ТСН 22-301-98 Пермской области, часть 5

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5

Приведенный модуль боковой деформации грунта, учитывающий работу как грунта засыпки, так и грунта ненарушенного сложения, определяем по формуле /38/

Коэффициент жесткости бокового сжатия грунта рассчитываем по формуле /37/

Напряжения сжатия на боковой поверхности i-го отдельно стоящего фундамента, расположенного по оси Б на расстоянии х от оси отсека здания, определяем по формуле /36/

По формуле /42/,определяем значение понижающего коэффициента

Значение x i = 1,24 > 1, поэтому в расчет принимаем x =1,0.

Предельное напряжение сжатия на боковом поверхности фундамента от бокового пассивного давления грунта вычисляем по формуле /41/

s _пр = x _i [ 0 ,5 h_i g tg² (45 ° + ^j ¤₂ ) + 2С tg (45 ° + ^j ¤₂ )] = 1,0 [0,5·1,95· 2,4 tg² (45 ° + ^{24 °} ¤₂ )+ 2 • 39 tg(45°+ ^{24 °} ¤₂ )] =176 кН/м² .

Для наибольшего значения х = 18 м и проверяем условие /95/

s _gi £ s _пр .

При x_mах =18м s _gi =0,5 • (18 - 0,5 • 1,41) = 8,7 < 176 кН/м² .

Условие /95/ удовлетворяется для всех фундаментов, расположенных по оси Б.

Величину сил бокового давления грунта на поверхность фундаментов, расположенных по оси Б на расстоянии х от середины отсека здания, определяем по формуле /94/

Ngi = s _gi • F _{^ i} = 0,5х • (1,3 • 1,7 + 2,0 • 0,35 + 2,7 • 0,35) = 0,5х • 3,86 = 1,9 х

N_g1 = N_g7 = 1,9 • (18 - 0,5 • 1,41) = 33 кН;

N_g2 = N_g6 = 1,9 • (12 - 0,5 • 1,41) = 22 кН;

N_{g 3} = N_g5 = 1,9 • (6 - 0,5 • 1,41) = 10 кН;

N_g4 =0.

Равнодействующую усилий, действующих на каждый фундамент, расположенный по оси Б, определяем по формуле /89/

N₁ = N₇ = 247 + 142 + 33 = 422 кН;

N₂ = N₆ = 164 + 95 + 22 = 284 кН;

N ₃ = N₅ = 82 + 47 + 10 = 139 кН;

N₄ =0.

Усилия в связях распорках, расположенных между фундаментами по оси Б, определяем по формуле /88/

N_1-2 = N_6-7 = 422 кН;

N_2-3 = N_5-6 = 422 + 281 = 703 кН;

N_3-4 = N_4-6 = 422 + 281 + 139 = 842 кН.

Аналогично определяем усилия в связях-распорках, устанавливаемых между фундаментами по осям А, В. Результаты расчетов приведены в таблицах.

Определяем возможность снижения усилий в фундаментных связях-распорках при помощи устройства шва скольжения.

Выполненные расчеты показывают, что максимум усилий действует в связях-распорках, установленных по оси Б между фундаментами 3-4 и 4-5. Поэтому в выражении /96/ принимаем N _e = N _{3 -4} = N_4-5 = 842 кН.

Шов скольжения устраиваем на уровне подошвы фундаментов из двух слоев пергамина с прослойкой щипаной слюды по бетонной подготовке. Для этих условий коэффициент трения по шву скольжения, принимаемый по табл. 5, f = 0,3. Количество фундаментов на участке от 0,5L до х равно 3, по табл. 11 определяем значение коэффициента условий работы = 0,7. Нагрузка по подошве фундаментов, расположенных по оси Б N = 1350 кН. Силу трения по шву скольжения определяем по формуле /99/

= fN = 0,7 · 0,3·1350 = 284 кН.

Так как шов скольжения устраивается по подошве фундаментов, то входящие в формулу /99/ величины

= ;

= ;

Составляем таблицу усилий, действующих на фундаменты, расположенные по оси Б, при устройстве шва скольжения.

Усилие, действующее в связи-распорке в сечении х = 0 при устройстве шва скольжения, определяем по формуле /97/

N^ш = 459 + 401 + 341 = 1201 кН.

Определяем выполнение условия /96/

N e = 842 < N^ш = 1201 кН.

Условие /96/ не выполняется, следовательно, устройство шва скольжения не уменьшает действующих усилий.

Связи-распорки устраиваются в уровне подошвы фундаментов с заведением арматуры в фундаменты колонн.

Расчет свайных фундаментов каркасных зданий

9.32 Несущая способность свай по грунту и по материалу в каркасных зданиях рассчитывается по формулам /48, 57, 58/, в которых допускается принимать значение D N = 0.

9.33 При устройстве между отдельно стоящими свайными фундаментами связей-распорок усилия растяжения (сжатия) в сечении ростверка, расположенного на расстоянии х от середины здания, определяются по формуле

/100/

где Qir - горизонтальная опорная реакция в голове i-ой сваи, расположенной на расстоянии х от середины здания (отсека), определяется по формуле /61/;

К - количество свай, расположенных на участке от 0,5L до х.

9.34 Целесообразность устройства шва скольжения, обеспечивающего снижение усилий в связях-распорках между отдельно стоящими свайными фундаментами, определяется условием

Nc > , /101/

где Nс - наибольшее усилие в среднем сечении связи-распорки, определяется по формуле /100/ при х = 0;

- наибольшее усилие в среднем сечении связи-распорки,

при устройстве шва скольжения между ростверками и фундаментами определяется по формуле /102/ при х = 0

/102/

=+ + , /103/

m - число отдельно стоящих свайных фундаментов на участке от 0,5L до х;

- сила трения по шву скольжения i-го фундамента

= f P, /104/

- коэффициент, учитывающий неодновременность сдвига ростверков по шву скольжения; принимается по табл. 11 в зависимости от числа фундаментов на участке от 0,5L

до х:

f - коэффициент трения по шву скольжения, принимается по

табл. 5;

Р - вертикальная нагрузка на ростверк i-го фундамента;

и- то же, что в формуле /98/

При устройстве шва скольжения усилия в любом сечении связираспорки, расположенном на расстоянии х от середины здания (отсека), определяются по формуле/102/.

В этом случае опорная реакция (поперечная сила) Qr и изгибающий момент М в свае от горизонтального сдвижения земной поверхности, вызванного подработкой определяются по формулам

; /105/

. /106/

В формулах /105/ и /106/:

n - число свай в ростверке под фундаментным башмаком;

M₁ и Q₁  —обозначения те же, что в формуле /70/.

Приложение 1

Определение коэффициента релаксации касательных напряжений в грунте

1. Для определения коэффициента релаксации касательных напряжений применяется сдвиговой прибор ВСВ-25 конструкции «Гидропроект», в котором установкой вкладышей между подвижной нижней и неподвижной верхней каретками создается зона свободного скашивания .образца грунта высотой 50 мм. Кроме этого, система передачи сжимающей нагрузки на образец грунта в приборе переоборудуется на рычажную с соотношением плеч 1:10. Редуктор прибора при проведении испытаний работает в режиме минимального перемещения пиноли (штока) за 1 оборот рукоятки.

2. Пробобрателем из монолита грунта вырезается образец грунта высотой 90 мм, диаметром 71 мм, который для предохранения от выветривания обворачивается двумя слоями резиновой пленки. С целью сохранения формы и подвижности образца при скашивании на расстоянии 5 мм друг от друга на него одеваются кольца толщиной 1,5 мм.

3. Установочным винтом прибора совмещается нижнее кольцо подвижной каретки с верхним кольцом неподвижной каретки.

4. В совмещенные кольца прибора устанавливается образец грунта. Установка образца грунта производится вначале в нижнее кольцо при снятой верхней каретке. Образование зазора между грунтом и рабочим кольцом не допускается. Торцы образца покрываются фильтром.

5. На образец грунта устанавливается штамп, на который через шарик посредством рычажной системы передается нормальное сжимающее напряжение а, равное давлению под подошвой фундамента проектируемого здания. Допускается принимать s = R, где R расчетное сопротивление грунта основания.

Приложение сжимающей нагрузки на образец производится по методике пп. 5.1.4.1 и 5.1.4.2 ГОСТ 12248-96.

6. После достижения образцом грунта условной стабилизации вертикальных деформаций упорным винтом снимается фиксация подвижной нижней каретки. Затем нижнему торцу образца при помощи подвижной нижней каретки прибора через динамометр ДОСМ3-02 редуктором задается горизонтальное перемещение D = 1 мм, которое уменьшением сдвигающей нагрузки на образец поддерживается постоянным в течении всего времени испытания грунта.

7. Контроль за постоянством во времени заданного перемещения D = 1 мм производится индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм, устанавливаемого на нижней подвижной каретке.

Уменьшение сдвигающей нагрузка, действующей на образец грунта, производится редуктором.

8. По показаниям динамометра определяются значения касательных напряжений сдвига t за время t: 0,5, 10, 15, 30 секунд, 1, 5, 10, 20, 30 минут; 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 часов и далее через сутки. Составляется таблица значений t, t , l n t .

9. Испытания грунта продолжаются до получения не менее пяти точек, начиная с первых суток, которые в координатах ln t -t располагаются по прямой линии.

10. Коэффициент релаксации касательных напряжений в грунте определяется, как тангенс угла наклона прямой, построенной в координатах ln t -t

/1/

где - разность значений натуральных логарифмов касательных напряжений за период с первых до последних суток испытания грунта,

D t - отрезок времени за период с первых до последних суток испытания, сутки.

Значение b можно определять также по способу наименьших квадратов.

Приложение 2

Определение коэффициента релаксации напряжений сжатия в грунте

1. Коэффициент релаксации при сжатии грунта определяется на компрессионном приборе КПР-1РЭ, переоборудованном для передачи сжимающих напряжений на образец грунта при помощи редуктора от прибора ВСВ-25 и динамометра ДОСМ-3-02. Редуктор прибора при проведении испытаний работает в режиме минимального перемещения пиноли (штока) за 1 оборот рукоятки.

2. Образец грунта для испытаний вырезается рабочим кольцом в соответствии с требованием ГОСТ 5180-84. Размер образца: диаметр 87, высота 25 мм. Образование зазоров между грунтом и рабочим кольцом не допускается.

3. Образец грунта в рабочем кольце покрывается по торцам влажным фильтром и помещается в одометр компрессионного прибора.

4. На образец грунта устанавливается штамп, на который через шарик и динамометр при помощи редуктора передается сжимающее напряжение, соответствующие предварительному обжатию грунта боковым давлением

s ₀ = 0,5 x · g · h , /1/

где x - коэффициент бокового давления грунта, принимаемый для песка - 0,40, супеси - 0,45, суглинка - 0,60, глины 0,80;

g - удельный вес грунта;

h - глубина заложения фундамента.

5. Предварительное обжатие грунта в соответствии с п.п.5.4.4.5 и 5.4.4.6 ГОСТ 12248-96 производится до достижения образцом грунта условной стабилизации, за которую принимается деформация не более 0,01 мм:

для глинистых грунтов за 16 ч.;

для пылеватых и мелких песков за 4 ч.

6. После предварительного обжатия образца грунта на него передается сжимающее напряжение

s = 0,5 s _п /2/

где s _п - пассивное давление грунта на боковую поверхность фундамента

s _п = 0,5 g h D² + 2 С D ; /3/

D=tg45°+ ^j /₂ , /4/

j и С - угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта. Остальные обозначения те же, что и в формуле 1.

7. Фиксируется деформация образца грунта D , соответствующая напряжению s , которая сохраняется постоянной в течение всего времени испытаний

Деформация образца грунта измеряется при помощи индикатора часового типа с ценой деления 0,001 мм. Постоянство деформации образца грунта D достигается уменьшением с течением времени при помощи редуктора напряжений сжатия образца.

8. По показаниям динамометра определяются значения напряжений сжатия s за время t: 0, 5, 10, 15, 30 секунд, 1, 5, 10, 30 минут, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 часов и далее через сутки. Начало отсчета t = 0 соответствует моменту достижения деформацией образца грунта значения D . Составляется таблица значений t, s , l n s .

9. Испытания грунта продолжаются до получения не менее пяти точек, начиная с первых суток, которые в координатах ln s -t располагаются по прямой линии.

10. Коэффициент релаксации напряжений сжатия грунта а определяется как тангенс угла наклона прямой, построенной в координатах ln s -t

/5/

где - разность значений натуральных логарифмов напряжений сжатия за период с первых до последних суток испытания грунта;

D t - отрезок времени за период с первых до последних суток испытания, сутки.

Значение a - можно определять также по способу наименьших квадратов.

УДК 08:622.363.2 (083.75)

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: подрабатываемые территории, мульда сдвижения, деформация земной поверхности, скорость деформации земной поверхности, планировка и застройка территорий, бескаркасные и каркасные здания, отсек здания, деформационный шов, фундаменты ленточные и свайные, дополнительные усилия от подработки, релаксация напряжений на контакте фундаментов с подрабатываемым основанием.

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5