IV.1.2. Формула для расчета осадки

– напряжение в середине i-того слоя на глубине z_i от давления = , создаваемого строящимся сооружением на отметке дна котлована (подошвы фундамента);

– удельный вес грунта, вынутого из котлована;

– толщина i-того слоя грунта;

– модуль деформации i-того грунтового слоя, вычисляемый по формуле (1) обязательного приложения 3 СНиП 2.02.02-85 с использованием компрессионного модуля деформации , определяемого по первичной ветви компрессионной кривой этого слоя (рис. IV.1. продолжение первичной ветви);

– модуль деформации i-того слоя грунта, вычисляемый аналогично предыдущему с использованием компрессионного модуля деформации , определяемого по вторичной ветви компрессионной кривой (рис. IV.1. участок «са»);

– число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания Н_с.

– коэффициент, учитывающий невозможность бокового расширения грунта i -го грунтового слоя, определяемый по формуле:

(IV.7)

– коэффициент относительной поперечной деформации i -го слоя грунта, (значения см. Приложение стр. 70);

Формула IV.6 двучленная, в отличие от одночленной, используемой для расчета осадки фундаментов сооружений с глубиной заложения до 5,0 м. Подпорные гидротехнические сооружения заглублены обычно на глубину, превышающую 5,0 м. Они также имеют большую опорную площадь. В этом случае учитывается влияние на осадку отрытия глубокого и больших размеров в плане котлована, изменяющее НДС основания в результате разгрузки от давления грунта вынутого из котлована.

Разгрузка уменьшает интенсивность природного давления , существовавшего до разработки котлована. На дне котлована оно снижается до нуля. Ниже дна (подошвы будущего сооружения) снижение распространяется на большую глубину, превышающую мощность сжимаемой толщи основания Н_с (рис.IV.3 в примере IV.1. эпюра ). Возникшее после выемки грунта из котлована новое, сниженное природное НДС основания следует считать исходным для расчета осадки (эпюра ).

В процессе возведения сооружения в отрытом котловане происходит постепенное повторное нагружение основания нагрузкой от возрастающего по ходу строительства его собственного веса, поэтому действие этой нагрузки в формировании осадки разделяется на два расчетных этапа.

При строительстве причальных набережных не устраиваются котлованы больших размеров, разгрузка грунта основания не успевает произойти. Поэтому в формуле (IV.6) второе слагаемое будет отсутствовать.

(IV.6а)

V.1 3. Определение модуля деформации .

Как было ранее отмечено, модуль деформации определяется для каждого грунтового слоя, входящего в сжимаемую толщу Н_с (рис. IV.1) в соответствии с обязательным Приложением 3 СНиП 2.02.02-85 по формулам:

(IV.8p)

– компрессионный модуль деформации грунта i-го грунтового слоя, определяемый с использованием продолжения первичной ветви компрессионной кривой (рис. IV.1) по формуле:

(IV.9 р)

Интервалы изменения напряжений и соответствующие им интервалы изменения коэффициентов пористости , а также и соответствующие им изменения принимаются по рис. IV.1 для середины i-го грунтового слоя.

– коэффициент, принимаемый для пылевато-глинистых грунтов равным отношению модуля деформации, полученного при испытании грунтов штампами, к модулю деформации, полученному при компрессионных испытаниях.

Рис. IV.2. График для определения коэффициента m_pl.

При отсутствии указанных данных для пылевато-глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенций допускается принимать по графику на стр. 28 СНиП 2.02.02-85 в зависимости от коэффициента пористости е и показателя текучести I_L. (рис. IV.2). Для песка принимается равным 1.

– коэффициент, учитывающий размеры фундамента и принимаемый равным 1 для сооружений, имеющих ширину менее 20 м или площадь менее 500 м²; в других случаях определяется по формуле:

(IV.10)

где A – площадь фундамента, определяемая для фундаментов с соотношением l/b> 3, как А = 3b² (в обозначениях данного пособия 3B²)

А₀ – площадь, равная 1 м².

n_i – параметр, определяемый по результатам испытаний i-го слоя грунта двумя штампами различных площадей под одной и той же нагрузкой по формуле (6) СНиП 2.02.02-85. При отсутствии данных штамповых испытаний допускается принимать следующие значения параметра n_i:

- для пылевато-глинистых ледниковых грунтов – 0,2

- для остальных пылевато-глинистых грунтов – 0,3

- для песчаных грунтов – 0,5

Расчет осадки выполняется методом послойного суммирования. После составления расчетной схемы со всеми эпюрами сжимающих напряжений (рис. IV.3) и определения компрессионных модулей грунтовых слоев по формулам (IV.9 _р), производится вычисление модулей деформаций тех же слоев по формуле (IV.8_p), а затем рассчитываются осадки грунтов этих слоев. Далее проводится суммирование послойных осадок по всей сжимаемой толще Н_с.

(IV.11)

Полученная осадка должна удовлетворять условию второго предельного состояния (формулы IV.1-IV.2: s≤s_u и ∆s≤∆s_u). Подробнее см. расчет осадки в примере IV.1.

Предельное значение осадки может вычисляться теоретически. Неравномерная осадка, при которой в элементах конструкции сооружения возникают дополнительные напряжения близкие к максимально допустимым, принимается за предельную. Оно может также приниматься по результатам натурных измерений аналогичных по конструкции сооружений, построенных в близких инженерно-геологических условиях и нормально эксплуатирующихся [8] (Приложение, таблица 10.9).