Метод пошарового підсумовування підрахунку заселення фундаментів будівель
На даний момент існує велика кількість різних розрахунків навантажень на фундаменти, на основі яких потім вибирається тип будівельних матеріалів, розміри підошви основи та інші дані.
Метод пошарового підсумовування застосовується у випадках, коли необхідно розрахувати поселення окремо взятого фундаменту з урахуванням впливу зовнішніх факторів та додаткових впливів ґрунту.
Застосування методу
Рекомендується використовувати метод пошарового підсумовування, якщо необхідно визначити не тільки основні фактори опадів, а й вторинні чи додаткові, які виникають лише у конкретних ситуаціях.
- Визначте проект самостійного фундаменту або набору підстав, розташованих близько один до одного або стикованих з ними.
- Він використовується при розрахунках основ, виготовлених з різнорідних матеріалів. Такі параметри відображаються при зміні модуля деформації зі збільшенням глибини.
- Як правило, метод дає можливість обчислити чернетку по декількох вертикалях одночасно, і тут можна опустити параметри кутових змінних і використовувати центральні або периферійні параметри. Але це можна зробити лише в тому випадку, якщо фундамент має шари по всьому периметру, їх товщина і структура однакові.
Такі опади часто виникають із сусідніх фундаментів, оскільки зі збільшенням навантаження на ділянку неминуче відбувається осідання ґрунту, особливо при використанні потужних важких споруд. Але тут часто дизайнери стикаються з проблемою точного створення етюдів осаду, адже необхідно чітко визначити саме ті сили, які виникли від впливу сусідніх баз уздовж вертикальної осі.
Іноді це дуже важко зробити, і доводиться використовувати емпіричні формули. Тоді точки напруження часто виявляються методом кутових точок, а отримані результати в деяких випадках приймаються як оптимальні для даного шаруватого фундаменту.
Чому так важливо розрахувати проект фундаменту?
Деякі фундаменти характеризуються слабкою міцністю на вигин та деформацію через великі лінійні розміри та малу поздовжню товщину. Як правило, метод пошарового підсумовування часто використовується для обчислення смугових фундаментів, оскільки вони не можуть забезпечити найбільше навантаження на одиницю площі ґрунту, і тому опади можуть відбуватися майже де завгодно спонтанно.
Усі розрахунки, формули та рекомендації детально описані в SNiP 2.02.01-83. Щоб більш детально розібратися в методі, потрібно спробувати обчислити проект стрічкового фундаменту, використовуючи реальний приклад.
Розрахунок опадів смугового фундаменту
Наприклад, можна взяти стрічковий фундамент, який має ширину 120 см (б ) і глибиною 180 см (г) ПРОn розташовані на трьох шарах ґрунту. Загальний тиск під підошвою на ґрунті становить 285 кПа.
Кожен шар ґрунту має такі показники:
- Грунт низької вологості середньої щільності та пористості, основним компонентом є дрібнозернистий пісок, пористість е1= 0,65, щільність γ1 = 18,7 кН / м³, ступінь деформації Е1= 14,4 МПа.
- Другий шар тонший, складається з крупнозернистого, насиченого вологим піском. Його показниками відповідно є: e2 = 0,60, γ2 = 19,2 кН / м³ та E2 = 18,6 МПа.
- Наступний шар. суглинок, параметри JL= 0,18, γ3 = 18,5 кН / м³ і Е3= 15,3 МПа.
За даними геодезичної служби та топографічної розвідки, ґрунтові води в районі поселення розташовані на глибині 3,8 метра, тому їх вплив на основу можна вважати майже нульовим.
Отже, враховуючи, що метод пошарового підсумовування. це створення декількох графічних досліджень вертикальних напруг у ґрунтах, тоді саме час створити їх для обчислення допустимого навантаження на ґрунт.
На поверхні землі σзг = 0, але на глибині 1,8 метра (рівень підошви), σzg 0 = γ1d = 18,7Κ · 1,8 = 33,66 кПа.
Тепер потрібно обчислити ординати вертикальної діаграми напружень на стиках декількох шарів ґрунту:
σzg 1 = σzg 0 (год1-г) = 33,66 (2,8 · 1,8) 18,7 = 52,36 кПа і σzg 2 = σzg 1 γзбгод2 = 52,36 10,38 4,2 = 95,94 кПа.
Також варто врахувати, що другий шар ґрунту насичений водою, тому тут не обійтися без розрахунку допустимого тиску водного стовпа:
Ysb2 = (Ys2-Yw) / (1 e2) = (26,6.10,0) / ( 0,60 1) = 10, 38 кПа
Тепер увага. Приклад чітко вказує на те, що третій шар ґрунту приймає на себе не тільки тиск двох верхніх шарів, але і стовп води, тому цими параметрами нехтувати не варто. Таким чином, напруга біля основи фундаменту буде обчислюватися за формулою:
Додатковий тиск під підошвою:
Далі всі параметри досліджень напруги слід вибирати з розрахункових таблиць SNiPa. В результаті осад S1 Першим шаром піску буде:
Осадження грубозернистого піску:
S3 = 0,8 / 15300 (50 x 37,5 30 x 33,0) = 0,15 див
Загальне поселення фундаменту, обчислене методом пошарового підсумовування, становитиме:
S = S1 S2 S3 = 1,16 1,38 0,15 = 2,69 см
Відповідно до параметрів, визначених у СНіП 2.02.01–83 для споруд, споруджених на смугових фундаментах з урахуванням зазначених типів ґрунтів, параметр усадки відповідає нормі.
Переваги методу підсумовування шарів
Серед недоліків варто відзначити складність у розрахунках, їх може зробити лише професійний будівельник. Цей метод також складний у часі, тому його застосовують при розрахунку фундаментів для великих масивних будівель з глибокою підстилкою. Для невеликих приватних будинків метод не практикується.