СНиП 2.02.01-83 (1995), часть 6

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7

Примечания: 1. В табл. 1 обозначено: b - ширина или диаметр фундамента, l - длина фундамента.

2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А , значения a принимаются как для круглых фундаментов радиусом

3. Для промежуточных значений x и h коэффициент a определяется по интерполяции.

3. Дополнительные вертикальные напряжения s _zp,u на глубине z по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с дополнительным давлением по подошве, равным р ₀ ), определяются алгебраическим суммированием напряжений s _zр,ci в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (рис.2) по формуле

. (4 )

4. Дополнительные вертикальные напряжения s _zg,nf на глубине z по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяются по формуле

, (5)

где k – число влияющих фундаментов.

5. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта s _zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

, (6 )

где g ^/ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d_n - обозначение – см. рис. 1;

g _i и h_i - соответственно удельный вес и толщина i - го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.

При определении s _zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины.

6. Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = H_c , где выполняется условие s _zр = 0, 2 s _zg (здесь s _zр – дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяемое в соответствии с указаниями пп. 2 и 4; s _zg – вертикальное напряжение от собственного веса грунта, определяемое в соответствии с п. 5).

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа (50 кгс/ см² ) или такой слой залегает непосредственно ниже глубины

z = H_c , нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия s _zр = 0, 1 s _zg .

рис.2. Схема к определению дополнительных вертикальных напряжений s _{zр, а} в основании рассчитываемого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента методом угловых точек

а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего фундамента 2; б - схема расположения фиктивных фундаментов с указанием знака напряжений s _zр,cj в формуле (4) под углом i- го фундамента.

7. Осадка основания с использованием расчетной схемы линейно деформируемого слоя (см. п. 2.40 и рис. 3) определяется по формуле

, (7)

где р - среднее давление под подошвой фундамента (для фундаментов шириной b < 10 м принимается p = p ₀ – см. п. 2);

b - ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;

k_c и k_m - коэффициенты, принимаемые по табл. 2 и 3;

n - число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщи слоя Н , определяемой в соответствии с указаниями п. 8;

k_i и k_{i- 1} - коэффициенты, определяемые по табл. 4 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i -го слоя соответственно

Е_i - модуль деформации i - го слоя грунта.

Примечание. Формула (7) служит для определения средней осадки основания, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой. Эту формулу допускается применять для определения осадки жестких фундаментов.

Таблица 2

Коэффициент k_c

Таблица 3

Коэффициент k_m

Таблица 4

Коэффициент k

Примечание. При промежуточных значениях x и h коэффициент k определяется по интерполяции

8. Толщина линейно-деформируемого слоя Н (рис. 3) в случае, оговоренном в п. 2.40а, принимается до кровли грунта с модулем деформации Е ³ 100 МПа (1000 кгс/ см² ), а при ширине (диаметре) фундамента b ³ 10 м и среднем значении модуля деформации грунтов основания Е ³ 10 МПа (100 кгс/ см² ), вычисляется по формуле

, (8)

где H ₀ и j – принимаются соответственно равными для оснований, сложенных: пылевато-глинистыми грунтами 9 м и 0, 15; песчаными грунтами – 6 м и 0, 1;

k_p – коэффициент, принимаемый равным: k_p = 0, 8 при среднем давлении под подошвой фундамента р = 100 кПа (1 кгс/ см² ); k_p =1, 2 при р =500 кПа (5 кгс/ см² ), а при промежуточных значениях – по интерполяции.

Рис. 3. схема к расчету осадок с использованием расчетной схемы основания в виде линейно деформируемого слоя.

Если основание сложено пылевато-глинистыми и песчаными грунтами, значение Н определяется по формуле

, (9)

Где Н_s – толщина слоя, вычисленная по формуле (8) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами;

H_cl – суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины, равной H_cl – значению H , вычисленному по формуле (8) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами.

Значение Н , вычисленное по формулам (8) и (9), должно быть увеличено на толщину слоя грунта с модулем деформации Е <10 МПа (100 кгс/ см² ), если этот слой расположен ниже Н и толщина его не превышает 0,2 Н. При большей толщине слоя такого грунта, а также если вышележащие слои имеют модуль деформации Е <10 МПа (100 кгс/ см² ), расчет деформаций основания выполняется по расчетной схеме линейно деформируемого полупространства.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕНА ФУНДАМЕНТА

9. Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле

, (10)

где E и v - соответственно модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания (значение v принимается по п.10); в случае неоднородного основания значения Е и v принимаются средними в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями п.11;

k_е - коэффициент, принимаемый по табл. 5;

N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы;

Е - эксцентриситет;

а - диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью А принимается ;

k_m - коэффициент, учитываемый при расчете крена фундаментов по схеме линейно деформируемого слоя (п. 2.40б) при а ³ 10 м и Е ³ 10 МПа (100 кгс/ см² ) и принимаемый по табл.3.

Таблица 5

Коэффициент k_e

Примечание. При использовании расчетной схемы основания в виде линейно деформируемого полупространства коэффициент k_e принимается по графе, соответствующей z ^/ = ¥ .

10. Коэффициент Пуассона v принимается равным для грунтов: крупнообломочных – 0, 27; песков и супесей – 0, 30; суглинков – 0, 35; глин – 0,42 .

11. Средние (в пределах сжимаемой толщи Н_с или толщины слоев Н ) значения модуля деформации и коэффициента Пуассона грунтов основания (и ) определяются по формулам:

; (11)

; (12)

где А_i - площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i - го слоя грунта; для схемы полупространства допускается принимать А_i = s _zp,i h_i (c м. п.1), для схемы слоя – Ai = k_i - k_{i- 1} (c м. п.7);

E_i ,v_i ,h_i , - соответственно модуль деформации, коэффициент Пуассона и толщина i - го слоя грунта;

Н - расчетная толщина слоя, определяемая по п. 8;

n - число слоев, отличающихся значениями E и v в пределах сжимаемой толщи H_с или толщины слоя H.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОСАДОК ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ

12. Просадка грунтов s_sl основания при увеличении их влажности вследствие замачивания сверху больших площадей (см. пп. 3.2 и 3.5), а также замачивания снизу при подъеме уровня подземных вод определяется по формуле

(13)

где e _sl,i – относительная просадочность i -го слоя грунта, определяемая в соответствии с указаниями п.13;

h_i – толщина i -го слоя;

k_sl,i – коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п. 14;

n – число слоев, на которое разбита зона просадки h_sl , принимаемая в соответствии с указаниями п. 16.

13. Относительная просадочность грунта e _sl определяется на основе испытаний образцов грунта на сжатие без возможности бокового расширения по формуле

, (14)

где h_n,p и h_sat,p- - высота образца соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения (w = w_sat ) при давлении p , равном вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки и собственного веса грунта p = s _{zp +} s _zg – при определении просадки грунта в верхней зоне просадки; при определении просадки грунта в нижней зоне просадки также учитывается дополнительная нагрузка от сил негативного трения (см. пп. 3.4 и 3.8);

h_n,g - высота того же образца природной влажности при p = s _zg .

Относительная просадочность грунта при его неполном водонасыщении (w_sl = w < w_sat ) - e ^/ _sl определяется по формуле

, (15)

где w – влажность грунта;

w_sat – влажность, соответствующая полному водонасыщению грунта;

w_sl – начальная просадочная влажность (п. 3.3);

e _sl – относительная просадочность грунта при его полном водоносыщении, определяемая по формуле (14).

14*. Коэффициент k_sl,i , входящий в формулу (13):

при b = 12 м – принимается равным 1 для всех слоев грунта в пределах зоны просадки;

при b = 3 м – вычисляется по формуле

, (16)

где р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа (кгс/ см² );

p_sl,i – начальное просадочное давление грунта i -го слоя, кПа (кгс/ см² ), определяемое в соответствии с указаниями п. 15;

р ₀ – давление, равное 100 кПа (1 кгс/ см² );

при 3 м < b < 12 м – определяется по интерполяции между значениями k_sl,i , полученными при b = 3 м и b = 12 м.

При определении просадки грунта от собственного веса следует принимать k_sl = 1 при H_sl £ 15 м и k_sl = 1, 25 при H_sl ³ 20 м, при промежуточных значениях Н_sl коэффициент k_sl определяется по интерполяции.

15. За начальное просадочное давление p_sl принимается давление соответствующее:

при лабораторных испытаний грунтов в компрессионных приборах – давлению, при котором относительная просадочность e _sl равна 0, 01;

при полевых испытаниях штампами предварительно замоченных грунтов – давлению, равному пределу пропорциональности на графике « нагрузка-осадка»;

при замачивании грунтов в опытных котлованах – вертикальному напряжению от собственного веса грунта на глубине, начиная с которой происходит просадка грунта от собственного веса.

Рис. 4. Схемы к расчету просадок основания

A a – просадка от собственного веса отсутствует (не превышает 5 см), возможна только просадка от внешней нагрузки s_sl,р в верхней зоне просадки h_sl,р (I тип грунтовых условий); б, в, г, - возможна просадка от собственного веса s_sl,g в нижней зоне просадки h_sl,g , начиная с глубины z_g (II тип грунтовых условий); б – верхняя и нижняя зоны просадки не сливаются, имеется нейтральная зона h_n ; в – верхняя и нижняя зоны просадки сливаются; г – просадка от внешней нагрузки отсутствует ; 1 - вертикальные напряжения от собственного веса грунта s _{zg ;} 2 – суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса грунта s _z = s _zp + s _zg ; 3 – изменение с глубиной начального просадочного давления p_sl ; Н_sl – толщина слоя просадочных грунтов (просадочная толща); d – глубина заложения фундамента.

16. Толщина зоны просадки h_sl принимается равной (рис.4)

h_sl = h_{sl, р} – толщине верхней зоны просадки при определении просадки грунта от внешней нагрузки s_sl,p ( п. 3.4), при этом нижняя граница указанной зоны соответствует глубине, где s _z = s _zp + s _zg = p_sl ( рис. 4а, б ) или глубине, где значение у_z минимально, если s _z,min > p_sl ( рис. 4, в );

h_sl = h_sl,g – толщине нижней зоны просадки при определении просадки грунта от собственного веса s_{sl ,g} ( пп. 3.4, 3.5), т.е. начиная с глубины z_g , где s _z = р_sl или значение s _z минимально, если s _z,min > p_sl , и до нижней границы просадочной толщи.

17. Возможная просадка грунта от собственного веса s^/ _st,g при замачивании сверху малых площадей (ширина замачиваемой площади B_w меньше размера просадочной толщи Н_sl ) определяется по формуле

, (17)

где s_sl,g - максимальное значение просадки грунта от собственного веса, определяемое в соответствии с п. 12.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ,

СЛОЖЕННЫХ НАБУХАЮЩИМИ ГРУНТАМИ

18. Подъем основания при набухании грунта h_sw определяется по формуле

, (18)

где e _sw,i - относительное набухание грунта i -го слоя, определяемое в соответствии с указаниями п. 19;

h_i - толщина i- го слоя грунта;

k_sw,i - коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п. 20;

n - число слоев, на которое разбита зона набухания грунта.

19. Относительное набухание грунта e _sw определяется по формулам:

при инфильтрации влаги

, (19)

где h_n – высота образца природной влажности и плотности, обжатого без возможности бокового расширения давлением р , равным суммарному вертикальному напряжению у_z,tot на рассматриваемой глубине (значение у_z,tot определяется в соответствии с указаниями п. 21);

h_sat – высота того же образца после замачивания до полного водонасыщения, обжатого в тех же условиях;

при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима

, (20)

где k - коэффициент, определяемый опытным путем (при отсутствии опытных данных принимается k = 2);

w_eq - конечная (установившаяся) влажность грунта;

w ₀ и e ₀ - соответственно начальные значения влажности и коэффициента пористости грунта.

20. Коэффициент k_sw , входящий в формулу (18), в зависимости от суммарного вертикального напряжения s _z,tot на рассматриваемой глубине, принимается равным 0, 8 при s _z,tot = 50 кПа (0, 5 кгс/ см² ) и 0, 6 при s _z,tot = 300 кПа (3 кгс/ см² ), а при промежуточных значениях s _z,tot - по интерполяции.

21. Суммарное вертикальное напряжение s _z,tot на глубине z от подошвы фундамента (рис. 5) определяется по формуле

, (21)

где s _zр, s _zg - вертикальные напряжения соответственно от нагрузки фундамента и от собственного веса грунта;

у_z,ad - дополнительное вертикальное давление, вызванное влиянием веса неувлажненной части массива грунта за пределами площади замачивания, определяемой по формуле

, (22)

где k_g - коэффициент, принимаемый по табл. 6.

Таблица 6

Коэффициент k_g

22. Нижняя граница зоны набухания H_sw ( рис. 5):

а) при инфильтрации влаги принимается на глубине, где суммарное вертикальное напряжение s _z,tot (п. 21) равно давлению набухания p_sw ;

б) при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима – определяется опытным путем (при отсутствии опытных данных принимается H_sw = 5 м).

Рис. 5. Схема к расчету подъема основания при набухании грунта

23.Осадка основания в результате высыхания набухшего грунта s_sh определяется по формуле

, (23)

где e _sh,i – относительная линейная усадка грунта i -го слоя, определяемая в соответствии с указаниями п. 24;

h_i – толщина i - го слоя грунта;

k_sh – коэффициент, принимаемый равным 1, 3;

n – число слоев, на которое разбита зона усадки грунта, принимаемая в соответствии с указаниями п. 25.

24. Относительная линейная усадка грунта при его высыхании определяется по формуле

, (24)

где h_n - высота образца грунта возможной наибольшей влажности при обжатии его суммарным вертикальным напряжением без возможности бокового расширения;

h_d - высота образца в тех же условиях после уменьшения влажности в результате высыхания.

25. Нижняя граница зоны усадки H_sh определяется экспериментальным путем, а при отсутствии опытных данных принимается равной 5 м.

При высыхании грунта в результате теплового воздействия технологических установок нижняя граница зоны усадки H_sh определяется опытным путем или соответствующим расчетом.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУФФОЗИОННОЙ ОСАДКИ

26. Суффозионная осадка s_sf основания, сложенного засоленными грунтами, определяется по формуле

, (25)

где e _sf,i - относительное суффозионное сжатие грунта i -го слоя при давлении р, равном суммарному вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки s _zp и собственного веса грунта s _zg , определяемое по указаниям п. 27;

h_i - толщина i- го слоя засоленного грунта;

n - число слоев, на которое разбита зона суффозионной осадки засоленных грунтов.

27. Относительное суффозионное сжатие e _sf определяется:

а) при полевых испытаниях статической нагрузкой с длительным замачиванием по формуле

, (26)

где s_sf,p – суффозионная осадка штампа при давлении;

p = s _zp + s _zg ;

d_p – зона суффозионной осадки основания под штампом;

б) при компрессионно-фильтрационных испытаниях по формуле

, (27)

где h_sat,p - высота образца после замачивания (полного водонасыщения) при давлении p = s _zp + s _zg ;

h_sf,p - высота того же образца грунта после длительной фильтрации воды и выщелачивания солей при давлении p.

h_ng - высота того же образца природной влажности при давлении p_i =у_zg .

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ

1. Расчетные сопротивления грунтов основания R ₀ , приведенные в табл. 1-5, предназначены для предварительного определения размеров фундаментов. Область применения значений R ₀ и R ^/ ₀ для окончательного определения размеров фундаментов указана в п. 2.42 для табл. 4, в п. 8.4 для табл. 5 и в п. 11.5 для табл. 6.

2. Для грунтов с промежуточными значениями e и I_L (табл. 1-3), p_d и S_r (табл. 4), S_r (табл. 5), а также для фундаментов с промежуточными значениями g (табл. 6) значения R ₀ и R^/ ₀ определяются по интерполяции.

3. Значения R ₀ ( табл. 1-5) относятся к фундаментам, имеющим ширину b ₀ = 1 м и глубину заложения d ₀ = 2 м.

При использовании значений R ₀ для окончательного назначения размеров фундаментов ( пп. 2.42, 3.10 и 8.4) расчетное сопротивление грунта основания R , кПа (кгс/ см² ), определяется по формулам:

при d £ 2 м (200 см)

R = R ₀ [1 + k ₁ (b – b ₀ )/b ₀ ] x (d + d ₀ )/2d ₀ ; (1)

при d > 2 м (200 см)

R = R ₀ [1 + k ₁ (b – b ₀ )/b ₀ ] + k ₂ g ^/ _II (d - d ₀ ), (2)

Где b и d – соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см);

g ^/ _II – расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/ м³ (кгс/ см³ );

k ₁ – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k ₁ = 0, 125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами k ₁ = 0, 05;

k ₂ – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k ₂ = 0, 25, супесями и суглинками k ₂ = 0, 2 и глинами k ₂ = 0, 15.

Примечание. Для сооружений с подвалом шириной В = 20 м и глубиной d_b ³ 2 м учитываемая в расчете глубина заложения наружных и внутренних фундаментов принимается равной: d = d ₁ + 2 м [ здесь d ₁ – приведенная глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (8) настоящих норм] . При В > 20 м принимается d = d ₁ .

Таблица 1

Расчетные сопротивления R ₀ крупнообломочных грунтов

Таблица 2

Расчетные сопротивления R ₀ песчаных грунтов

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7