Расчет деформаций других типов грунтов можно найти по ссылке.

1. Полные деформации основания

При наличии набухающих грунтов полные деформации основания определяются по формуле:

Ф-ла 3.1.png

(1)

где Ss – полные деформации основания; S – осадка основания (деформации, что определяются как для обычных грунтов, без учёта их специфических свойств); Ssh – усадка основания в результате высыхания набухшего грунта.

2. Определение высоты зоны усадки Hsh

Деформации усадки Ssh наращиваются в пределах зоны усадки Hsh.

Согласно пункту 6.2.17 из СП 22 (пункт 5.2.14 из СП РК 5.01-102-2013 «Основания зданий и сооружений») нижнюю границу зоны усадки определяют экспериментальным путём, поэтому у пользователя есть возможность задать эту величину.

Если пользователь не задал нижнюю границу зоны усадки, тогда она автоматически принимается равной - 5 метров (СП РК 5.01-102-2013 «Основания зданий и сооружений», пункт 5.2.14; СП 22, пункт 6.2.17).

Примечание. Начиная с версии ЛИРА-САПР 2024 (R2), измерение высоты зоны усадки Hsh отсчитывается от отметки планировки (заданной в Грунте поверхности рельефа). То есть, если в диалоге “Параметры расчёта” стоит галочка “Учитывать вес грунта выше отметки приложения нагрузки”, то общие деформации усадки определяются с учётом усадки набухающих грунтов, которые лежат ниже уровня приложения нагрузки, но только по соответствующим грунтам, попадающим в мощность слоя Hsh минус глубина заложения фундамента. В предыдущих версиях программы ЛИРА САПР измерение высоты зоны усадки Hsh начинается от отметки подошвы фундамента.

3. Определение усадки грунта Ssh

Усадка основания определяется по формуле (СП РК 5.01-102-2013 «Основания зданий и сооружений», пункт 5.2.15, формула 52; СП 22, пункт 6.2.15, формула 6.15):

Ф-ла 3.2.png

(2)

где εsh,i – относительная усадка i-го слоя грунта; hi – толщина i-го слоя; ksh – коэффициент, принимаемый равным 1.3.

Зависимость относительной усадки εsh от давления P задаёт пользователь.

Пример расчёта деформации основания при наличии набухающих грунтов

Необходимо определить осадку столбчатого фундамента, вызванную усадкой от высыхания набухающего грунта. Геометрические размеры подошвы 2х3 метра, глубина заложения – 1.5 метра. Среднее давление под подошвой фундамента составляет Р = 80 т. Высота зоны усадки Hsh = 6.5 метров. Грунтовые условия строительной площадки приведены в таблице 1.

Таблица 1. Грунтовые условия.

№ ИГЭ

Тип грунта

Удельный вес,
кН/м3

Удельный вес частиц,
кН/м3

Коэффициент пористости е

Модуль деформации,
кН/м2

1

Песок мелкий

17

26.5

0.72

19500

2

Набухающий грунт

17.7

27.1

0.76

10300

3

Суглинок лессовидный

15.7

27.2

0.93

10000


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

Расчётная схема для определения просадки грунта

Рис. 1. Расчётная схема для определения усадки грунта.
σzp - эпюра давления от внешней нагрузки; σzg – эпюра давления от собственного веса грунта в естественном состоянии; σz - суммарное давление, что равно σzzpzg.

Относительная усадка εsh задаётся в диалоговом окне «Характеристики грунтов», при переходе на вкладку «Набухающие» (рис. 2). В таблице характеристик набухающих грунтов нужно задать следующие параметры:

  1. Номер ИГЭ. Этот номер должен соответствовать номеру ИГЭ в основной таблице Характеристик грунтов.
  2. Давление Р.
  3. Относительная усадка Еsh (εsh).

Задание относительной усадки грунта

Рис. 2. Задание относительной усадки грунта..

1. Задание высоты зоны усадки Hsh.

Для того, чтобы задать нижнюю границу зоны усадки Hsh нужно выбрать расчёт по нормам СП 22.13330.2011. Для этого нужно перейти на вкладку «Упругое основание», затем на вкладку «Параметры расчёта», и в диалоговом окне «Параметры расчёта» выбрать соответствующие нормы (рис. 3). Затем, в диалоговом окне «Нагрузки» в окошке Hsh нужно задать соответствующее значение нижней границы зоны усадки (рис. 4), по умолчанию Hsh принимается равным 5 м.

Задание норм расчета

Рис. 3. Задание норм расчета..

Задание высоты зоны усадки H_sh

Рис. 4. Задание высоты зоны усадки Hsh..

2. Определение деформаций усадки Ssh.

Используя значения суммарных напряжений σz = σ + σzg (рис. 5) определим соответствующие значения относительной деформации усадки еsh (εsh) (используя данные из рисунка 2). Результаты расчёта деформаций усадки занесём в таблицу 2.

Определение деформаций усадки

Рис. 5. Определение деформаций усадки..

Таблица 2. Расчёт деформаций усадки.

Отметка,
м

Толщина слоя,
м

σz,
т/м2

σz, т/м2
(в середине слоя)

esh (εsh)
(в середине слоя)

Ksh
(в середине слоя)

Ssh, м
(в середине слоя)

96

-

32.428

-

-

-

-

95

96 – 95 = 1

23.93

Табл 3.1.png

0.0235

1.3

0.0306

94

95 – 94 = 1

20.38

Табл 3.2.png

0.02186

1.3

0.028

93.5

94 – 93.5 = 0.5

19.15

Табл 3.3.png

0.0209

1.3

0.0136

Полные деформации усадки

0.0722


При расчёте данной задачи без учёта влияния набухающего грунта (рис. 6, 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 набухающих грунтов:

Ф-ла 3.3.png

(3)

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

Ф-ла 3.4.png

(4)

Рис. 6. Сравнение результатов расчёта основания:
а) без учёта усадки;
б) с учётом усадки.

Рис. 6. Сравнение результатов расчёта основания: а) без учёта усадки

Рис. 6. Сравнение результатов расчёта основания: б) с учётом усадки

а)

б)

Пример определения деформаций набухающих грунтов


Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

  • 7
  • 3.9K
Поделиться публикацией:

Ольга Башинская

Кандидат технических наук - специальность "Строительные конструкции, здания и сооружения". Инженер-программист компании «ЛИРА САПР». Разработка программных комплексов.

Другие публикации этого автора


Комментарии 7

С усадкой грунта от уменьшения его влажности все понятно. А как можно учесть увеличение объема грунта (собственно набухание)? Можно ли это как-то реализовать в текущей версии? Спасибо.
Ответить
Игорь, спасибо за Ваш вопрос. Определение увеличения объема грунта в текущей версии не реализовано.
Ответить
Уточните, пожалуйста, что подразумевается под высотой зоны усадки Hsh в ЛИРА? Точнее от какого уровня она измеряется? НТП РК 07-01.2-2011 предполагает, что измерение этой высоты осуществляется от отметки DL — отметки планировки. Было бы очень удобно, если бы в окне задания этой величины был рисунок. А то может возникнуть путаница, т.к. нижняя граница сжимаемой толщи Hc вычисляется от подошвы фундамента, а нижняя граница зоны усадки Hsh от отметки планировки (согласно НТП РК 07-01.2 или СП 22). Спасибо.
Ответить
Егор, благодарим за Ваш вопрос. В ЛИРА под высотой зоны усадки Hsh подразумевается расстояние от отметки подошвы фундамента до нижней границы зоны усадки. Поскольку, для определения относительной деформации усадки еsh (?sh) используются сумма напряжений от внешней нагрузки и собственного веса грунта, поэтому мы определяем высоту зоны усадки Hsh в том диапазоне, где присутствуют оба напряжения.
Ответить
Добрый день. Требуется задать зависимость относильной усадки при высыхания от давления. Но геологи такое не дают, усадка набухающего грунта определяется без давления, и там выдается одна цифра относительной усдки по высоте, никаких зависимостей нет.
Подобная зависимость приведена в ИГИ, но это зависимость усадки образца от нагрузки. То есть от влажности не зависит и к набуханию никакого отношения не имеет.
Ответить
Помогите разобраться , пожалуйста
Ответить
Вот результаты ИГИ по набухаюнию
Ответить
Написать