Расчет осадки фундаментов с учётом нелинейной работы оснований

Расчет осадки фундаментов с учётом нелинейной работы оснований

фундамент осадка реконструкция При давлениях Р > R основание работает не линейно, при этом должны соблюдаться условия:

2 предельное состояние по СНиП 2.02.01−83*.

1 предельное состояние по СНиП 2.02.01−83*.

Экономически — это выгодно, т.к. при Р > R на основание можно передавать большие усилия или проектировать фундаменты с меньшей шириной подошвы.

Более дешевые фундаменты (сокращение стоимости и сроков строительства).

Но для этого нужно знать криволинейную зависимость S=S (Р)?

Чем обусловлена нелинейность? Появлением пластических деформаций, которые при Р_н.кр равны 0, а при Р=R,.

При достижении для фундамента заданных размеров предельного давления на основание p_пр., объём зон пластических деформаций также достигнет предельного значения V_пр. Это состояние на графике V=V (P) будет определяться точкой М.

Рассматривая слой грунта под подошвой фундамента как совокупность отдельных сечений, траектории изменения объёма зон пластических деформаций этого слоя, для заданных размеров фундамента, при стремлении к точке М, можно придать наиболее вероятный вид. Так, при изменении давления от 0 до R (точка 2) допускается, что грунт практически во всём основании работает в линейно-деформируемой стадии и поэтому «V» будет линейно зависеть от прикладываемого давления.

Дальнейшие возрастание давления p_i > R, приводит к нелинейному увеличению объёма зон пластических деформаций и, таким образом, к более интенсивному возрастанию ординат V_i по сравнению с V₀ (при p_i = R).

Соединяя последовательно единым вектором вершины названных ординат в интервалах давления, получим расчётную кусочно-линейную траекторию изменения объёма зон пластических деформаций (а) в основании под фундаментом заданного размера Тогда:

;

Или:

;

Приравнивая правые части выражений, получим:

;

Поступая аналогично, можно записать:

; или ;

Приравнивая правые части выражений, получим:

Возрастание V_i, по мере нагружения основания, относительно V₀ может быть выражено через коэффициент нелинейности упругопластического деформированного основания :

где R — расчётное сопротивление грунта, определяемое по СНиП 2.02.01−83; -давление на основание, превышающее R; - начальная критическая нагрузка, — интервал давления, зависящий от плотности сложения основания, принимаемый равным:

для слабых грунтов.

для грунтов средней плотности.

для грунтов плотных 0,1P_i{но не менее, (R — P_н.кр.)}.

слабые грунты е > 0,7; E₀ 15 мПа средние грунты 0,6е0,7; 15E₀22 мПа плотные грунты е < 0,6; E₀ > 22 мПа Тогда кривая осадки может быть описана уравнением:

S_yni = S_y® K_{i ,}

где S_y® — осадка основания, соответствующая давлению R (граница применимости теории линейно-деформируемой среды).

Достоинства:

Представляется возможность передавать на основание давления, превышающие расчётное сопротивление грунта, следовательно получать фундаменты с меньшей шириной подошвы, по сравнению с расчетом по СНиП 2.02.01−83*, т. е. получать более экономичные конструкции, способствуя тем самым развитию ресурсосберегающей технологии.

Зная криволинейную зависимость S=S (P), можно проектировать фундаменты для всего здания, задаваясь величиной одинаковой осадки, что позволит снизить неравномерность осадки до min, избежать трещин в здании, т.к. создать наиболее благоприятные условия для работы надземных конструкций.

Применение расчетного метода к технологии усилия фундаментов при их реконструкции Часто для зданий с подвалом оба предельных состояния практически совпадают, т. е. RP_пр. или может быть случай, когда P_пр. < R, тогда определяющим будет являться расчёт по 1 предельному состоянию.

При P_i >P_пр. — наблюдается тенденция к выпору грунта из-под подошвы фундамента в сторону пола подвала.

Обычное уширение подошвы фундамента в обе стороны от оси не устраняет причину деформаций, и устойчивость фундамента не увеличивает. Необходима дополнительная пригрузка со стороны подвала на основание.

Технологически такое решение выполнить значительно проще и дешевле по сравнению с традиционным методом усилия или применением буроинъекционных свай. (Пример: здание детской поликлиники по ул. Островского в г. Пскове).

Данный способ производства работ, является конструктивным методом усиления несущей способности основания.