Расчеты деформаций грунтов

Пожалуй, одной из самых распространенных задач в практике проектирования является задача по определению деформаций оснований. Деформации оснований фундаментов возникают, даже если обеспечена прочность грунта, т.е. деформация фундамента является неотъемлемым явлением при строительстве зданий и сооружений.

Как правило, деформации основания фундамента имеют неравномерный характер, как во времени, так и в пространстве, что осложняет процесс изучения природы этого явления.

Неравномерная деформация фундаментов может затруднить нормальную эксплуатацию объекта и даже, привести к аварийным ситуациям.

В соответствии с действующими нормами и правилами в строительстве целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность.

Расчеты деформации грунтов

Оценка и расчет деформаций грунтов, в общей системе «сооружение-основание», является одной из самых сложных инженерных задач, т.к. на это явление влияет множество факторов:

Интенсивность и скорость приложения нагрузок и воздействий;
Напряженно-деформируемое состояние массива грунтов;
Технология производства строительных работ;
Жесткость возводимого сооружения;
Плотность застройки и окружающая среда строительства;
Инженерно-геологические и гидрогеологические условия;
Характер эксплуатации здания или сооружения;
И прочее.

Совокупность этих факторов значительно усложняет задачу по расчету деформаций фундаментов зданий и сооружений, поэтому в процессе инженерного проектирования приходиться прибегать к ряду упрощающих предпосылок.

Так известно, что деформация грунтов под нагрузкой имеет нелинейный характер s=f(p). Но в некотором диапазоне нагрузок эта зависимость близка к линейной, при этом развитие осадок во времени несет затухающий характер. В практике проектирования такой предел “линейной” работы грунтов определяется расчетным сопротивлением грунта R. Это дает возможность применять математический аппарат теории линейного деформирования грунтов при P≤R.

При этом процесс строительства рассматривается как одноразовое нагружение, вызывающее их общее деформирование без разделения на восстанавливающуюся и пластическую составляющие деформации грунтов.

Разделение деформации грунтов на стабилизированную и нестабилизированную является другой важной предпосылкой. Как правило, при проведении расчетов, проектировщика интересует конечная величина деформации основания, а время в течении которого происходит эта деформация является не существенным фактором. Это предположение в постановке задачи приводит к значительному упрощению инженерных расчетов.

Хотя, при этом, на практике, часто приходиться учитывать и скорость развития деформаций. Тогда выполняются прогнозы развития осадок фундаментов во времени и выполняется анализ неравномерности деформации фундаментов зданий и сооружений для наиболее опасных этапов строительства и эксплуатации.
В некоторых случаях приходиться выполнять расчет осадок фундаментов при среднем давлении под подошвой фундамента P, больше расчетного сопротивления R, (P>R), в этом случае необходимо прибегать к методам нелинейной механики грунтов.

Действующий свод правил в строительстве СП 22.13330.2011, регламентирует расчет осадки основания фундамента с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства, методом послойного суммирования.

Этот расчет можно выполнить на нашем сайте в режиме онлайн - расчет осадки основания фундамента.

Виды деформации грунтов

Деформации и перемещения основания (далее - деформации основания) подразделяются на:

Осадки происходящие в результате уплотнения грунта под внешними нагрузками, без коренного изменения структуры грунта;
Просадки происходящие в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта, с воздействием внешних факторов, такими как замачивание, оттаивание и пр.;
Подъемы и осадки происходящие при изменении объема грунта, при изменении влажности, промерзании или оттаивании, при воздействии химических веществ.
Оседания происходящие при разработке скальных массивов, при изменении гидрогеологических условий района и пр.;
Горизонтальные перемещения связаны с действием горизонтальных нагрузок.

Для выявления и оценки совместной деформация сооружения и основания различают:

Абсолютные осадки которые характеризуются осадкой какой-либо точки фундамента;
Средние осадки – средняя осадка абсолютных их значений;
Относительные осадки рассчитываются при определении абсолютных значениях и дальнейшем их анализе – относительная разность осадок двух фундаментов, крен и пр.;
Крен это разность осадок двух или более точек отнесенных к расстоянию между ними;
Кривизна изгибаемого участка (прогиб или выгиб);
Относительный угол закручивания;
Горизонтальные перемещения.

По причине возникновения деформации разделяют на два вида:

Деформации от внешней нагрузки или воздействия (осадки, просадки или горизонтальные перемещения);
Деформации не связанные с внешними нагрузками и воздействиями (оседания, провалы и пр.)

< Назад.