определяется опытным путем (при отсутствии опытных данных принимается

=5 м).

4.18. При наличии подземных вод нижняя граница зоны набухания принимается на 3 м выше начального уровня подземных вод, но не ниже установленного указаниями п.4.17а (22 прил.2).

Пример. Расчет подъема фундамента размером 1х1 м под центральную колонну каркасного здания размером в плане 12х24 м.

Давление по подошве квадратного фундамента равно 0,2 МПа, а глубина его заложения

=1 м. Основанием фундаментов служат набухающие глины, залегающие слоем толщиной 15 м от поверхности и подстилаемые пылеватыми песками. Удельный вес глин равен 20 кН/м

, а давление набухания по лабораторным испытаниям

=0,35 МПа.

В процессе эксплуатации возможно увлажнение водой в пределах всего здания. При этом отношение сторон замачиваемой площади

=24/12=2.

Разбиваем основание ниже подошвы фундамента на 11 слоев грунта толщиной 1 м и определяем суммарное напряжение, действующее в середине каждого слоя при набухании грунта. Для первого слоя, примыкающего к подошве фундамента, вычислим значение коэффициента

. Середина этого слоя расположена на глубине

=0,5+1=1,5 м. Тогда при

=1,5/12=0,12 значение

=0. Для этого слоя напряжение от фундамента равно:

=200·0,7=140 кПа, а

=10 кПа.

В табл.97 приведены величины, используемые при определении

, а также коэффициент условий работы

, находимый для каждого слоя грунта по указаниям п.4.15(20 прил.2).

Таблица 97

Средняя глубина рассматриваемого слоя , м			, кПа	, кПа	, кПа	, кПа
0,5	0,12	0	140	10	-	150	0,72
1,5	0,21	0	36	30	-	66	0,82
2,5	0,29	0	14	50	-	64	0,80
3,5	0,37	0	7	70	-	77	0,79
4,5	0,46	0	5	90	-	95	0,78
5,5	0,54	0,04	3	110	5	118	0,75
6,5	0,63	0,13	1	130	20	151	0,72
7,5	0,71	0,21	-	150	36	186	0,69
8,5	0,79	0,29	-	170	55	225	0,66
9,5	0,88	0,38	-	190	80	27	0,62
10,5	0,96	0,46	-	210	105	315	0,59

На глубине 11,5 м от подошвы фундамента суммарное давление примерно равно давлению набухания грунта данного состояния. Поэтому толщину зоны набухания принимаем равной 11 м от подошвы фундамента.

Для определения зависимости

были испытаны в компрессионных приборах 6 образцов (с четырехкратной повторностью). Эти образцы замачивались под давлением 7 (вес штампа прибора); 50; 100; 200; 300; 400 кПа.

Значения относительного набухания для характерных давлении приведены в табл.98.

Таблица 98

, кПа	70	80	96	120	150	190	230	270	320
, %	3,2	3	2,4	2	1,8	1,7	1,3	1	0,7

Величину подъема фундамента определим по формуле (179)

=100(1,8·0,72+3·0,82+3,2·0,8+3·0,79+2,4·0,78+2·0,75+ 1,81·0,72+1,7·0,69+1,3·0,66+1·0,62+0,7·0,59)0,01=16,4 см, где 0,01 - коэффициент, учитывающий переход величины

от процентов к доле единицы.

Пример. Расчет подъема ленточного фундамента под внутреннюю несущую стену здания при экранировании поверхности набухающего грунта.

Здание имеет размер в плане 12х24 м. Ширина подошвы ленточного фундамента 1,5 м, давление по подошве 0,15 МПа; глубина заложения

=1,5 м.

Основанием служат хвалынские набухающие глины, залегающие слоем толщиной 4 м и подстилаемые пылеватыми песками. Покровные отложения представлены суглинками с удельным весом 18 кН/м

. Удельный вес хвалынских набухающих глин равен 18 кН/м

, удельный вес частиц 27 кН/м

, а коэффициент пористости 0,83. Уровень грунтовых вод находится на глубине

=10 м от подошвы ленточного фундамента.

За счет экранирования поверхности увеличение влажности грунта возможно в пределах всего здания и тем самым отношение сторон зоны увеличения влажности равно:

=24/12=2, а значение коэффициента

в пределах зоны увеличения влажности (

м) в соответствии с табл.96 равно нулю, так как при

=4 м

4+1,5)/12<0,5.

Разбиваем основание ниже подошвы фундамента на слои толщиной 0,5 м и определяем суммарные напряжения, действующие в середине каждого слоя при набухании грунта за счет экранирования поверхности.

Для определения значений равновесной влажности слоя

для заданных значений уровня подземных вод и суммарного давления необходимо располагать зависимостью

. Для хвалынских глин эта зависимость по экспериментальным данным аппроксимируется в виде:


229 × 24 пикс. Открыть в новом окне

при

;


209 × 24 пикс. Открыть в новом окне

при

Для удобства эти зависимости следует представить графически в координатах

В табл.99 приведены величины, используемые при определении

Таблица 99

Сред- няя глу- бина рас- смат- ривае- мого слоя , м	, кПа	, кПа	, кПа	, см
0,25	29	124	153	1102	2102	2077	3,32	0,309	0,206	0,103	0,69
0,75	38	103	141	1015	2015	1940	3,29	0,311	0,278	0,033	0,70
1,25	47	78	125	900	1900	1775	3,25	0,314	0,290	0,024	0,72
1,75	56	62	118	851	1851	1676	3,22	0,315	0,288	0,027	0,73
2,25	65	50	114	827	1827	1602	3,21	0,316	0,310	0,006	0,74
2,75	74	42	115	831	1831	1556	3,19	0,317	0,300	0,017	0,74
3,25	83	36	119	857	1857	1532	3,18	0,3175	0,305	0,0125	0,75
3,75	92	31	123	886	1886	1511	3,18	0,3175	0,307	0,0105	0,75

Величину подъема ленточного фундамента определяем по формуле (179) (18 прил.2), в которой значения

принимаются по формуле (181) (20 прил.2). Тогда для приведенных в табл.99 значений

, найденных для восьми слоев грунта общей толщиной H=4 м, и при постоянных значениях коэффициента пористости

=0,83 и

=0,50 м получим:

=[2/(1+0,83)]50(0,103·0,69+0,033·0,7+0,024·0,72+0,027·0,73+0,006·0,74+0,017·0,74+0,0125·0,75+0,0105·0,75)=9 см.

Пример. Расчет подъема поверхности при сезонных изменениях влажности набухающего грунта.

Амплитуда сезонных перемещений поверхности набухающего грунта

вследствие сезонного изменения его влажности с

до

может определяться по формуле (179) (18 прил.2), в которой за значения относительного набухания с использованием формулы (181) (20 прил.2) принимается