После нагружения фундамента наблюдаются горизонтальные перемещения поверхности грунта под подошвой фундамента, о расчетах таких осадок поговорим далее.
Осадка фундаментов
Проектирование фундамента, подземных конструкций ведется после того, как будет решен основный объем подготовительных работ, к этому моменту на руках и конструкторов должны быть данные об инженерно-геологических изыскания и расчетные нагрузки, которые предстоит испытывать основанию.
Для принятия решения от типе и глубине заложения фундамента учитывают следующие факторы:
- характеристики основания и состав грунта по результатам изысканий;
- нагрузки, которые приходятся на подземные конструкции;
- наличие окружающей застройки и расстояние до нее;
- наличие санитарных зон и экологических требований;
- уровень грунтовых вод;
- регион строительства и глубина промерзания грунта.
На основании этих данных выбираются тип основания (естественное или искусственное), конструкция, материал и размеры.
Осадка представляет собой естественный процесс погружения здания в грунт, размер осадки зависит от выбранного типа фундамента и основания. Осадка может быть неравномерной и равномерной. Размер осадки определяется расчетом, методом послойного суммирования. Если осадка здания оказалась больше планируемых значений или идет неравномерно, то это повод для обращения к техническим специалистам.
Элементарный слой – это условно принимаемый слой грунта, имеющий толщину 0,2-0,4 от ширины фундамента в пределах которого просто найти деформации, возникающие от сжимаемых усилий. Суммируя деформации от элементарных слоев, можно построить эпюру напряжений и найти осадку грунта.
Рисунок 1. Расчет осадок фундамента. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Этапы расчета осадок фундамента
При выполнении расчетов основания проверяются по двум группам предельных состояний, к первой группе относится состояние, которое приводит к полной потере несущей способности. Ко второй группе относится состояние, которое приводит к деформациям, затрудняющим нормальную эксплуатацию из-за образования трещин, прогибов, поворотов, колебаний.
Осадка основания рассчитывается в сечении с максимальным давлением под подошвой фундамента.
При расчетах осадок ленточного фундамента:
- анализируют исходные данные, а именно инженерно-геологические условия площадки и конструкцию фундамента, учитываются ширина фундамента, глубина заложения, среднее давление под подошвой;
- определяют вертикальные напряжения в грунте от собственного веса и дополнительного от внешней нагрузки. Для этого толщина грунта под подошвой на глубину равную четырем ширинам разбивается на элементарные слои толщиной, 0,4 от ширины фундамента. Затем определяется расстояние от подошвы до каждого элементарного слоя. Затем вычисляется напряжение от собственного веса грунта на границе основных слоев и строится эпюра напряжений от собственного веса грунта. Затем определяют напряжение от собственного веса на нижней границе и дополнительное вертикальное напряжение на верхней границе по элементарным слоям, строится эпюра дополнительных напряжений. Вертикальное напряжение определяется для каждого элементарного слоя;
- определяют границы сжимаемой зоны основания;
- выполняют расчет осадки грунтового основания, исходя из условия, что величина совместной деформации основания и сооружения будет меньше, чем предельное значение совместной деформации основания и сооружения, который определяется по таблицам СП. Таким образом находят границу сжимаемой толщи и осадку основания.
Расчет осадки одиночной сваи и свайного куста имеют различия. Расчет осадки одиночной висячей сваи проводят из условия, что величина осадки равна отношению вертикальной нагрузки, умноженной на коэффициент, к модулю сдвига грунта, умноженному на длину сваи. Расчет осадки свайного куста учитывает их взаимное влияние.
Также важно учитывать восприимчивость конструкций здания к осадке. Железобетонные каркасы хуже реагируют на быструю осадку жесткие узлы закрепления разрушаются при неравномерных движения в различных частях здания. Также неравномерная и быстрая осадка отрицательно сказывается на состоянии бетонных тротуаров и дорог, в то время как тротуарная плитка и деревянные каркасные дома справляются с небольшими деформациями достаточно успешно.
При реконструкции задний и сооружений и дополнительном нагружении конструкций вопрос осадки, возникающей от вертикальной нагрузки рассматривается среди остальных вопросов, связанных с возможностями выполнения проекта.
