Как определить осадку существующего фундамента от нагрузок фундаментов здания нового строительства

Порядок расчета осадки фундаментов

Любое строение со временем подвержено проседанию. Фундамент здания должен осесть в расчётных пределах. Если основание дома опустилось равномерно по всей площади опирания, то расчёт осадки фундамента произведён правильно. В противном случае неравномерное проседание фундамента или свайного поля может привести к деформации несущих конструкций сооружения, что приведёт к повреждению строения. Особенно велик риск неравномерного проседания оснований большой площади опирания, поэтому необходимо точно рассчитать допустимую осадку основания здания.

Осадка фундамента

Неравномерное проседание опорных конструкций зданий и сооружений является следствием допущенных дефектов в строении фундаментов различных видов. Осадка фундамента происходит в течение некоторого времени после окончания строительства объекта. Важно, чтобы осадка основания здания была равномерной и в пределах допустимой нормы.

Существует многочисленные причины, вызывающие неравномерное опускание фундамента вследствие сжатия грунтового основания под подошвой здания. Таковыми являются:

• несанкционированная экономия материалов на возведении основания здания;
• использование низкоквалифицированного труда;
• в результате произведённого самостоятельного расчёта неверно определены глубина заложения фундамента, уровень грунтовых вод толщина промерзания почвы;
• отсутствие дренажной системы;
• неправильное определение сопротивления грунтового основания приведёт к чрезмерному проседанию основания здания.

На строительстве любого крупного объекта необходимо правильно рассчитать осадку фундамента.

В данной статье основное внимание уделено тому, как правильно сделать расчёт осадки свайного фундамента и ленточного основания здания.

Осадка фундамента

На протяжении глубины грунтового основания почва может быть неоднородна. Слои грунта могут оказаться с различными геологическими характеристиками. Для определения полной и конечной осадки строения применяют метод послойного суммирования.

Суть данного метода заключается в том, что определяют величину деформации слоёв почвы, находящихся в активной зоне воздействия нагрузки от здания. Важно, чтобы полученные данные проседания здания не превышали критических нормативных показателей.

Предельно допустимые нормы осадки фундаментов

Первоначальная просадка нового построенного сооружения (1-я категория технического состояния) на однородном грунтовом основании допустима в пределах 10 – 12 см.

При неоднородном составе грунте допустимое проседание зданий 1 категории без последствий составляет 5 см. Для домов 2 и 3 категории (строения с большим сроком эксплуатации) допустимо проседание не более 2 – 3 см.

Разрушение фундамента вследствие чрезмерной осадки дома

Любое дополнительное опускание здание чревато появлением трещин в основании и в стенах строения. Достаточно опуститься сооружению ещё на 2 см и это сразу отразится на состоянии несущих конструкций.

Расчёт осадки ленточного фундамента

Кроме метода послойного суммирования существуют различные методики определения величины проседания здания. При условиях отдельно стоящего строения с учётом сопротивления грунтового основания и других сил, только использование метода послойного суммирования будет наиболее верным расчётом.

Способ основан на создании эпюр напряжений в многослойной почве по каждой вертикальной оси.

Схемы расчётов по методу сложения усадки слоёв почвы

Определение осадки ленточного фундамента производится с целью, чтобы:

• определить величину просадку монолитной ленты с присоединёнными другими основаниями;
• выполнить точный расчёт осадки основания здания, возведённого из разных материалов;
• определить осадочный характер и физические свойства основания здания, которые связаны с изменением показателя деформации по мере увеличения глубины заложения фундамента.

Данная методика расчета определяет показатели основания по каждому сочетанию вертикальных осей, без учёта угловых переменных, используя периферийные значения и центральный показатель. Сделать это возможно при залегании по периметру основания строения равномерных структурных слоёв почвы.

Схема построения графика напряжений по группам вертикальных осей

Обозначения по СНиП 2.02.01-83:

• S — показатель осадки;
• zn – средняя величина напряжения вдоль вертикальной оси в слое «n»;
• hn, En – толщина сжатия и индекс деформации слоя «n»;
• n – удельная масса почвы в «n»;
• hn — высота слоя «n»;
• b = 0,8 – постоянный коэффициент.

Ширина ленточного монолитного фундамента – 1200 мм (b), глубина заложения составит 1800 мм (d).

Видео «Расчёт сопротивления грунта»:

Пример определения величины осадки ленточного фундамента

Общая нагрузка от веса здания на почву составит 285000 кг•м −1 •с −2 . По каждому слою отмечают такие значения:

1. Верхний слой — сухая почва (песок мелкой фракции, с показателями пористости e 1 = 0,65; плотностью y 1 = 18,70 кН/м³, индексом сжатия Е 1 = 14400000 кг•м −1 с −2) .
2. Средний слой – мокрый крупный песок с соответствующими показателями: e₂= 0,60, γ₂ = 19,20 кН/м³; Е₂ = 18600000 кг•м −1 с −2 .
3. Нижний слой грунта – суглинок с соответствующими значениями: e₃ = 0,180; y₃ = 18,50 кН/м³; Е 3 = 15300000 кг•м −1 с −2 .

Слои залегания грунта с различными показателями усадки

Результаты исследований грунта взяты в местном геолого-геодезическом управлении. Грунтовые воды на территории застройки находятся на расстоянии от поверхности земли 3800 мм. глубина залегания грунтовых вод такой величины не имеет значения даже для заглубленного фундамента здания. В этом случае воздействие грунтовых вод на осадку здания считают мизерным, то есть практически никаким.

Метод послойного суммирования базируется на исследовании всех эпюр напряжений в грунтовом массиве вдоль вертикальных осей.

Для нанесения графика эпюр и расчета критических нагрузок на грунт производят действия согласно СНиП 2.02.01-83.

В результате получают следующие показатели по каждому слою почвы: S₁ = 11,5 мм; S_{2 =} 13,7мм; S₃ = 1,6 мм.

Суммарное проседание основания здания составит:

Сравнивая полученные результаты с определёнными нормативами СНиП, делают вывод, что величина осадки не превышает предельных норм.

Расчёт осадки свайного основания

Определяют осадки свайного фундамента методом послойного суммирования.

Вид свайного основания здания

Полный расчёт осадки свайного основания выполняется проектной организацией на протяжении от нескольких дней до 2-х недель. Проектировщики пользуются специальными компьютерными программами. Человеку, не имеющему специального образования, сделать это самостоятельно практически невозможно.

Произвести расчёт осадки свайного основания небольшого частного дома можно упрощённым способом, что под силу каждому застройщику.

Используя схемы расположения различных видов свай и расчётных формул, указанных в СП 24.13330.2011, можно определить как величину осадки одиночной сваи, так и степень проседания всего свайного поля.

Применяют различные методики определения величин осадки разных типов фундаментов, в основном, для крупных объектов промышленного и гражданского назначения.

Источник

Посоветуйте! Расчет осадок фундаментов существующего здания при влиянии на него строящегося

Страница 1 из 2

1

2

>

23.06.2011, 13:21 #2

23.06.2011, 14:10 #3

а я то думал, что на стадии проектиррования здания . ан нет))

ахахах угу, и в пособии по проектированию оснований (особенно в п. 2.214 и далее) об этом умалчивается и зная приращение деформаций основания невозможно учесть взаимное влияние)))))

а вот тут я согласен на все 100%. правд одно но — если на специалиста в экспертизе нарветесь (что весьма маловероятно), то мне вас искернне жаль)

23.06.2011, 14:34 #4

это в 87 постановлении указано, что в составе проектной документации должен быть расчет взаимного влияния?
или нормируется каким-то другим документом?

24.06.2011, 07:51 #5

для моей страны данный документ не актувлен.

Источник

Рекомендации по расчету осадок, кренов и усилий в фундаментах существующих промышленных зданий от влияния вновь пристраиваемых зданий и сооружений

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

• Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
• Курьерская доставка (7 дней)
• Самовывоз из московского офиса
• Почта РФ

В документе излагаются особенности инженерно-геологических изысканий при реконструкции промышленных зданий с целью расчета влияния фундаментов вновь возводимых зданий на существующие. Приводятся методики расчета переменных коэффициентов жесткости, осадок и кренов существующих фундаментов, а также примеры расчета для основных встречающихся в практике случаев

Оглавление

1. Основные положения рекомендаций по методике расчета

2. Типы существующих и новых фундаментов и их сочетания

3. Особенности инженерно-геологических изысканий при проектировании реконструкций промышленных зданий с целью расчета влияния фундаментов вновь возводимых зданий на существующие

4. Методики расчета переменных коэффициентов жесткости, осадок и кренов существующих фундаментов от влияния фундаментов вновь возводимых зданий

5. Учет различной глубины заложения при расчете влияния нового на существующий фундамент

6. Методика учета влияния выемки грунта котлована вновь возводимых сооружений на фундаменты существующих сооружений

7. Методика определения расчетных давлений на упрочненное основание при взаимном влиянии существующих и новых фундаментов зданий и сооружений

Приложение 1. Примеры расчета

Пример 1. Расчет влияния нового ленточного фундамента на существующий ленточный фундамент

Пример 2. Расчет влияния нового прямоугольного фундамента на существующий прямоугольный; несоосное расположение

Пример 3. Расчет влияния новой фундаментной плиты на существующую систему прямоугольных фундаментов каркасного здания

Пример 4. Расчет влияния нового ленточного фундамента на существующий заглубленный ленточный фундамент

Приложение 2. Таблицы коэффициента Кт для расчета осадок поверхности дискретного элемента основания от распределенной трапециевидной нагрузки

Приложение 3. Величины структурной прочности глинистых грунтов в зависимости от коэффициента пористости и консистенции

Приложение 4. Рекомендации по определению величин коэффициентов

Дата введения	01.02.2020
Добавлен в базу	01.09.2013
Актуализация	01.02.2020

Этот документ находится в:

• Раздел Экология
  • Раздел 91 СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СТРОИТЕЛЬСТВО
    • Раздел 91.040 Строительство
      • Раздел 91.040.20 Торговые и промышленные здания

Организации:

Разработан	Промстройпроект Госстроя СССР
Издан	Стройиздат	1987 г.
Утвержден	Промстройниипроект Госстроя СССР

• СНиП II-9-78Инженерные изыскания для строительства. Основные положения
• ГОСТ 21719-80Грунты. Метод полевого испытания вращательным срезом. Заменен на ГОСТ 20276-99.
• ГОСТ 20276-85Грунты. Методы полевого определения характеристик деформируемости. Заменен на ГОСТ 20276-99.
• ГОСТ 20069-81Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием. Заменен на ГОСТ 19912-2001.
• ГОСТ 12536-79Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. Заменен на ГОСТ 12536-2014.
• ГОСТ 12071-84Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. Заменен на ГОСТ 12071-2000.
• ГОСТ 5180-84Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. Заменен на ГОСТ 5180-2015.
• СНиП 2.02.01-83*Основания зданий и сооружений
• Показать все

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

Харьковский Промстройниипроект Госстроя СССР

Рекомендации

Рио расчету осадок, кренов и усилий в фундаментах существующих промышленных зданий от влияния вновь пристраиваемых зданий и сооружений

ХАРЬКОВСКИЙ ПРОЕКТНЫЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (ПРОМСТРОЙНИИПРОЕКТ)

РЕКОМЕНДАЦИИ

по расчету осадок, кренов и усилий в фундаментах существующих промышленных зданий от влияния

вновь пристраиваемых зданий и сооружений

МОСКВА СТР ОЙИЗДАТ 1987

Ширина фундаментной плиты, м

Среднее давление под подошвой фундамента, кН/м*

Расчетная глубина бурения, м, в основаниях, сложенных грунтами

:тыми и песчаными при соотношении

б) на глубинах ниже 3 м — штампом площадью 600 см 2 в скважине диаметром 325 мм;

в) двумя параллельно установленными на некотором расстоянии

прямоугольными стеновыми блоками, нагруженными опирающимися на оба блока сборными элементами;

электронно-акустическим, ультразвуковым и радиоизотопным каротажем.

3.16. Грансостав, плотность, удельный вес, влажность, пластичность и параметры сдвига определяют с учетом требований ГОСТ 12536—79, ГОСТ 5180-84, ГОСТ 12248-78 с изм.

ЗЛ7. Лабораторные компрессионные исследования деформационных свойств грунтов, находившихся длительное время в основании существующих сооружений, производятся с учетом воздействия суммарных вертикальных о_г и горизонтальных o_Xt о_у напряжений, определяемых по формулам:

В этих формулах:

где po — среднее дополнительное удельное давление на уровне подошвы фундамента от нагрузки на фундамент.

Коэффициенты а_г, а_х, а_у приведены в табл. 4 для трех отношений сторон площади нагружения: n—alb= 1; 2 или 3 по вертикалям, проходящим по серединам продольных сторон фундаментов, как показано на схеме табл. 4 (наиболее вероятные места отбора монолитов из стенок шурфов). Для случаев, когда отбор монолитов производится у торцевых стенок прямоугольных фундаментов напряжения в г, Ох и о у определяют приближенно с использованием тех же коэффициентов, поскольку для этих точек а₂, а_ж и а_у отличаются незначительно.

Зависимости для расчета величин 0| кв , при которых следует выполнять предварительное уплотнение образцов в компрессионном приборе, в соответствии с различным сочетанием вертикальных и горизонтальных напряжений и структурной прочности, приведены в табл. 5. Значения сготр для глинистых грунтов в зависимости от ко-

эффициента пористости е и показателя текучести I_L приведены в прил. 2.

Последовательность испытаний принимается следующей: образцы грунта нагружают в компрессионном приборе до уровня сг® кв ; после стабилизации деформаций при о 3 *® образцы нагружают ступенями по 0,05 МПа (0,5 кгс/см 2 ) до давления 0,2 МПа (2 кгс/см 2 ), не менее.

Модули деформации определяют в диапазоне давлений от of® до [of® -f-0,2 МПа]. Для определения структурной прочности можно воспользоваться формулой, полученной А. Утеновым,

Остр = 2с cos ф/( 1 — sin ф),

где ф и с — прочностные характеристики грунта.

В тех случаях, когда требуется определять модули возвращающейся деформации (устройство котлована вблизи существующего фундамента, частичное снятие нагрузки с реконструируемого существующего фундамента), а также модули вторичной деформации (возвращение грунта в котлован, возвращение ранее снятой частичной нагрузки) следует: после стабилизации деформаций при давлении о! 1 ® уменьшить давление до уровня [of® —Рен], где рен

Сочетание исходных данных

Эквивалентные давления предварительного уплотнения образца грунта ненарушенной

структуры в компрессионном приборе р| кв

а в = о_уРо + а у8′

(Гу = вур₀ + в Ув’ а отр = 0.

где Рк= 1— 2v*/(l — v)

Од = Суру + а у8′ а отр ff CTp а у-

5-Ws+ v ( 1 —73;) С етр|/Ри_и

Остр mm (о^» Оде)» Остр > o_ff.

принимается по заданию, а при его отсутствии принимается р_0в — =0,1 МПа при erf™ = 0,3 МПа и р_Сп = 0,2 МПа при о® 1 * 3 — =0,4 МПа; промежуточные значения принимаются по интерполяции. Соответственно модули вторичной деформации определяются в диапазоне давлений от [с^ 1 ® —р_Сн] до а гэкв .

3.18. Лабораторные компрессионные исследования деформационных свойств грунтов основания, находящегося вне области влияния

существующих зданий, проводят в следующей последовательности: образцы ненарушенной структуры нагружаются до уровня собственной массы грунта; затем образцы разгружают; потом вторично нагружают ступенями по 0,05 МПа до давления 0,4 МПа. Модуль деформации Е_к определяется по результатам компрессионных испытаний, вычисляется в диапазоне давлений 0,1—0,2 МПа.

3.19. В том случае, когда изыскания производятся на площадке, где не ожидается повышения уровня воды, компрессионные испытания выполняются на образцах природной влажности. При прогнозе подтопления испытания выполняются на образцах природной влажности и водонасыщенных.

3.20. Величина модуля деформации по лабораторным данным корректируется коэффициентом условий работы m_K=E_mIE_Ki где Е_ш— модуль деформации по результатам штамповых исследований. Для расчетов влияния вновь возводимых зданий на существующие использование справочных данных о деформационных и прочностных свойствах грунтов не допускается.

3.21. При определении деформационных свойств грунтов в основании существующих зданий статическим зондированием величина модуля деформации вычисляется по корреляционной зависимости p_g (Е_к, т_к), где р_и — сопротивление погружению зонда.

3.22. Величина коэффициента Пуассона v определяется по СНиП 2.02.01—83, прил. 2, п. 10.

3.23. Шурфы для отбора грунта используются с целью обследования подземных конструкций и уточнения глубины заложения и размеров фундаментов, состояния гидроизоляции и материала фундаментов, наличия и размеров свай, состояния грунта несущего слоя, обратной засыпки и т. п.

3.24. После отбора образцов и обследования конструкций шурфы должны быть заполнены грунтом при влажности на пределе раскатывания послойным уплотнением до плотности в сухом состоянии р 3 .

3.25. Прогноз изменений уровня грунтовых вод производится согласно Рекомендациям по прогнозам подтопления промышленных предприятий грунтовыми водами, ВОД ГЕО, ЦНИИС, 1976.

4. МЕТОДИКИ РАСЧЕТА

ПЕРЕМЕННЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЖЕСТКОСТИ,

ОСАДОК И КРЕНОВ СУЩЕСТВУЮЩИХ ФУНДАМЕНТОВ ОТ ВЛИЯНИЯ ФУНДАМЕНТОВ ВНОВЬ ВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ

4.1. Методика расчета влияния нового ленточного фундамента на существующий ленточный фундамент. Вблизи существующего ленточного фундамента (1) возводится новый фундамент (2), тоже

а) Схема расположения существующего и нового ленточных фундаментов

б) Сечение по линии I—I

/ — новый фундамент; 2

ленточный. Существующий фундамент характеризуется шириной ленты а_и суммарной вертикальной нагрузкой JVj и суммарным внешним моментом Mi (рис. 1). Основание принято однородным со своими интегральными параметрами С_х и Так как фундамент возведен давно, под этим фундаментом слой основания на некоторой глубине уплотнен и имеет интегральный параметр Ci^p. Новый фундамент имеет свои а₂, ЛГ₂, Мъ Основание однородное неуплотненное. Расстояние между фундаментами с приведено на рис. 1. Все величины, характеризующие существующее сооружение и основание под ним, записывают с индексом «с», а для нового фундамента—«н»

Расчет переменных коэффициентов жесткости основания существующего фундамента с учетом вновь возводимого сооружения ведется в следующем порядке.

1. Составляется расчетная схема.

2. Определяются интегральные характеристики основания существующего фундамента без учета и с учетом упрочнения основания.

3. Определяются сдвиговые силы взаимодействия на границе нагруженного участка, переменные коэффициенты жесткости основания, средняя осадка фундамента с учетом упрочнения основания.

4. Определяются интегральные параметры основания нового фундамента, сдвиговые силы на границах фундамента, средний коэффициент жесткости основания и средняя осадка фундамента» а также осадки окружающей поверхности.

5. Определяются переменные коэффициенты жесткости основания существующего фундамента с учетом влияния вновь возводимого, используя переменные коэффициенты жесткости и средний коэффициент жесткости существующего фундамента.

Рассмотрим перечисленные этапы расчета.

Каждый из рассматриваемых фундаментов рассчитывается как одиночный. При этом основание расчленяется на прямоугольные участки единичной ширины. Кромки участков приурочиваются к кромкам фундаментных лент. Так как расчет учитывает работу каждого фундамента как одиночного, то схема содержит только один фундамент, существующий или вновь возводимый.

Между участками основания вводятся неизвестные сдвиговые силы взаимодействия Ас— для расчета существующего фундамента иА_н — для расчета нового влияющего фундамента.

Расчет осадки одиночного существующего ленточного фундамента

По СНиП 2.02.01—83, прил. 2 определяется нижняя граница сжимаемой толщи Я_р, а именно:

1. Определяют дополнительное напряжение на грунт на глубине z от подошвы фундамента

o f 2p = «(p- ff ^o). (Ч

где а определяется по СНиП 2.02.01—83, табл. 1, прил. 2.

2. На той же глубине определяют вертикальное напряжение от собственной массы грунта o_zg

где d — глубина заложения фундамента от уровня планировки (средняя в пределах здания); у — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента.

3. Значение z, для которого

и есть величина Я_Рс.

4. По исходной величине Яр_с определяют зоны деформирования слоев грунта отдельно для определения параметра С\—Н_Р(С_>) и

(Сх)о — 2 ^подст ^подст»

Г Д е ^ПОДСТ “ ^ ^СИпоДст ^ ’

Примечание. Под знак суммы включаются залегающие непосредственно друг за другом под подошвой расчетного слоя Яр_с слабые слои грунта.

I — количество слоев, вошедшее в Я_Р(Сi)_c.

5. Определяют интегральный параметр Ci₀ сопротивления основания сжатию без учета эффекта уплотнения

г, , h — h—i. иРс “ >1 2и Е„1 •

где j — количество слоев грунта, вошедшее в tf_p(Ci)_c; hi— толщина г-го слоя грунта; Vi — коэффициент Пуассона t-ro слоя грунта; Е₀1 — модуль деформации *-го слоя грунта; ki — коэффициенты, определяемые по СНиП 2.02.01—83, табл. 4.

6. Определяется параметр распределительной способности основания

7. Определяют интегральный параметр сопротивления основания сжатию с учетом эффекта уплотнения основания

£унр » Ра Р2 Рз £пр_с, 0 9)

где pi — коэффициент повышения модуля деформации основания, учитывающий уплотнение грунтового ядра; р₂—коэффициент повышения модуля деформации, учитывающий длительное воздействие нагрузки на основание; р₃ — коэффициент повышения модуля деформации, учитывающий восстановление сдвиговых связей в пластических зонах; m_g — коэффициент, учитывающий перераспределение пластических деформаций при работе фундамента на искривленном основании.

Учитывая формулы (14), (18), (19), соответствующую корректировку можно проводить, не изменяя модуля деформации, а внося изменения сразу в интегральный параметр сопротивления основания сжатию, т, е.

8. Участок 4, нагруженный фундаментом, рассматривается как

отдельно стоящий (рис. 2). При этом параметры основания считаются для уплотненного основания. Участкам окружающей поверхности приписываются параметры неуплотненного основания.

Рис. 2. Расчетная схема для существующего ленточного фундамента

В этих предположениях сдвиговые силы взаимодействия в местах расчленения основания определяют из уравнений

([«1,1 (3) + «1,1 (4)1 *« + «1,2 (4) *С2 + Aip = 0;

«1.1 (3) = «2.2 (б) = (SCio)- 1 ; (22)

«1,1 (4) = «2.2(4) = (SC_lynp)“ 1 + [o,5a-S(l — a ‘ /s )/(l +

+ e“ ei/s )]/[af Ciynp/б]; (23)

WSnp a i) ± М Ж C W 6 ) ; (25 >

9. Определяют средний коэффициент жесткости нагруженного

10. Определяют среднюю осадку существующего фундамента с использованием среднего коэффициента жесткости

И. Определяют переменные коэффициенты жесткости нагружен ного участка основания

где а=5 _1 ; а_х— длина нагруженного участка основания.

Участок предполагается разделенным на п частей. Длина каждого ах/п. Коэффициенты жесткости определяют в точках а_х!п. Каждому участку разбиения приписывается постоянный коэффициент, равный среднему арифметическому значений, найденных на краях

Рекомендованы к изданию решением ученого совета Харьковского Промстройниипроекта Госстроя СССР и решением Научно* технического совета объединения Союзметаллургстройниипроект, Рекомендации по расчету осадок, кренов и усилий в фундаментах существующих промышленных зданий от влияния вновь пристраиваемых зданий и сооружений/Харьковский Промстройниипро-ект.—М.: Стройиздат, 1987.— 104 с.

Излагаются особенности инженерно-геологических изысканий при реконструкции промышленных зданий с целью расчета влияния фундаментов вновь возводимых зданий на существующие. Приводятся методики расчета переменных коэффициентов жесткости, осадок и кренов существующих фундаментов, а также примеры расчета для основных встречающихся в практике случаев.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Разработаны Харьковским Промстройниипроектом Госстроя СССР (кандидаты техн. наук А. М. Гельфандбейя, Л. А. Гелис> инж. И. М. Натковт)

Инструкт.-нормат., I вып. — 106—87

12. Определяют среднюю осадку фундамента с использованием переменных коэффициентов жесткости

Расчет осадки нового ленточного фундамента и его влияния на существующий

Расчет осадки фундамента нового здания производится так же, как и для существующего, но без учета упрочнения основания. При этом для нового ленточного фундамента определяется скорректированный модуль деформации основания

£п — р4 Щ -ЕцРн» (32)

где р4 — коэффициент повышения модуля, учитывающий относительное уменьшение зон пластических деформаций с возрастанием площади фундамента

По величине модуля £_и определяется интегральный параметр С\_ю

После определения средней осадки s_Cp_H рассчитываются осадки окружающей поверхности под существующим фундаментом как свободной

где х — расстояние от ближайшей к новому фундаменту кромки существующего фундамента до рассматриваемой точки. Граница зоны влияния определяется по п. 4.3.

Осадки определяются в тех же точках вида а\[п, что и переменные коэффициенты жесткости существующего фундамента.

Определение коэффициентов жесткости существующего фундамента с учетом влияния вновь возводимого

Пусть средняя осадка существующего фундамента 5_Ср_с, а К_в.о_Р — средний коэффициент жесткости основания под ним, и пусть s_n(x) —* осадки влияния под фундаментом. Интегральный параметр сопротивления основания сжатию существующего фундамента Ci_ynp и нового фундамента Ci_H. Тогда коэффициенты жесткости существующего фундамента с учетом влияния определяются по формуле

L ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО МЕТОДИКЕ РАСЧЕТА

1.1. Рекомендации по расчету влияния вновь возводимых сооружений на осадки, крены, переменные коэффициенты жесткости и реакции основания фундаментов существующих промышленных и гражданских зданий разработаны на основе метода интегральных дискретных элементов (МДЭ) оснований,

1.2. В расчетной схеме основания в общем случае слой конечной толщины принимается переменным в плане.

Основание может быть произвольно неоднородным по глубине и в плане. Однородность во всех направлениях и неоднородность в одном из направлений в плане являются частными случаями общего решения.

В настоящих Рекомендациях в целях упрощения расчета основания принято регулярное многослойное (с постоянными толщинами различных слоев в плане). Одновременно учитывается локальная (под фундаментами существующих зданий) зона упрочнения грунта.

1.3. Непрерывная среда основания идентифицируется системой взаимно сопряженных вертикальными сдвиговыми силами взаимодействия дискретных конечных или полубесконечных (в плане) элементов,

1.4. Дискретные элементы основания описываются взаимно не

зависимыми интегральными параметрами (по Пастернаку) сопротивления сжатию (Ci) и распределительной способности 5 (S— = C₂/Ci), где С₂ — интегральный параметр сопротивления элемен

та сдвигу в вертикальной плоскости.

1.5. Дискретные элементы основания конечно-континуальны. Признак конечности обусловлен принятым принципом дискретизации.

Признак континуальности дискретных элементов заключается в том, что разработанный метод расчета позволяет, используя параметр распределительной способности элемента S, определять осадки, коэффициенты жесткости и реакции основания в любой точке поверхности дискретного элемента.

1.6. Дискретные элементы основания носят комплексный характер: каждый дискретный элемент в пределах своих границ включает все слои многослойного основания (в том числе и зону упрочнения в основании существующих фундаментов) — от уровня контактной поверхности (естественного рельефа, уровня планировки) до кровли несжимаемых грунтов, либо до нижней расчетной границы деформируемой зоны основания.

1.7. Членение непрерывного основания на конечную совокуп-

ность дискретных элементов производится с учетом характера из* менчивости напластований, границ площадей нагружения основания (гибкой нагрузкой, фундаментами), формы и размеров фундаментов, ограждения области развития основания (подпорные стены, огражденные подвалы и т. п.), форм и размеров котлованов.

1.8. В совокупность дискретных элементов основания включаются непосредственно нагруженные элементы и примыкающие йена-груженные элементы размеров и в количестве, необходимом для получения требуемой точности решения.

1.9. Учет влияния областей основания, примыкающих к зоне нагружения, производится на основе:

преобразования сосредоточенных сил реактивного отпора у краев фундамента в неравномерно распределенный отпор по контактной поверхности;

ортогонального распределения деформаций, коэффициентов жесткости и реакций влияния ненагруженных зон основания в задачах о расчете фундаментов и фундаментных плит,

1.10. Дискретные элементы многослойного основания характеризуются следующими параметрами, значения которых принимаются постоянными в пределах каждого данного дискретного элемента:

расчетным слоем конечной толщины;

приведенным модулем деформации многослойного основания £ пр*;

приведенным коэффициентом Пуассона v_nPi;

интегральным параметром сопротивления многослойного основания сжатию Сх_г, кН/м 3 ;

интегральным параметром распределительной способности основания толщиной Н pg — S, м.

1.11. В плоскостях раздела основания на дискретные элементы вводят неизвестные вертикальные силы взаимодействия Xt и У*, определяемые из решения систем уравнений совместности деформаций (перемещений) в узлах (плоскостях) их сопряжения.

В целях упрощения расчета, в особенности в тех случаях, когда приходится составлять системы уравнений высоких порядков, расчет влияния вновь возводимых сооружений на существующие рекомендуется выполнять по упрощенным методикам: встречных ординат и преобразования ординат эпюры коэффициентов жесткости нагруженных оснований с учетом деформаций основания, вызываемых влиянием новых сооружений.

Изложение отдельных упрощенных методик приводится ниже.

1.12. Значения параметра С\ определяют по расчетной глубине основания H_Pi_f приведенному модулю деформации данного дискретного элемента Е_ир* и коэффициенту Пуассона v_np/. Значение параметра распределительной способности S определяется из уело-

вий равенства осадок фундаментов на основании, с одной стороны представленном слоем конечной толщины, описываемом интегральными параметрами, а, с другой — слоем среды теории упругости-Зависимости для определения параметров С\ и S приводятся ниже.

1.13. Основание длительно нагруженного существующего фундамента принимается упрочненным. В расчете рассматриваются три фактора упрочнения основания, вызванные возрастанием модуля деформации:

в зоне «ядра» основания непосредственно под фундаментом, вследствие уплотнения грунта в процессе стабилизации осадок (коэффициентом pi);

в зоне деформирования основания, вследствие упрочнения грунта, находящегося в течение длительного времени в напряженном состоянии (коэффициентом рз);

вследствие восстановления сдвиговых связей в зоне пластических деформаций у краев фундаментов в процессе длительного нагружения (коэффициентом р₃).

1.14. В расчете используются коэффициенты условий работы основания:

существующего и нового фундаментов т_ё—0,85, учитывающего перераспределение пластических деформаций при работе фундамента на искривленном основании;

нового фундамента р4, учитывающего относительное уменьшение зон пластических деформаций с возрастанием площади фундамента (п. 4.1);

при расчете влияния больших фундаментных плит, близко расположенных к существующим сооружениям, расчетные ординаты осадок влияния новой фундаментной плиты определяются с учетом коэффициента условий работы яг_ил=1,4.

1.15. Как известно, при нагружении фундаментов первоначально реактивные отпоры грунтов основания имеют седловидную форму (концентрации отпоров в краевых зонах).

При длительном нагружении, вследствие проявления пластических деформаций, релаксации напряжений и ползучести, эпюры отпоров преобразуются в фигуры, близкие к прямоугольным, а затем параболическим с наибольшими максимумами ординат посередине,

В расчетах влияния вновь возведенных фундаментов на существующие длительно нагруженные фундаменты эшора коэффициентов жесткости последних, как исходная, принята в виде прямоугольника с постоянной интенсивностью по ширине.

1.16. Расчеты осадок и кренов существующего фундамента с учетом влияния нового фундамента производятся путем определения суммарной жесткости основания при сжатии и крене, которые вычисляются по эпюрам преобразованных коэффициентов жесткости.

Усилия в фундаменте находятся путем расчета системы «фундамент — преобразованная эпюра коэффициентов жесткости основания».

Особенности расчета, обусловленные различными типами фунда-ментов и их сочетаниями, геометрической схемой системы, свойствами грунтов, расчетной глубиной зоны деформирования, детально изложены в приведенных ниже методиках расчета.

2. ТИПЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ И НОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ И ИХ СОЧЕТАНИЯ

2.1. В практике строительства наиболее часто применяются: отдельно стоящие фундаменты под колонны, отдельно стоящие ленточные фундаменты, плитные фундаменты, системы групповых фундаментов под колонны, перекрестные ленточные фундаменты.

Перечисленные типы фундаментов встречаются как в существующих зданиях и сооружениях, так и во вновь возводимых.

2.2. В табл. 1 приведено 25 вариантов возможных сочетаний существующих и новых фундаментов с указанием пунктов, в которых изложены методики расчета.

Источник