Главная страница >> Водонасыщенные глинистые грунты >> Расчет осадок фундаментов методом суммирования

Расчет осадок фундаментов методом суммирования

Рассмотрим сущность расчета осадок фундаментов по методу суммирования.

Расчет осадок фундаментов методом суммирования заключается в следующем. По теории упругости (теории линейно-деформируемых тел) определяют распределение вертикальных напряжений под центром жесткого фундамента по глубине . Изменение вертикального давления по глубине устанавливается из предположения, что под подошвой фундамента действует «дополнительное» давление, равное фактическому давлению под подошвой фундамента, уменьшенному на величину природного давления (). Глубина сжимаемой зоны определяется из предположения, что так называемое дополнительное давление уменьшается с глубиной и начиная с величины, меньшей 20% природного давления, уже не вызывает сжатия лежащих ниже грунтов. Расчет осадок по методу суммирования с использованием решений теорий упругости допустим при давлении под фундаментом, меньшим условной величины «нормативного давления» , при котором под краями фундаментов возникают зоны «пластических» деформаций, распространяющихся на глубину, равную 0,25 ширины фундамента.

Такие основные положения метода суммирования вызывают ряд возражений при расчете осадок фундаментов на слабых водонасыщенных глинистых грунтах.

Во-первых, согласно этому методу распределение вертикальных напряжений по глубине не зависит от деформативных свойств грунтов основания и одинаково для илов и полускальных грунтов. Так, опыты В. Н. Голубкова, В. Б. Швеца, М. Г. Ефремова, П. А. Коновалова, В. В. Михеева, А. Аликониса и др. показали, что вертикальные напряжения в малосжимаемых грунтах распространяются в натуре на меньшую глубину, чем при расчетах по теории линейно-деформируемых тел. Между тем, опыты, проведенные автором совместно с Н. С. Рязановым, а также опыты Г. К. Кравцова, Г. JI. Коффа и др.  продемонстрировали, что у слабых водонасыщенных глинистых грунтов вертикальные напряжения под центром жестких штампов и фундаментов распространяются на большую глубину, чем при расчетах по теории упругости.

Во-вторых, не всегда правильно принимать, что слабые водонасыщенные глинистые грунты под подошвой фундамента сжимаются только под действием «дополнительного давления». Это определяется тем, что некоторые виды подобных грунтов (характеризующихся явлением начального градиента напора при фильтрации) не испытывают полного сжатия под действием природного давления, так как вода, заполняющая поры, не может при данных напорах (поровых давлениях) переместиться до дренажной поверхности. Поэтому в грунтах природного залегания, у которых не окончился процесс литификации, поровое давление (особенно для слоев, расположенных на большой глубине) может оказаться не равным нулю, и величина природного давления в этом случае должна определяться величиной фактических эффективных напряжений, действующих на данной глубине в данное время.

В-третьих, глубина сжимаемой зоны под фундаментом на слабых водонасыщенных глинистых грунтах будет большей (при прочих равных условиях), чем на малосжимаемых. Это определяется тем, что при вертикальных напряжениях, равных 20% природного давления, малосжимаемые грунты практически не будут сжиматься, а сильносжимаемые грунты могут существенно деформироваться. Именно поэтому более правильно в качестве нижней границы сжимаемой толщи принимать такую глубину под подошвой фундамента, на которой давление от фундамента равно структурной прочности сжатия грунта на этой глубине.

В-четвертых, применение теории упругости в расчетах ограничивается «нормативным давлением», при котором под краями фундамента возникают зоны пластических деформаций. Эта формула для расчета нормативного давления получена путем модификации формулы Н. П. Пузыревского и имеет серьезные недостатки. Как формула, так и само явление развития пластических зон под краями фундаментов на слабых водонасыщенных глинистых грунтах экспериментально не проверены, а результаты расчетов, проведенных по этой формуле, существенно отличаются от практических данных.