3. Расчеты оснований по 2 пред. сост.

3. Расчеты оснований по 2 пред. сост.

 Целью расчетов оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относи­тельных перемещений фундаментов и надфундаментных конструк­ций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность вследст­вие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменения проектных уровней и положений конструкций, расстройства их со­единений и т. п. При этом имеется в виду, что прочность и трещи- ностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций прове­рены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при вза­имодействии сооружения и основания.

Расчеты оснований по деформациям производятся исходя из условия s≤ su, (9. 4)

где s — совместная деформация основания и сооружения, различ­ные формы которой были показаны на рис. 9. 1; s_u — предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанав­ливаемое нормами или заданием на проектирование.

Характерные формы совместной деформации основания и со­оружения в соответствии с показанным на рис. выше легко могут быть определены при известных значениях абсолютных осадок фундаме­нтов. В свою очередь, величины абсолютных осадок фундаментов устанавливаются расчетом с использованием методов, приведенных в гл. 7. Таким образом, левая часть выражения (9. 4) всегда может быть определена.

При этом необходимо иметь в виду, что максимальное значение абсолютной осадки фундамента всегда будет соответствовать ста­билизированному состоянию основания. Однако в определенных инженерно-геологических условиях максимальная неравномерность осадок фундаментов может возникнуть не только после завершения процесса консолидации основания, но и в период развития осадок. Поэтому в необходимых случаях расчеты неравномер­ности осадок следует производить с учетом длительности процесса и прогноза времени консолидации основания.

Напомним также, что важнейшей предпосылкой применения методов расчета осадок, основанных на использовании положений теории линейного деформирования грунта, является ограничение среднего давления под подошвой фундамента р условием p≤ R, где R — расчетное сопротивление грунтов основания.

Очевидно, что чем больше при прочих равных условиях будет величина R, тем большее давление под подошвой фундамента р может быть допущено. При постоянной нагрузке от сооружения на фундамент это приведет к уменьшению площади его подошвы, т. е. позволит принять более экономичное решение. Поэтому совер­шенствованию способов определения расчетного сопротивления грунтов основания в практике фундаментостроения уделяется боль­шое значение.

4. Определения модуля деформаций по данным полевых Испытания штампами статической нагр.

В полевых условиях исследование деформационных свойств грунтов производится поэтапным нагружением жестких штампов, установленных в породах, которые будут находится в пределах сферы взаимодействия с сооружением, и заключается в измерении осадок штампа от каждой ступени нагрузки, а также в изучении характера деформации во времени, Методика испытания пород штампами отличается сложностью я трудоемкостью, что связано с монтажом тяжелого оборудования, специальной подготовкой грунтов к испытаниям; значительными затратами времени на изучение характера осадки. Поэтому испытания пород штампами производится лишь на последних стадиях инженерно-геологических исследований под строительство, когда выбрано место " посадки", установлены габариты и ориентировка сооружения, а также передаваемые на грунты нагрузки, тип и глубина заложения фундамента, геологическое строение участка и прочее. Производство испытаний штампами и интерпретация результатов регламентируется ГОСТ 12374-77. В соответствии о представлениями Н. М. Герсеванова (1930) процесс осадки, проекающий в грунте под жестким фундаментом и моделируемый с помощью нагрузок на штамп, характеризуется несколькими стадиями (рис. 1). Стадия уплотнения (участок 1) характеризуется деформациями сжатия скелета грунта, выражающимися в уменьшении пористости. Эту стадию характеризует прямолинейная (либо близкая к ней) зависимость S =f (P ). Стадия сдвигов (участок 2) соответствует предельному равновесию грунта. Кривая S =f (Р) приобретает криволинейный характер, что свидетельствует о возникновении местных сдвигов, развивающихся в первую очередь по краям подошвы фундамента. Стадия разрушения (участок 3) характеризуется полным разрушением боковых стенок грунта, т. е. отвечает деформациям, сопутствующим образованию поверхностей скольжения. В соответствии с ГОСТ 12374-77, прямолинейный участок графика S = f (Р) (см. риc. 1) попользуют для вычисления модуля деформации по формуле:

где μ - коэффициент Пуассона, принимаемый равным для скальных пород 0, 15, для песков и супесей - 0, 30, для суглинков - 0, 35, для глин - 0, 42, w- безразмерный коэффициент, зависящий от формы и жесткости штампа (для жесткого штампа круглой формы - w = 0, 79); d -диаметр штампа, cм; Δ P - приращение давления на штамп между предельным (Р_п) и бытовым (Р_б) давлением, МПа (кгс/см² ); Δ S- приращение осадки штампа, соответствующее Δ P, см.

Поскольку модуль деформации является показателем cжимаемоcти грунтов, поведение которых описывается теорией линейно-деформируемых тел, определять величину Е можно только для начального прямолинейного участка S= f(Р). Модуль деформации, являющийся при принятых ограничениях величиной постоянной для грунта данного состава и состояния, при данной методике испытания (размерах штампа, скорости приложения нагрузки) служит для вычисления осадок сооружений. Его принимают за эталон при оценке модуля деформации, полученного по данным зондирования и прессиометрических испытаний.