Расчет деформаций оснований сложенных засоленными грунтами

Расчет деформаций других типов грунтов можно найти по ссылке.

1. Полные деформации основания

При наличии засоленных грунтов полные деформации основания определяются по формуле:

где S_s – полные деформации основания; S – осадка основания (деформации, что определяются как для обычных грунтов, без учёта их специфических свойств); S_sf – суффозионная осадка при выщелачивании солей.

2. Определение высоты зоны усадки H_sf

Деформации суффозионной осадки S_sf наращиваются в пределах зоны осадки H_sf.

Зона усадки H_sf измеряется от низа фундамента (или от верхней отметки слоя засоленного грунта) до глубины, где суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса грунта равны начальному давлению суффозионного сжатия P_sf (СП РК 5.01-102-2013 «Основания зданий и сооружений», пункт 5.3.12; СП 22, пункт 6.3.12). При этом напряжения от собственного веса грунта принимаются при его полном водонасыщении (СП РК 5.01-102-2013 «Основания зданий и сооружений», пункт 5.3.7; СП 22, пункт 6.3.7).

3. Определение усадки грунта S_sf

Осадка основания определяется по формуле (СП РК 5.01-102-2013 «Основания зданий и сооружений», пункт 5.3.13, формула 55; СП 22, пункт 6.3.13, формула 6.18):

где ε_sf,i – относительная усадка i-го слоя грунта; h_i – толщина i-го слоя.

Зависимость относительной усадки ε_sf от давления P задаёт пользователь.

Пример расчёта деформации основания при наличии засоленных грунтов

Необходимо определить суффозионную осадку столбчатого фундамента. Геометрические размеры подошвы 2х3 метра, глубина заложения – 1.5 метра. Среднее давление под подошвой фундамента составляет Р = 80 т. Грунтовые условия строительной площадки приведены в таблице 1.

Таблица 1. Грунтовые условия.

На рис. 1 показаны графики напряжений от собственного веса грунта и от внешней нагрузки, что были посчитаны заранее.

Примечание: Начиная с версии ЛИРА-САПР 2024 суммарное давление σ_z определяется с учётом давления от собственного веса вынутого в котловане грунта и определяется по формуле: σ_z=(σ_zp-σ_ϒ)+σ_zg,w.

Значения относительного суффозионного сжатия ε_sf задаются в диалоговом окне «Характеристики грунтов», при переходе на вкладку Засоленные (рис. 2). В таблице характеристик засоленных грунтов нужно задать следующие параметры:

1. Номер ИГЭ. Этот номер должен соответствовать номеру ИГЭ в основной таблице Характеристик грунтов.
2. Давление Р.
3. Относительные суффозионное сжатие e_sf (ε_sf).

1. Определение высоты суффозионного сжатия H_sf.

Деформации осадки наращиваются в пределах высоты зоны H_sf. Нижняя граница зоны осадки находится в месте, где начальное давление суффозионного сжатия P_sf равно суммарному давлению σ_z = σ_zр + σ_zg (начиная с версии ЛИРА-САПР 2024 суммарное напряжение определяется по формуле: σ_z=(σ_zp-σ_ϒ)+σ_zg), при этом значения напряжений σ_zg для засоленных грунтов определяются в водонасыщенном состоянии.

Начальное давление суффозионного сжатия P_sf – это давление, при котором относительное суффозионное сжатие е_sf равно 0.01.

Используя данные, что приведены на рисунке 2, по интерполяции определим начальное давление P_sf для ИГЭ-2:

На рисунке 3 показано, что точка пересечения между графиками P_sf и σ_z отсутствует. В данном случае деформации осадки будут наращиваться в пределах слоя засоленного грунта.

2. Определение деформаций усадки S_sf.

Используя значения суммарных напряжений σ_z = σ_zр + σ_zg определим соответствующие значения относительной деформации усадки е_sf (ε_sf) (используя данные из рисунка 2). Результаты расчёта деформаций суффозионной осадки занесём в таблицу 2.

Таблица 2. Расчёт деформаций суффозионной осадки.

Отметка, м	Толщина слоя, м	σz, т/м2	σz, т/м2 (в середине слоя)	esf (εsf) (в середине слоя)	Ssf, м (в середине слоя)
96	-	32.428	-	-	-
95	96 – 95 = 1	23		0.0235	0.0235
94	95 – 94 = 1	18.529		0.0213	0.0213
93	94 – 93 = 1	16.37		0.0188	0.0205
Полные деформации суффозионной осадки					0.0653

При расчёте данной задачи без учёта влияния засоленного грунта (рис. 4, а), можно увидеть, что деформации равны S = 0.086 м, а коэффициент постели С1 = 935.244 т/м².

Исходя из этих данных, мы можем посчитать полные деформации основания, с учётом особенностей засоленных грунтов:

Следовательно, коэффициент постели С1 будет рассчитан по формуле (метод 2, модель Винклера):