Розрахунок деформацій інших типів ґрунтів можна знайти за посиланням.

1. Повні деформації основи

За наявності просадних ґрунтів повні деформації основи визначаються за формулою:

(1)

де Ss – повні деформації основи; S – осадка основи (деформації, що визначаються як для звичайних ґрунтів, без урахування їх специфічних властивостей); Ssl – просадка ґрунту від навантаження фундаменту.

У ЛІРА-САПР 2022 при розрахунку просадних деформацій основи враховується просадка тільки від зовнішнього навантаження.

2. Визначення просадної товщі Hsl

Просадні деформації нарощуються в межах просадної товщі Hsl. Просадна товща вимірюється від підошви фундаменту (або від верхньої відмітки шару просадного ґрунту) до глибини, де сумарні вертикальні напруження від зовнішнього навантаження і власної ваги ґрунту дорівнюють початковому просадному тиску (ДБН В.2.1-10-2009 «Основи та фундаменти споруд», Д. 18). При цьому напруження від власної ваги ґрунту приймаються у його водонасиченому стані.

3. Визначення просадки ґрунту Ssl

Просадка основи визначається за формулою (ДБН В.2.1-10-2009 «Основи та фундаменти споруд», Д. 14):

Ф-ла 2.2.png

(2)

де εsl,i – відносна просадка i-го шару ґрунту; hi – товщина i-го шару; ksl,i – коефіцієнт, який залежить від ширини фундаменту.

Ширина фундаменту задається у діалоговому вікні «Навантаження» у відповідному полі (на рисунку 1 виділено червоним кольором). При натисканні галочки «авто» – ширина фундаменту обчислюватиметься автоматично. Якщо прибрати галочку «авто» – тоді користувач може сам задати величину ширини фундаменту.

Рис. 1. Завдання ширини фундаменту

Рис. 1. Завдання ширини фундаменту

При ширині фундаменту b ≤ 3м, коефіцієнт ksl,i визначається за формулою (ДБН В.2.1-10-2009 «Основи та фундаменти споруд», Д. 16):

Ф-ла 2.3.png

(3)

де Р – середній тиск під підошвою фундаменту; Р0 – тиск у 100 кПа (10.2 т/м2); Рsl – початковий просадний тиск кожного просадного шару.

При ширині фундаменту b≥12 м, коефіцієнт ksl,i приймають рівним одиниці.

При 3м<b<12м коефіцієнт ksl,i визначають інтерполяцією.

4. Відносна просадка ґрунту εsl

Користувач може задати:

  • або залежність відносної деформації просадки εsl від тиску P;
  • або залежність коефіцієнтів пористості (en.p, esat) від тиску P.

Якщо задані коефіцієнти пористості en.p і esat, тоді відносні деформації εsl визначаються за формулою:

Ф-ла 2.4.png

(4)

де en.p – коефіцієнт пористості ґрунту природної вологості; esat – коефіцієнт пористості ґрунту після його повного водонасичення. Коефіцієнти en.p і esat приймаються залежно від напруження σs (сумарного напруження від власної ваги ґрунту та зовнішнього навантаження: σsz,pz,g). en.g – коефіцієнт пористості ґрунту природної вологості (залежить від напруження від власної ваги ґрунту в його водонасиченому стані σz,g).

Приклад розрахунку деформації основи за наявності просадних ґрунтів

Необхідно визначити осадку стовпчастого фундаменту. Геометричні розміри підошви 2х3 метри, глибина закладення – 1.5 метри. Середній тиск під підошвою фундаменту становить Р = 80 т. Ґрунтові умови будівельного майданчика наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Ґрунтові умови

№ ІГЕ

Тип ґрунту

Питома вага,
кН/м3

Питома вага часток,
кН/м3

Коефіцієнт пористості е

Модуль деформації,
кН/м2

1

Пісок дрібний

17

26.5

0.72

19500

2

Суглинок (просадний)

17.7

27.1

0.76

10300

3

Суглинок лесовидний

15.7

27.2

0.93

10000


На рис. 2 показані графіки напружень від власної ваги ґрунту та від зовнішнього навантаження, що були заздалегідь пораховані.

Расчётная схема для определения просадки грунта

Рис. 2. Розрахункова схема для визначення просадки ґрунту.
σzp- епюра тиску від зовнішнього навантаження; σzg – епюра тиску від власної ваги ґрунту в природному стані; σzg,w – епюра тиску від власної ваги ґрунту, з урахуванням можливого водонасичення просадного шару; σz - сумарний тиск, що дорівнює σzzpzg,w.

Результати компресійних випробувань задаються у діалоговому вікні «Характеристики ґрунтів», при переході на вкладку «Просадні» (рис. 3). У таблиці характеристик просадних ґрунтів потрібно задати наступні параметри:

  1. Номер ІГЭ. Цей номер повинен відповідати номеру ІГЕ в основній таблиці Характеристик ґрунтів.
  2. Тиск Р.
  3. Відносні деформації просадки еsl (εsl). Користувач може задати:
    - або значення відносної деформації просадки (еsl);
    - або значення: коефіцієнт пористості при природній вологості ґрунту (еn.p.) та коефіцієнт пористості водонасиченого зразка ґрунту (еsat). У такому разі при розрахунку просадки значення відносної деформації просадки еsl (εsl) будуть автоматично розраховані за формулою 3.

Рис. 3. Завдання компресійних даних

Рис. 3. Завдання компресійних даних.

1. Визначення просадної товщі Нsl.

Деформації просадки нарощуються в межах просадної товщі Нsl. Нижня межа просадної товщі знаходиться в місці, де початковий просадний тиск Psl дорівнює сумарному тиску σzzg, при цьому значення напружень σzg для просадних ґрунтів визначаються у водонасиченому стані.

Початковий просадний тиск Psl – це тиск, при якому відносна просадна деформація еsl дорівнює 0.01. Визначимо значення відносної просадної деформації еsl (εsl) по формулі 4. Результати розрахунків запишемо до таблиці 2.

Таблиця 2. Значення відносної просадки еsl (εsl).

№ ІГЕ

Р, т/м2

en.p

esat.p

σzg

en.g

1+en.g

esl (εsl)

2

0

0.815

0.815

Табл 2.1.png

0.781

1.781

0

5

0.793

0.789

0.00224593

10

0.774

0.753

0.01179113

15

0.753

0.719

0.0190904

20

0.733

0.700

0.01852892

25

0.719

0.680

0.02189781

30

0.710

0.670

0.02245929


По інтерполяції визначимо початковий просадний тиск Psl для ІГЕ-2:

Ф-ла 2.5.png

(5)

На рисунку 4 показано, що точка перетину між графіками Psl і σz відсутня. У даному випадку деформації просадки будуть нарощуватися в межах шару просадного ґрунту.

Определение просадочной толщи

Рис. 4. Визначення просадної товщі

2. Визначення деформацій просадки Ssl.

Оскільки ширина фундаменту b = 2м, визначимо значення коефіцієнту Ksl згідно з формулою 3:

Ф-ла 2.6.png

(6)

Використовуючи значення сумарних напружень σzzg визначимо відповідні значення відносної деформації просадки еsl (εsl) (використовуючи дані з таблиці 2). Результати розрахунку деформацій просадки занесемо в таблицю 3.

Таблиця 3. Розрахунок деформацій просадки

Відмітка, м

Товщина шару, м

σz, т/м2

σz, т/м2
(у середині шару)

esl (εsl)
(у середині шару)

Ksl
(у середині шару)

Ssl, м
(у середині шару)

96

-

32.428

-

-

-

-

95

96 – 95 = 1

23

Табл 2.2.png

0.0222

10.932

0.242

94

95 – 94 = 1

18.529

Табл 2.3.png

0.019

10.932

0.2077

93

94 – 93 = 1

16.37

Табл 2.4.png

0.0188

10.932

0.2055

Повні деформації просадки

0.6562


При розрахунку даної задачі без урахування впливу просадного ґрунту (рис. 5, а), можна побачити, що деформації дорівнюють S = 0.086 м, а коефіцієнт постелі С1 = 935.244 т/м2.

Виходячи з цих даних, ми можемо порахувати повні деформації основи, з урахуванням особливостей просадних ґрунтів:

Ф-ла 2.7.png

(7)

Отже, коефіцієнт постелі С1 буде розрахований за формулою (метод 2, модель Вінклера):

Ф-ла 2.8.png

(8)


Рис. 5. Порівняння результатів розрахунку основи:
а) без урахування просадного ґрунту;
б) з урахуванням особливостей просадного ґрунту

Рис. 5. Порівняння результатів розрахунку основи: а) без урахування просадного ґрунту

Рис. 5. Порівняння результатів розрахунку основи: б) з урахуванням особливостей просадного ґрунту

а)

б)

Приклад визначення деформацій просадних ґрунтів


Помилка в тексті? Виділіть її та натисніть Ctrl + Enter, щоб повідомити нам.



Коментарі

Написати