Взвешивающее действие воды и влияние на размеры фундамента.
При устройстве подземных частей зданий, глубоких фундаментов и в некоторых других случаях необходимо учитывать, что на устойчивость грунтов оказывают воздействие подземные воды, находящиеся выше, а иногда, при наличии напора, ниже дна котлована (возможно проникновение воды в подвал здания через полы). При этом большое значение имеют напорные воды, прорыв которых в котлованы и траншеи возможен через их дно.
При учете взвешивающего давления воды следует различать два рода сооружений:
а) сооружения, фундаменты и конструкции которых опущены ниже горизонта воды, располагающейся по сторонам сооружения одинаково; в этом случае на подошву фундамента передается равномерное давление воды в статическом состоянии (гидростатическое);
б) сооружения, в которых уровень воды по бокам сооружения или фундамента располагается на разных отметках (напорные); в этом случае давление воды на подошву оказывается неравномерным, и поскольку разность напоров обусловливает фильтрационное движение, явление будет гидродинамическим.
Определение характеристик физического состояния грунтов. Плотность грунта в природном состоянии. Коэффициент пористости , страница 7
— удельный вес грунта в i-ом слое; hi — мощность i-го слоя, z — глубина заложения площадки от поверхности грунта.
Для слоев грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо учитывать взвешивающее действие при условии, что их коэффициент фильтрации .
— удельный вес минеральных зерен грунта,
— удельный вес воды; е — коэффициент пористости грунта природного сложения;
6.2. Определение мощности сжимаемой толщи грунта в основании штампа прямоугольной формы и в виде полосы.
Распределение напряжений в грунте под штампами принять по заданию 5.
Схема к оценке мощности сжимаемой толщи грунта.
Граница зоны активного обжатия определяется уровнем дополнительных напряжений в грунте, не превышающим 0,2 от величины напряжений от собственного веса грунта и 0,1 для слабых грунтов и грунтов, испытывающих взвешивающее действие грунтовой воды
После определения мощности, сжимаемой толщи для прямоугольного штампа и в форме полосы выполнить их сопоставление, с целью выявления влияния формы нагрузки на положение НГСТГ.
«» — эпюра дополнительных давлений;
«» — эпюра давлений от собственного веса грунта;
НГСТГ — нижняя граница сжимаемой толщи грунта;
Нс — мощность сжимаемой толщи.
6.3. Определение осадки штампов за счет уплотнения грунтового основания.
— Эпюры дополнительных напряжений в пределах сжимаемой толщи грунта принимаются по результатам задания 5.
Схема к расчёту осадки штампа по методу послойного суммирования.
— условно выделенные слои грунта для построения эпюры ()
— Осадка в одном условно выделенном слое, сложенном однородным грунтом:
— Осадка в одном условно выделенном слое, сложенном разными грунтами:
если , то принимается ; .
— Суммарная осадка штампа определяется суммой осадок условно выделенных слоев в пределах ожидаемой толщи
— Выполнить сопоставление осадок прямоугольного штампа и штампа в виде полосы с целью выявления влияния формы подошвы.
6.4. Определение осадки штампов за счет пластических деформаций в грунте
Sy – осадка за счет уплотнения грунта под штампом принимается по 6.3.:
Pu , РНК – критическое и начальное критическое давление по подошве фундамента принимаются по заданию 4;
Р – среднее давление по подошве штампа принять:
Выполнить анализ по изменению осадок с ростом нагрузок в интервале ÷ c учетом влияния формы подошвы.
Задание 7. Определить очертание откоса котлована глубиной 4,0м в грунтовых условиях заданной строительной площадки. На поверхности грунта действует равномерно распределенная нагрузка интенсивностью q0=10КПа. Расчеты выполнить из условий обеспечения коэффициента устойчивости Ку=1,0 и 1,15. Схему расчета принять по требованиям СНиП «Основания и фундаменты».
7.1. Определение очертания предельно устойчивого откоса ()
, уточнить в зависимости от фактической мощности слоев грунта.
— напряжение от собственного веса грунта для расчетов по первой группе предельных состояний, определяются по заданию 6.1 с коэффициентом надежности ;
В обводненных грунтах на откосе, фильтрующем воду, принимается:
7.2. Определение очертания откоса с коэффициентом устойчивости Ку=1,15
Пример 1. Построить очертание предельно устойчивого откоса котлована в грунтах строительной площадки приведенной в Задании №1. Глубина котлована . Влияние грунтовой воды не учитывать. Построить очертание откоса с коэффициентом устойчивости . Для расчетов принять .
— Слои грунта небольшой мощности, границы между ними принимаются за расчетные плоскости. Величина напряжений от веса грунта и дополнительного давления:
— Построение откоса начинаем с уровня дна котлована:
Пример 2. Построить очертание предельно устойчивого откоса для котлована в Примере 1 с учетом влияния уровня грунтовой воды.
Когда необходимо учитывать взвешивающее действие воды
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды при коэффициенте фильтрации слоя грунта больше м/сут и >0,25 (для глинистых грунтов).
При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с коэффициентом фильтрации менее м/сут и 5.6.41 Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине , где выполняется условие . При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше , равной b/2 при м, (4+0,1b) при м и 10 м при b>60 м.
Если в пределах глубины , найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации Е>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 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины , то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие .