При оценке устойчивости основания, зафуженного горизонтальной нагрузкой или стоящего на откосе, следует учитывать возникновение глубинного сдвига. Он заключается в том, что соору-кение с некоторым массивом фунта смещается по криволинейной поверхности скольжения. В настоящее время существует несколько методов расчета основания при глубинном сдвиге. Теоретически наиболее развитыми являются методы теории предельного равновесия. Однако большим их недостатком является значительный объем вычислительной работы. Тем не менее для однородных фунтов и при наличии табулированных решений эти методы могут быть использованы. С появлением быстродействующих компьктгеров и специальных вычислительных профамм эти задачи значительно облегчаются (см. гл. 10).
Широко распросфаненным является метод, основанный на Допущении крутоцилиндрической поверхности скольжения. Этот метод достаточно точен и универсален: он позволяет учитывать неоднородность основания, влияние фильтрационных сил, неста-билизированное состояние грунтов и т.п. Способ проверен практикой и обеспечивает надежность получаемых результатов.
Метод основан на предположении, что сдвиг основания, потерявшего устойчивость, происходит по крутоцилиндрической поверхности, т.е. основание совместно с сооружением вращается вокруг некоторого центра О. Сущность метода заключается в определении минимального коэффициента запаса устойчивости ksl, отвечающего заданным условиям и нагрузкам. Коэффициент к определяют как отношение суммы моментов всех сил, удерживающих основание (М,), относительно центра вращения О к сумме моментов всех сил, сдвигающих (вращающих) основание относительно того же центра При определении сдвигающих сил учитывают нагрузку от веса сооружения 77, и горизонтальную нагрузку FM, действующую на него. К удерживающим силам относят силы трения Т., развивающиеся по поверхности скольжения под действием веса грунта и сооружения, и силы сцепления грунта с,, действующие по той же поверхности скольжения. Значение расчетного сцепления с, принимают для данного пласта и на длине участка /, поверхности скольжения. Дчя нахождения действующих сил сдвигающийся массив разбивают на блоки, определяют вес блоков Gi (на 1 м длины основания) и центры их тяжести. Вес каждого блока прикладывают к неподвижной части основания в точке пересечения вертикали, проходящей через центр тяжести блока, с поверхностью скольжения.
Archive for июля, 2010
Расчет основания по несущей способности при горизонтальной нагрузке на фундамент
Среда, июля 28, 2010Расчет оснований по несущей способности
Среда, июля 21, 2010Основания сооружений в ряде случаев рассчитывают по первому предельному состоянию—несущей способности.
Под действием внешней нагрузки в основании возникает напряженное состояние, которое характеризуется нормальными и касательными напряжениями. При возрастании нагрузки в некоторых точках основания может возникнуть предельно напряженное состояние, при котором касательные напряжения в этих точках достигают сопротивления грунта сдвигу при действующих по этим площадкам нормальных напряжениях. Дальнейшее возрастание нагрузки будет вызывать в рассматриваемых точках развитие деформаций сдвигов, что приводит к перераспределению напряжений в массиве грунта. Когда предельное напряженное состояние охватит большую область и площадки сдвигов соседних точек образуют непрерывные поверхности скольжения, произойдет общее нарушение прочности (устойчивости) основания, сопровождающееся сдвигом фундамента совместно с массивом грунта основания.
В основании образуется поверхность скольжения, охватывающая всю подошву сооружения. По этой поверхности происходит сдвиг фундамента или массива фунта вместе с фундаментом. Так как нарушение прочности грунта сопровождается сдвигом по Поверхности скольжения, предельное состояние по прочности в Данной точке характеризуется равенством касательного напряжения, действующего по элементарной площадке скольжения, величине сопротивления грунта сдвигу на той же площадке. Таким образом, условие возникновения предельного состояния по несущей способности (устойчивости, прочности) представляет собой условие предельного равновесия при сдвиге.
Целью расчета оснований по несущей способности является обеспечение прочности оснований и устойчивости нескальных оснований, а также недопущение сдвига фундаментов или опрокидывания.
При составлении расчетной схемы и выборе исходных данных учитывают ряд обстоятельств, в частности, если грунт основания или подземная часть сооружения находятся ниже уровня подземных вод, учитывают взвешивающее действие воды, что значительно снижает устойчивость сооружений.
При слоистом основании расчетные схемы составляют с учетом наиболее опасных сочетаний условий: падения пластов в сторону возможного сдвига основания, наличия пластов с очень малым сопротивлением сдвигу и т.п. Необходимо также учитывать возможные неблагоприятные нагрузки и изменения в основании в период строительства и эксплуатации сооружения, например увлажнение грунта при подъеме уровня подземных вод, устройство глубоких выемок рядом с сооружением, значительные нагрузки на поверхности грунта и т.п.
При расчете устойчивости фундаментов ни сдвиг по подошве и с массивом грунта исходят из предельного значения коэффициента устойчивости кя . Сопротивление сдвигу по подошве оказывают силы трения.
Скручивание
Пятница, июля 16, 2010Скручивание обычно наблюдается в длинных сооружениях, когда их поперечный крен по длине неодинаков и тем более когда он развивается в разные стороны.
Для сооружений, не указанных в табл. 6.2, расчетом или по опыту эксплуатации устанавливают предельное значение неравномерности деформации основания. Это оценивают с помощью анализа совместной работы надземных конструкций сооружения фундаментов и основания.
В настоящее время существует большое количество методов расчета абсолютных осадок фундаментов. СНиП регламентируют использовать два метода: послойного суммирования (см. разд. 6.5) и линейно деформируемого слоя (см. разд. 6.8). Первый метод учитывает эмпирическим коэффициентом горизонтальные напряжения в основании и жесткость фундамента и его рекомендуется использовать для любых видов грунтов при ширине подошвы фундамента Ъ < 10 м. Второй метод используют при плотных грунтах Для большеразмерных фундаментов (Ь > 10 м) или в случае наличия в основании подстилающего слоя несжимаемого грунта для Фундаментов любых размеров.
Из инженерных методов можно отметить уточненный метод послойного суммирования, основанный на обобщенном законе ,метод эквивалентного слоя, метод ограниченной сжимаемой толщи (Далматов Б.И., 1968) (см. разд. 6.10). Вуточ. ненном методе послойного суммирования учитываются все компоненты напряжений, действующие в основании, и жесткость фундамента. Этот метод целесообразно использовать для больше-размерных фундаментов (Ь > 10 м) при средне- и сильносжимае-мых глинистых грунтах основания с модулем деформации Е < 15 МПа. Метод эквивалентного слоя является наиболее простым и наименее трудоемким, но дает завышенные значения осадки и мощности сжимаемого слоя. Поэтому его рекомендуется использовать для прикидочных расчетов на стадии вариантного проектирования. Метод ограниченной сжимаемой толщи целесообразно использовать для однородных грунтов в случае необходимости учета влияния на осадку загружения соседних площадей.
Расчет оснований по деформациям
Суббота, июля 10, 2010Расчет оснований, сложенных нескальными грунтами, по деформациям является обязательным для всех капитальных сооружений. Согласно СНиП 2.02.01 - 83 условия, ограничивающие деформации, выполнены, если допускается определять размеры подошвы фундаментов по величине расчетного сопротивления грунта несущего слоя R0, на основании, имеющем в пределах сжимаемой толщи грунты, перечисленные в табл. 6.1, и удовлетворено условие (4.1). При этом слои грунтов должны иметь горизонтальное залегание с уклонами границ между слоями не более 0,1, а ширина отдельных фундаментов сооружения - отличаться не более чем в 2 раза. В остальных случаях рассчитывают осадки фундаментов и учитывают их неравномерности.
Простейшими видами деформаций оснований сооружений являются (рис. 6.1): прогиб (а); выгиб (б); перекос (в, г); крен фундамента (д) или сооружения (е); скручивание (ж); горизонтальные перемещения фундаментов или сооружения в целом. Перемещения фундаментов, а также сооружений характеризуются абсолютными смещениями (осадками и др.), средними значениями и неравномерностью осадок (смещений).
Абсолютные осадки s рассматривают для отдельных фундаментов. Максимальную величину абсолютной осадки определяют исходя из наиболее неблагоприятных грунтовых условий строительной площадки для максимально нагруженных фундаментов.
Относительная неравномерность осадок характеризуется относительным прогибом (выгибом), перекосом, креном поперечным (продольным) (см. рис. 6.1).
Относительный прогиб (выгиб) (рис. 6.1, а, б) характеризуется ошением стрелы прогиба к длине изгибаемого участка стены. Перекос (рис. 6.1, в, г) находят по максимальной разности двух соседних фундаментов, отнесенной к расстоянию между центрами их подошв, если сохраняется вертикальное положение конструкций (колонн, стен).
Различают крен фундамента (рис. 6.1, д) и крен сооружения . 6.1, е). В первом случае крен определяется тангенсом поворота подошвы фундамента, во втором - отношением разности осадок крайних фундаментов к расстоянию между осями жестко завязанных опор.
Учет наличия подвала
Понедельник, июля 5, 2010При наличии подвала ленточный или отдельно стоящий фундамент наружных стен воспринимает давление от обратной засыпки грунта и расположенной на ее поверхности нагрузки. Величина этого давления должна определяться по формулам активного давления грунта на подпорные стенки. Полезная нагрузка на прилегающей к подвалу территории по возможности заменяется эквивалентной равномерно распределенной. При отсутствии данных °б интенсивности полезной нагрузки она принимается равной б) для водонасыщенного грунта при 0,4 < е < 0,6, а также влаж-
ного при е > 0,4 - 30 ... 35°;
в) для водонасыщенного грунта при е > 0,6 - 20 ... 25°.
Когда засыпка грунта за пазухи фундамента устраивается после
возведения надподвального перекрытия, а последнее находится выше поверхности грунта (обычно на 0,6 м), то расчетная схема стены подвала принимается в виде однопролетной балки. Верхний конец бал-
шарнирный, а нижний - защемленный в грунте в плоскости подошвы или свободно опертый. Последнее условие соответствует малой ширине подошвы (менее 1 м) или наличию слоя мягкой гидроизоляции, что не соответствует условиям защемления.