F.3 Пример метода расчета усадки фундаментов мелкого заложения

(1) Здесь приводится пример эмпирического прямого метода расчета осадок в несвязном грунте фундаментов мелкого заложения.

(2) Осадка вследствие напряжений, величина которых ниже давления переуплотнения, принята как равная 1/3 давления переуплотнения, соответствующего нормально уплотненному песку. Первичная осадка s_i, мм, квадратного основания шириной B, м, в случае переуплотненного песка определяется по формуле:

— если q¢ ≥ :

,

где — максимальное предшествующее эффективное давление обжатия, кПа;

q¢ — среднее эффективное давление на подошве фундамента;

I_cc = a_f/B^0,7;

здесьa_f — сжимаемость грунтового основания фундамента: a_f = ∆s_i /∆q¢, мм/кПа;

— если q¢ ≤ :

,

а для нормально уплотненных песков:

.

(3) Через регрессионный анализ имеющихся данных об осадке можно получить значение I_cc
по следующей формуле:

,

где — среднее количество ударов при проведении стандартного метода испытаний грунтов на пенетрацию по всей значимой глубине.

Стандартная погрешность a_f варьируется примерно от 1,5 — для более 25, до 1,8 — для менее примерно 10.

(4) В данном конкретном эмпирическом методе для значения N не требуется делать поправки на пластовое избыточное давление. Также здесь не упоминается коэффициент энергии E_r, соответствующий значениям N. Считается, что влияние уровня грунтовых вод уже нашел отражение в измеренном количестве ударов при проведении стандартного метода испытаний грунтов на пенетрацию, но для значения N > 15 для водонасыщенных мелкозернистых и илистых грунтов должна применяться поправка

N¢ = 15 + 0,5 × (N -15).

В гравийных и гравийно-песчаных грунтах количество ударов при проведении стандартного
метода испытаний грунтов на пенетрацию следует увеличить на коэффициент примерно 1,25.

(5) Значение приводится как среднеарифметическое для измеренных значений N по всей значимой глубине z_I = B^0,75, в пределах которой 75 % осадки происходит из-за случаев, когда N увеличивается или остается постоянным по глубине. Когда N стойко уменьшается по глубине, значимая глубина берется равной 2В или по низу мягкого слоя, в зависимости от того, что меньше.

(6) Для отношения длины к ширине (L/B) фундамента следует применить поправочный коэффициент f_s:

Значение f_s стремится к 1,56, в то время как L/B стремится к бесконечности. Для D/B < 3 не требуется применять поправочный коэффициент для глубины D.

(7) Фундаменты на песчаных и гравийных грунтах дают осадку, зависящую от времени. Для начальной осадки следует применять поправочный коэффициент f_t, определяемый по формуле

f_t = (1 + R₃ + R_tlgt/3),

где f_t — поправочный коэффициент на время (t ≥ 3 г.);

R₃ — зависящий от времени коэффициент, применяемый для осадки, происходящей в течение первых трех лет после строительства;

R_t — зависящий от времени коэффициент, применяемый для осадки, происходящей в течение каждого зарегистрированного цикла времени по истечении трех лет.

(8) Для статических нагрузок взятые с запасом значения R₃ и R_t равны соответственно 0,3 и 0,2. Таким образом, при t = 30 лет f_t = 1,5. Для переменных нагрузок (высокие дымовые трубы, мосты, силосные башни, турбины и т. д.) значения R₃ и R_t равны соответственно 0,7 и 0,8, в результате чего при t = 30 лет f_t = 2,5.

Примечание — Данный пример опубликован Бурландом/Burland/ и Бербриджем/Burbridge/ в 1985 г. Дополнительную информацию и примеры см. Х.3.3.

Приложение G

(справочное)