ПРОЕКТЫРОВАНИЕФУНДАМЕНТОВЗДАНИЙИ ПРОМЫШЛЕННЫХ
СООРУЖЕНИЙ
ДАЛМАТОВ Б. И., МОРАРЕСКУЛ Н. Н.,
ИОВЧУК А. Т., НАУМЕНКО В. Г.ПРОЕКТИРОВАНИЕФУНДАМЕНТОВЗДАНИЙИ ПРОМЫШЛЕННЫХ
СООРУЖЕНИИПод редакцией докт. техн. наук
проф. Б. И. ДалматоваДопущено Министерством высшего и среднего
специального образования СССР в качестве
учебного пособия для студентов
инженерно-строительных вузов
и факультетовСканы - бап;
Обработка - Armin.DWG.ruИЗДАТЕЛЬСТВО «ВЫСШАЯ ШКОЛА»
Москва — 1969
ПРЕДИСЛОВИЕВ основу настоящего учебного пособия положена
расчетная часть курса лекций, читаемых на строитель¬
ном факультете Ленинградского инженерно-строи¬
тельного института.Авторы ставили своей целью дать студентам оч¬
ного и заочного обучения учебное пособие по проек¬
тированию, достаточное для разработки курсовых
и дипломных проектов по основаниям и фундаментам
на современном уровне-знаний. Авторы стремились
кратко изложить необходимые теоретические основы,
осветить новые методы проектирования и расчета
фундаментов, разработанные в СССР на базе теоре¬
тических исследований и практики фундаментострое-
ния и привести часто требующийся справочный ма¬
териал.Изложение пособия построено с учетом того, что
студенты уже знакомы с основами инженерной гео¬
логии, механики грунтов и курса оснований и фун¬
даментов.В книге рассмотрены вопросы проектирования
фундаментов для обычных зданий и промышленных
сооружений, возводимых на различных грунтах,
включая сильно сжимаемые. Для условий макропо¬
ристых просадочных (лёссовидных) грунтов, а также
вечномерзлых кратко изложены лишь основные ре¬
комендации по проектированию фундаментов и ука¬
зана литература. Проектирование фундаментов в сей¬
смических районах, на площадках над подземными
выработками, на закарстованных территориях и на
высокочувствительных структурных грунтах типа
илов в пособии рассмотреть не представилось возмож¬
ным. Особенности проектирования в таких специфи¬
ческих условиях следует учитывать в соответствии
с рекомендациями специальной литературы, указанной
в конце книги.
Пособие составлено коллективом авторов кафедры
«Основания и фундаменты» Ленинградского инженер-
но-строительного института. При составлении исполь¬
зован длительный опыт преподавания курса «Основа¬
ния и фундаменты» в ЛИСИ, практические методы
расчета, разработанные на кафедре, и литературные
данные.Введение, главы 1, 4, 5, § 6, 7 и 9—12 главы 2, § 29
и 36—41 главы 6, § 65 и 67 главы 11 написаны докт.
техн. наук проф. Б. И. Далматовым; § 8 главы 2 напи¬
сан проф. Б. И. Далматовым совместно с канд. техн.
наук доц. Н. Н. Морарескулом; главы 7, 8, 9, § 42
главы 6, § 63 главы 10 и § 66 главы 11 — канд. техн.
наук доц. Н. Н. Морарескулом; глава 3 и § 30—35 —
асс. А. Т. Иовчуком; § 61, 62 и 64 — канд. техн. наук
доц. В. Г. Науменко. Книга составлена под редак¬
цией проф. Б. И. Далматова.
ВВЕДЕНИЕВсякое здание или сооружение имеет несущие конструкции,
которые воспринимают различные нагрузки, включая их собствен¬
ный вес. Эти нагрузки в общем случае передаются на основание,
состоящее из напластования грунтов.Давление от сооружения 1 на основание, как правило, передается
через специальную, преимущественно подземную, конструкцию^
называемую фундаментом.Если давление от сооружения передается на грунты, находя¬
щиеся в условиях природного их залегания, то основание называют
естественным. Если же принимаются меры по улучшению строи¬
тельных качеств грунтов, залегающих под фундаментами, то основа¬
ние считают искусственным.При передаче давления от сооружения на основание с помощью
свайных фундаментов, когда при их устройстве происходит вокруг
свай уплотнение грунтов, воспринимающих давление, следует счи¬
тать основание искусственным. Если сваи передают давление пре¬
имущественно на плотные подстилающие слои грунта или скальной
породы, то свайный фундамент находится на естественном основании.Термин «грунт» в соответствии с указаниями СНиП П-Б. 1—62 *
(см. приложение 1) включает в себя все горные породы, в том числе
и скальные. В этом плане и употребляется указанный термин строи¬
телями, когда речь идет о горных породах, залегающих в основании
сооружений или откапываемых для устройства фундаментов. Однако
следует иметь в виду, что в механике грунтов под грунтами понимают
лишь рыхлые горные породы, состоящие из продуктов выветривания
скальных горных пород и иногда продуктов животного и раститель¬
ного мира [30]. Поэтому в дальнейшем изложении, когда рассматри¬
ваются вопросы механики грунтов, под грунтами понимаются сы¬
пучие и связные рыхлые горные породы.Во многих случаях проектирование фундаментов производится
под уже выбранный тип сооружения. Задача инженера, проектиру¬
ющего фундаменты, в таком случае ограничивается, а получаемое
решение далеко не во всех случаях будет рациональным и эконо¬
мичным.Вопросами проектирования фундаментов, а именно оценкой
грунтов как оснований сооружений, а также оценкой работы основ»1 Поскольку здания являются одним из частных случаев сооружений, в даль¬
нейшем, когда речь идет одновременно о зданиях и сооружениях, применяется
обобщенный термин сооружения».	• / •	f .5
ных несущих конструкций сооружений (фундаментов, стен, каркаса,
перекрытий и т. п.) совместно с работой грунтов основания следует
заниматься при выборе площадки строительства, размещении соору¬
жения на этой площадке, назначении его конфигурации, этажности
и выборе основных несущих конструкций. Кроме того, при проекти¬
ровании фундаментов сооружений одновременно должен выбираться
метод выполнения земляных работ и устройства фундаментов. При
неправильном методе производства указанных работ грунты
в основании могут получить значительное разрушение их естествен¬
ной структуры или излишняя забота по ее сохранению приведет
к ненужному расходованию средств.Таким образом, для получения наиболее экономичного решения
при проектировании фундаментов задачу необходимо решать комп¬
лексно, одновременно рассматривая следующие вопросы:1)	выбор несущих конструкций сооружений, удовлетворительно
работающих при данных грунтовых условиях;2)	возможные деформации грунтов основания сооружения;3)	способ производства земляных работ и по возведению фунда¬
ментов, обеспечивающий необходимое сохранение естественной
структуры грунтов.Это делает задачу проектирования фундаментов значительно
сложнее, чем принято считать, так как при проектировании фунда¬
ментов приходится вносить коррективы в несущие конструкции са¬
мого сооружения и в известной степени решать вопросы производ¬
ства работ. Однако при грунтах хороших и среднего качества часто
конструкции сооружений получают относительно небольшие дефор¬
мации, возникающие при развитии осадок фундаментов. В таких
условиях допустимо проектирование фундаментов исходя из заранее
намеченных надземных конструкций. В этом случае существенно
упрощается задача проектирования фундаментов. Однако иногда
во время проектирования фундаментов приходится возвращаться
к пересмотру надземных конструкций, если первоначальное их ре¬
шение приводит к значительному удорожанию фундаментов.Поскольку случай наличия в основании хороших и среднего
качества грунтов является наиболее часто встречающимся, вопросы
проектирования фундаментов излагаются ниже преимущественно
для этих типовых условий. Особенности же проектирования фунда¬
ментов в сложных грунтовых условиях, когда необходимо учитывать
совместную работу грунтов основания и,надземных конструкций,
рассматриваются в последней главе.При хороших и среднего качества грунтах в случае устройства
фундаментов с относительно небольшой глубиной заложения сохране¬
ние структуры грунтов основания обеспечивается оставлением защит¬
ного слоя, применением грунтового водоотлива и т. п. Вследствие
этого при йроектировании указывают лишь на характер мер, направ¬
ленных на сохранение структуры грунтов основания без деталиров¬
ки и расчетов, которые выполняются в проекте производства работ.
ГЛАВА 1ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ§ 1. Общие принципы проектированияПод действием нагрузок грунты, составляющие основание соору¬
жения, деформируются, что приводит к развитию осадок фундамен¬
тов. Когда осадки основания одинаковы в пределах площади соору¬
жения, то оно перемещается параллельно самому себе и дополни¬
тельные усилия в несущих конструкциях не возникают.При неравномерных осадках сооружение получает искривление.
Искривлению сопротивляются конструкции, обладающие жест¬
костью. Это приводит к перераспределению давления по подошве
сооружений и возникновению дополнительных усилий в конструк¬
циях. Таким образом появляется необходимость оценки работы
грунтов в основании совместно с работой конструкций сооружения.
Вследствие значительной трудности определения жесткости слож¬
ных сооружений (в частности, зданий) и невозможности составления
точного прогноза неравномерностей осадок фундаментов, в подав¬
ляющем большинстве случаев основание рассчитывают без учета
жесткости сооружений или с ориентировочной ее оценкой. Лишь
при проектировании гибких фундаментов (плит и балок на упругом
основании) учитывается жесткость и то, как правило, только самих
фундаментов.Поэтому фундаменты обычно проектируют исходя из нагрузки,
передаваемой надземными конструкциями без непосредственного
учета совместной работы грунтов основания и несущих конструкций
сооружения. Тем самым расчет основания резко упрощается. Однако
в последующем расчетом выявляются неравномерности осадок для
оценки их влияния на состояние конструкций.Чем больше ожидается неравномерность осадки основания и чем
большей жесткостью обладают конструкции, связывающие фунда¬
менты сооружения, тем значительнее изменяются усилия, действу¬
ющие в конструкциях. Определить эти усилия весьма трудно.
Поэтому СНиПом накладываются ограничения на величины нерав¬
номерности осадок в зависимости от характера несущих конструк¬
ций сооружения.7
Расчет основания производится раздельно для каждого фун¬
дамента с целью определения оптимальных его размеров, при ко¬
торых:1)	осадки и их неравномерности не превосходят предельно до¬
пустимых величин;2)	основание устойчиво;3)	фундамент обладает достаточной прочностью и долговечностью.Расчеты основания осуществляются:по второму предельному состоянию (по деформации) для всех
сооружений, если основание сложено нескальными породами
(грунтами);по первому предельному состоянию (по несущей способности,
т. е. устойчивости), когда:1)	на основание передаются регулярно действующие горизон¬
тальные нагрузки (подпорные стенки и т. п.);2)	основания ограничены нисходящими откосами;3)	фундаменты работают на выдергивание;4)	основания сложены скальными породами (грунтами).Расчет конструкции фундамента выполняется в соответствиисо СНиПом в зависимости от применяемого материала по первому
предельному состоянию на прочность всех работающих элементов.
Этот расчет не требуется, когда фундаменты возводятся из бутовой
или бутобетонной кладки. Железобетонные фундаменты, подвер¬
гаемые воздействию агрессивных грунтовых и производственных вод,
проверяются на трещиностойкость.Проектирование фундаментов и оснований производится в соот¬
ветствии со СНиПН-Б. 1—62*, СНиП И-А. 11—62, СНиП II-A.10—62, СПиП II-B. 1—62, а также учитываются требования Норм
и Технических указаний, разработанных для региональных условий
(см. приложение 1).Основное внимание при проектировании фундаментов уделяется
выбору глубины заложения и размеров их подошвы [31]. Эти раз¬
меры фундаментов принимаются исходя из выполнения условия,
согласно которому деформации не должны превышать предельных
величин (см. гл. 3, 5 и 6).Рассчитывая размеры подошвы фундамента по деформации осно¬
вания, приходится вводить второе ограничение, так как в настоящее
время относительно точно можно определить осадку фундамента
при прямой пропорциональности между напряжениями и деформа¬
циями в большей части объема основания. Это ограничение счи¬
тается выполненным, если под действием равномерно распределен¬
ного давления по подошве фундамента развиваются в основании
зоны пластических деформаций на глубину, не превышающую
четверти'ширины его подошвы. Такое давление называется нор¬
мативным давлением на грунт основания RH. При давлении не боль¬
ше R" деформации основания допускается определять как для ли¬
нейно деформируемого тела. Величину нормативного давления Ra8
рассчитывают в зависимости от свойств грунтов и размеров фунда¬
мента (ск. гл. 4).При мало- и среднесжимаемых грунтах, горизентальном харак¬
тере залегания их слоев и небольших нагрузках (см. табл. 16)
ограничение величины R" является решающим. Когда давление
по подошве не превышает R", осадки фундаментов и их неравномер¬
ности заведомо меньше предельно допустимых значений. В таких
случаях можно не производить расчета осадок и считать, что усло¬
вия, ограничивающие деформации, выполнены, если среднее зна¬
чение давления по подошве фундамента не превосходит величину
RH (см. гл. 4).В общем случае расчетом требуется установить, что:а)	среднее давление по подошве фундамента не превышает Rн;б)	краевое давление при внецентренном загружении не более
1,2 Rн;в)	деформации основания не выше предельных величин;г)	основание устойчиво;д)	фундамент имеет в каждом сечении необходимую прочность.§ 2. Порядок проектирования фундаментов-Как указано ранее, при проектировании фундаментов требуется
проводить несколько взаимно не связанных друг с другом расчетов.
Если по их результатам окажется, что хотя бы одно требование
СНиП П-Б. 1—62* неудовлетворено, приходится, изменяя размеры
подошвы или глубину заложения фундамента, производить повтор¬
ные расчеты. Для уменьшения объема вычислений рекомендуется
нижеуказанная последовательность.1.	Подсчитываются нагрузки, действующие на фундамент
(см. § 3).2.	Определяются нормативные и расчетные характеристики
грунта и производится оценка инженерно-геологических условий
площадки строительства (см. § 4).3.	Выбирается глубина заложения фундамента (см. гл. 3).4.	Устанавливается величина шормативного давления на грунт
основания обычно с одновременным определением ширины фунда¬
мента и проверкой напряжений по подошве (главы 4 и 5).5.	Для внецентренно нагруженных фундаментов производится
проверка краевых давлений (гл. 5, § 27).6.	Определяются осадка фундамента и неравномерности осадки
(см. гл. 6); полученные величины деформаций сравниваются с пре¬
дельно допустимыми их значениями; расчет осадки может не произ¬
водиться при хороших грунтах (см. табл. 16).7.	Если полученные значения осадок больше предельно допусти¬
мых величин, то изменяются размеры фундамента (глубина зало¬
жения, соотношение сторон, ширина подошвы), пока не будут удов¬
летворены условия расчета по деформации.9
8.	Производится, если это требуется (см. § 1), расчет устойчи¬
вости основания (ем. гл. 7).9.	Рассчитывается конструкция фундамента на прочность
(см. гл. 8).В ряде случаев некоторые этапы расчета отпадают. Иногда же
приходится производить дополнительные расчеты, например про¬
изводить проверку нормативного давления на слабый подстилающий'
грунт (см. гл. 5, § 26).При проектировании гибких фундаментов расчет их на проч¬
ность производится с учетом неравномерного распределения реак*
тивного давления грунта основания (см. гл. 8, § 51).§ 3. Нагрузки, учитываемые при расчете фундаментов
и основанийВсе нагрузки от сооружения передаются через фундамент
на основание. Однако они не в одинаковой степени воздействуют
на различные грунты. Поэтому важно правильно выбрать наибо¬
лее неблагоприятное, но реально возможное сочетание нагру-
зор, под действием которых развивается рассматриваемый вид
перемещений основания, приводящий к деформации элементов
конструкций.Так, если определяется осадка основания, сложенного медленно
деформирующимся глинистым грунтом, то учитывают длительно
действующие нагрузки. Если же определяется неравномерность
осадок, то при расчете важно получить наибольшую осадку одного
фундамента и наименьшую — другого. При определении наимень¬
шей осадки учитывают все постоянно действующие нагрузки и только
те временные, которые обязательно должны действовать в условиях
нормальной эксплуатации сооружения.В свете сказанного руководствуются указаниями СНиП II-А.11—62, СНиП II-A.10—62 и СНиП П-Б.1—62 * (см. приложение 1),
которые в сокращенном виде излагаются ниже.Нагрузки и воздействия делят на постоянные и временные.Постоянные нагрузки и воздействия прикладываются во время
строительства и проявляются в течение всего периода эксплуа¬
тации постоянно (собственный вес конструкций, давление грунта
и т. п.).Временные нагрузки и воздействия прикладываются или возни¬
кают в отдельные периоды строительства или эксплуатации, однако
они могут уменьшаться или полностью исчезать. Различают дли¬
тельнодействующие, кратковременные и особые временные нагрузки
и воздействия.Длительно действующими называются нагрузки, наблюдаемые
продолжительное время (вес оборудования, нагрузки от склади¬
руемых материалов и т. п.).ю
К кратковременным относят нагрузки, действующие непродолжи¬
тельное время (нагрузки от транспорта, включая краны, веса лю¬
дей и мебели, деталей и ремонтных материалов, от снега, ветра
и т. п.).Особые нагрузки возникают в исключительных случаях (сейсми:
ческие, аварийные от просадки основания при замачивании и т. п.).Различают следующие сочетания нагрузок:основные, составляемые из постоянных, временных длительно
действующих и одной из кратковременных нагрузок или воздей¬
ствий (наиболее существенно влияющей на рассматриваемую работу
грунтов основания);дополнительные, составляемые из постоянных, временных дли¬
тельно действующих и двух и более кратковременных нагрузок
и воздействий;особые, составляемые из постоянных, временных длительно
действующих, некоторых кратковременных и особых нагрузок
и воздействий.Нагрузки различают нормативные (максимальные типичные)
и расчетные, получаемые путем умножения величины нормативной
нагрузки на коэффициент перегрузки, учитывающий возможное
отклонение нагрузки от типичного значения.Расчет основания по деформациям производится на основное
сочетание нормативных нагрузок.Расчет оснований по их несущей способности, по устойчивости
фундаментов на сдвиг и выдергивание выполняется на основное,
дополнительное и особое сочетания расчетных нагрузок.Нагрузки, передаваемые на грунт основания, определяются
в соответствии со статической схемой сооружения. При расчете
оснований неразрезных и рамных конструкций сбор нагрузок
можно производить без учета перемещений опор, вызываемых де¬
формациями основания, и без учета неразрезности конструкций.
Однако при проверке напряжений под краем фундамента необхо¬
димо устанавливать величину момента сил, действующих в плос¬
кости подошвы фундамента, исходя из фактической статической
схемы сооружения (рама, арка, свод и т. п.).С целью упрощения расчета по деформациям СНиП разрешает
определять суммарную нормативную нагрузку, передаваемую на
основание (jV“), путем деления величины соответствующей расчетной
нагрузки на средний коэффициент перегрузки0-1)"сргде N — суммарная расчетная нагрузка на основание;пСр — средний коэффициент перегрузки.Нормы разрешают принимать пср = 1,20. Однако правильнее
пср устанавливать в зависимости от характера несущих конструк¬
ций и их загружения.11
При внецентренно нагруженных фундаментах момент от норма¬
тивных нагрузок, действующих на основание (Ми), можно опреде¬
лять по формуле, (1.2)псргде М — момент от расчетных нагрузок в плоскости подошвы фун¬
дамента.Нормативную нагрузку от веса фундамента и грунта над его
уступами вычисляют по их размерам. Эта нагрузка при еще неиз¬
вестных размерах фундамента может быть приближенно оценена
от 10 до 25% действующей по обрезу нагрузки или установлена
по справочникам [26].Сумма временных нагрузок, передаваемых перекрытиями много¬
этажных жилых и некоторых общественных зданий, принимается
с понижающим коэффициентом а (см. табл. 1).Таблица 1Значения коэффициента аЧисло пере¬
крытий123456789 и болееа0,90,850,800,750,700,650,600,550,5Пример 1.1. Определить нагрузку на фундамент четырехэтаж¬
ного административного здания (рис. 1.1), если известны нагрузкиРис. 1.1. Расчетная схема к примеру 1.1:
а — план здания; б — разрез по 1—1= 0,4 Т/м2, q2 = 0,5 Т/м2, вес стены-0,8 Т/м2, проемность 25%,
колонна железобетонная 0,4 X 0,4 м и временные нагрузки на меж¬
дуэтажные перекрытия qlB„ = 0,2 Т/м2 и на покрытие (снег) ^2вР=
= 0,1 Т/м2.Подсчитаем нагрузку на метр длины стены.12
Вес стены 15 х 0,8 х 0,75 = 9 Т/м.Вес перекрытий 3 X 0,4 X 3 -)- 4 X 0,5 = 5,6 Т/м.Временная нагрузка на перекрытия с учетом коэффициента а
по табл. 1 (3 X 0.2 X 3 + 4 X 0,1) X 0,75 = 1,7 Т/м.Итого 16,3 Т/м.Подсчитаем нагрузку на фундамент колонны.Вес колонны 0,4 X 0,4 X 15 X 2,5 = 6 Т.Вес перекрытий 6 X 6 X 0,4 X 3 -|- 6 X 6 X 0,5 = 61,2 Т.
Временная нагрузка (6 X 6 X 0,2 X 3 + б X б X 0,1) 0,75 —
= 18,9 Т.Итого 86,1 Т.§ 4. Оценка инженерно-геологических условий
площадки строительстваДо начала проектирования фундаментов необходимо:1)	изучить местный опыт строительства;2)	ознакомиться по данным отчета инженерно-геологических
изысканий с характером залегания слоев грунта и положением
уровня грунтовых вод на строительной площадке;3)	выбрать нормативные и расчетные характеристики грунтов
каждого слоя (сжимаемость, сопротивление сдвигу, просадочность,
набухаемость, состояние по плотности, консистенции и т. п.);4)	оценить характер возможных осадок;5)	наметить с учетом напластования грунтов размещение объекта
на площадке строительства, когда положение сооружения точно
не обусловлено.Изучение опыта предшествующего строительства и данных дли¬
тельных наблюдений за осадками ранее возведенных сооружений
часто дает возможность избежать ошибок при проектировании
и устройстве фундаментов, а также найти наиболее рациональ¬
ные решения. Поэтому важно тщательно собрать данные об осу¬
ществленных конструкциях фундаментов и условиях их возведения.В инженерно-геологических отчетах приводятся колонки сква¬
жин и литологические разрезы. Разрезы позволяют судить о прости¬
рании слоев грунта, их мощности на различных участках террито¬
рии и выклинивании; наличии линз грунта, обладающего свойст¬
вами, существенно отличающимися от преобладающих грунтов;
характере включений (валуны, торфянистые отложения и т. п.);
положении, направлении потока грунтовых вод и наличии напор¬
ных вод в подстилающих водоносных горизонтах и т. п.Эти данные оцениваются с позиции работы грунтов под воздей¬
ствием нагрузок, передаваемых сооружениям, а также возможных
изменений свойств грунтов при откопке котлованов, возведении
фундаментов и эксплуатации сооружений.13
Особое внимание уделяется оценке изменения уровня грунтовых
вод как при сезонном его колебании, так и вследствие строительства
сооружений в районе проектируемого объекта (напорные гидро¬
технические сооружения, дренажные и др.).Рассматривается также химический состав грунтовых вод с по¬
зиции их агрессивности.Оценку инженерно-геологических условий следует начинать
с нанесения на геолого-литологические разрезы подземной части
сооружения.Для каждого слоя грунта устанавливаются прежде всего харак¬
теристики физического состояния (влажность W, удельный вес
7уд, объемный вес у0, объемный вес скелета грунта vCk, пористость
я, объем твердых частиц грунта в единице объема т, коэффициент
пористости е, коэффициент водонасыщенности (степень влажности)
G, пределы (границы) раскатывания Wv и текучести WT9 число плас¬
тичности Wn, показатель консистенции В). Величины характерис¬
тик W, 7УД, у0} Wp, WT устанавливаются как среднеарифметические
их значения. Остальные величины вычисляются по формулам:у =	Yo	Уск 1+0,01 UT ’с	 Ууд Уск 	 пYck	1 — « ’1т = ТТ1'Q ... ^Ууд	пз,и 1008Yb ’ I	^ 'Wn = WT-W р,B_w-wр
W„ '« 	 0>01 ^ИОлТ,УД8_ Ъ ’^ПОЛ - ^ ■ 100.тудЗдесь 7в — удельный вес воды;1Р„ол — полная влагоемкость — влажность грунта, соответст¬
вующая полному ^заполнению пор водой.Кроме того, по данным испытаний устанавливаются характе¬
ристики сжимаемости (модуля деформации Е кГ1см2 или коэффи¬
циента относительной сжимаемости а0 см21кГ), сопротивления
грунта сдвигу (угол внутреннего трения <рн и удельное сцепление
снТ 1м2) и коэффициента фильтрации.14
В порядке первого приближения £, ф и с могут быть приняты
по СНиП (табл. 2) или по таблицам, составленным для региональных
грунтов (см. приложение 1). Окончательное установление этих
величин должно производиться не¬
посредственно по результатам Испы¬
тания грунта в лабораторных и поле¬
вых условиях.При определении коэффициента
относительной сжимаемости грунта а0
по компрессионной кривой (рис. 1.2)
рассматривают участок в пределах
изменения давления от природного
на данной глубине (рг) до напря¬
жения (р2), которое возникает на
этой глубине после приложения на¬
грузок от сооружения.Вычисление коэффициента относительной сжимаемости произ¬
водят по формулеа0 = ?	—ч •	(1.4)(Pi— Pl)(l+8l)	VЗная а0, легко найти модуль деформации грунта на этом же
участке компрессионной кривой и наоборот£ = tb «> = ТГ-	<15>Здесь ех и е2 — коэффициенты пористости, соответствующие
давлениям и /V.Р0 — коэффициент, зависящий от бокового расширения грунта
и определяемый из выраженияe. = .-T%V = (l-?‘A(,l+t‘>- <|-в>где ц. — коэффициент бокового расширения грунта при одноосном
сжатии (коэфф. Пуассона).Значения рх и р2 определяются по формуламПPi ~ 2	(17)р2=р1+рг,.где у0i — объемный вес грунта i-ro слоя в кГ/см3-,
hi — мощность этого слоя в СМ)рг — среднее вертикальное дополнительное напряжение в рас¬
сматриваемом слое, возникающее от нагрузок соору¬
жения в кПсм2','
п — число слоев выше оассматоиваемой глубины.Рис. 1.2. Компрессионная кривая15
Таблица 2Нормативные и расчетные значения параметров линейности
(с в Т/м2), углов внутреннего трения (<р в град) и модулей
деформации (Е в кГ/см1) песков независимо от их
происхождения и возрастаНаименование
видов грунтовХаракте¬ристикагрунтовПри коэффициенте пористости в0,41--0,50,51--0,60,61--0,70,71--0,8нор-матив-ныерас¬чет¬ныенор-матив-ныерас¬чет¬ныенор¬матив-ныерас¬чет¬ныенор-матив-ныерас¬чет¬ныеПески граве¬
листые и
крупныеС1Е0,243500410,140400383830036—	 /Пески средней
крупностис<РЕ0,340500380,238400360,13530033——Пески мелкиес<РЕ0,6384800,1360,436380340,23228030 ’2818026Пески пыле¬
ватыес<Р' Е0,8363900,2340,6342800,1320,430180280,22611024Примечания: 1. Таблицы 2и2а утверждены Госстроем СССР как изменение СНиП
II—Б. 1—62*. 2. Характеристика песчаных грунтов по табл. 2 относится к кварцевым пескам
с зернами различной окатанности, содержащими не более 2о% полевого шпата и не более 5%
различных примесей (слюда, глауконит и др.) независимо от влажности. 3. Характеристики,
приведенные в табл. 2а, относятся к грунтам, содержащим растительные остатки не более 5%
при условии полного заполнения пор водой (степень влажности О ^ 0,8).16
(оЧ^^О ии11нэ1эиэн0н Hdu) нинэжсигхо хганьихбэяхэь aomXdj хпхэиншм (qvdz я Л)
нинэбх олэннэс1хАня aoirjX и (9trl£ я о) иинэ1шэ1к> х1чнч!ГЭ1ГЛ нинэьене эпнхэьэвс! и опняихембоцVZ в П и If 9 в I| 0,96-1,1рас¬чет¬ные——0.2160,6151,2142,213нор¬матив¬ные—• —0,8
i 181,9173,6164,715| 0,81-0,95рас¬чет¬ные——0,4171,0162,5154,014нор¬матив¬ные——1,1192,8184,1179,416При коэффициенте пористости0,71-0,8' рас¬
чет¬
ные—0,2190,8181,9173,616—нор¬матив¬ные—0,7211,9203,4198,218—| 0,61-0,7рас¬чет¬ные210,420192,818——нор¬матив¬ные0,6231,4221 2,5"
21! 6,8
20——0,51-0,6рас¬чет¬ные0,1220,7211 1,920——нор¬матив¬ные0,8242,1235,022i 	——0,41-0,5рас¬чет¬ные0,32311,422————нор¬матив¬ные1,2254,224——	^—Характеристикагрунтовс<Рс<Рс<Рс?с<Рс<РВлажность грунтов
на границе раскатывания
в %3,5—12,412,5—15,415,5—18,418,5—22,422,5—26,426,5—30,417
Нормативные значения модулей деформации глинистых грунтов(Е в кГ/см2)Таблица 26181.01-1.15012090701.51-1.71000,81-0,9 0,91-1,011080601501209070111.5При коэффициенте пористости е701401108018015012070140100При коэффициенте пористости е1,31-15С12С0,71-0,8100170140120210180150. 1102101701301,11-1.3>20[901600,61-0,71602201901702402101702702201704111,01-1,12502200,51-0,62402702502802403302804500,41 -0,53203403203304003505501.0>>0,31-0,4[7500,91-27С24СНаименование грунтов
и консистенция0^В^\( 0^5^0,25 ‘
{ 0,25 С В ^0,5
( 0,5 < В ^ 1( 0^5^0,25
{ 0,25 С В ^0,5
( 0,5 < В ^ 10^5^ 1( 0^5^0,25
{ 0,25 <Я^0,5
1 0,5 < В ^ 1| 5^0,5( —0,25 ^ В ^0
< 0< В ^ 0,25
\ 0,25<£^0,5СупесиСуглинкиГ лины
СупесиСуглинкиСупесиСуглинкиГ линыПроисхождение
и возраст грунтовАллювиальныеДелювиальныеозерныеОзерно-аллю¬виальныеФлювиогляциаль-ныеМоренныеЮрские отложе¬
ния Оксфордского
ярусакКXояSно(V3асЭ*SИ04<и00+-CL)!Т1
Для определения рг обычно объемный вес грунта принимают без
учета взвешивающего действия воды. Последнее учитывают, когда
известно, что грунт постоянно находился ниже уровня грунтовых
вод с момента его образования и не испытывал давления, более при¬
родного. К таким грунтам относятся илы и поверхностные торфя¬
нистые отложения.Объемный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
определяют по формулеТо = ^^ = (ТУд-1)(1-п),	(1.8)где 7уд — удельный вес твердых частиц грунта;е — коэффициент пористости грунта природного сложе¬
ния;п — пористость грунта в долях единицы.Вычисленные характеристики сжимаемости а0 и Е для одного
и того же слоя по нескольким компрессионным кривым осредняются.
Осреднение должно быть произведено не менее чем по 6 компресси¬
онным испытаниям.Некоторые исследователи считают, что определение модуля де¬
формации по данным компрессионных испытаний приводит к зани¬
женным его значениям и рекомендуют вводить коэффициент для
увеличения Е *. К сожалению, этот вопрос исследован еще недоста¬
точно. Опыт строительства в Ленинграде показывает, что при отно¬
сительно слабых грунтах, когда расчет действительно надо прово¬
дить по деформациям грунтов в основании, компрессионные кривые
дают значения а0 и Е, близкие к действительности.Конечно, более точные значения Е и а0 могут быть получены
при испытании грунта пробной нагрузкой.Величины угла внутреннего трения грунта ф и удельного сцеп¬
ления с определяются по данным лабораторных испытаний на сдвиг,
испытаний при одноосном и трехосном сжатии, полевых испытаний
сопротивления грунта повороту четырехлопастного прибора (испы¬
тания «вайнтест») и другими методами. Нормативные величины
фн и с" должны определяться с учетом степени уплотнения грунта
в основании сооружения к моменту приложения значительных ка¬
сательных напряжений.При возведении обычных зданий считают, что в пределах зон
пластических деформаций грунт уплотняется по мере приложения
нагрузок, на которые рассчитывается основание. Однако при широ¬
ких фундаментах и, в 'частности, в виде сплошных плит необходимо
учитывать, что к моменту возникновения значительных касательных♦Агишев И. А. Зависимость между пористостью и модулем деформации,
установленная полевыми испытаниями глинистых грунтов. Научно-техн. бюлле¬
тень «Основания и фундаменты» 20. Госстройиздат, 1957.19
напряжений грунт еще не получает надлежащего уплотнения. В этом
случае следует принимать, что часть нормального давления не пере¬
дается на скелет грунта (гл. 6, § 42).Расчетные значения характеристик <р и с определяются из выра¬
жений»=*»•»■,■) (19)с = kmca, )где m — коэффициент условий работы, устанавливаемый нормами
в соответствии с действительной работой оснований со¬
оружений;k — коэффициент однородности грунта, определяемый из вы¬
раженийk= 1 — -J,'ф 1 (1.10)
k = 1 — .
сЗдесь а — средняя квадратичная ошибка, вычисленная при
обработке результатов испытаний образцов для определения соот¬
ветственно <рн и с".Коэффициент однородности грунта при вычислении расчетных
значений других характеристик грунтов определяется по формулам,
аналогичным приведенным.Пример 1.2. Определить расчетное значение сцепления, если
в результате отдельных испытаний получены величины сцепления
0,08; 0,10; 0,12; 0,13; 0,13; 0,13; 0,15; 0,15; 0,15; 0,16; 0,17; 0,17;
0,19; 0,19; 0,23 кГ/см2 (п = 15).Найдем нормативное сцеплениеПсн = 1 2/? = (0,08 + 0,10 + 0,12 + 3 • 0,13 + 3 • 0,15 + 0,16 +
i=i+ 2-0,17 + 2.0,19 + 0,23): 15 = 0,15 кГ/см*.Определим среднеквадратичное отклонение1-1 »-1 =т [ . 0,07* + 0,052 + 0,03* + 3 • 0,022 -f 0,012 + 2- 0,022 _|_ 2 • 0,042 + 0,08» _
— у	I5ZT1	—= 0, 0378 кГ/см*.20
Тогда по формуле (1.10) найдем коэффициент однородности
* ~ 1—^-0,7в.Расчетное значение сцепления по формуле (1.9) будет
с = kmcн — 0,75 • 1 • 0,15 = 0,11 кГ/см2.§ 5. Вариантность решенийДаже при простых грунтовых условиях (однородный грунт
на большую глубину), а тем более при сложных, можно наметить
несколько вариантов решений устройства фундаментов.Эти варианты могут отличаться друг от друга по материалу
и конструкциям самого фундамента, глубине его заложения, ши¬
рине подошвы, подготовке основания, способу устройства фунда¬
мента и т. п. Из них, очевидно, следует выбрать оптимальное ре¬
шение. Это можно сделать только на основе технико-экономического
сопоставления вариантов.При этом должна учитываться стоимость возводимой конструк¬
ции фундамента, ее долговечность, индустриальность, трудоемкость^
скорость возведения, возможность выполнения работ в зимнее
время, сохранение структуры грунтов в основании во время про¬
изводства работ и др.Процесс рассмотрения вариантов является основным в проек¬
тировании фундаментов. Поэтому весьма важно правильно решить
все принципиальные вопросы при выборе варианта, для этого ре¬
комендуется:	'1)	составить эскизы по возможности всех реальных вариантов;2)	отбросить наиболее неприемлемые из них;3)	рассчитать отобранные варианты для наиболее загруженного
типичного фундамента;4)	произвести технико-экономическое сравнение вариантов.Рассмотрение этого вопроса произведем на примере.Пример 1.3. На площадке строительства пятиэтажного жилогодома с поверхности на большую глубину залегает глина в текуче¬
пластичном состоянии, обладающая характеристиками: у0 =
= 1,8 Т 1м3, а0 = 0,020 см?1кГ, <рн = 16°, сн = 0,5 Т1мг. Здание с про¬
дольными несущими кирпичными стенами, давление по длине
стены 25 Т/м.В качестве эскизных решений (рис. 1.3) выдвигаются следующие:а)	ленточный фундамент сборный или монолитный с широкой
подошвой и минимальной глубиной заложения;б)	сплошная железобетонная плита под всем зданием;в)	ленточный фундамент на сплошной песчаной подушке;г)	ленточный фундамент на раздельных песчаных подушках;21
д)	ленточный фундамент на грунте, уплотненном электроос¬
мосом;е)	свайный фундамент с призматическими короткими сваями,
расположенными в два ряда;ж)	свайный фундамент с короткими пустотелыми сваями;з)	свайный фундамент с длинными сваями.Если по расчету осадка здания окажется значительной (более
8 см), придется (см. табл. 17) уменьшить чувствительность несущихРис. 1.3. Варианты устройства фундаментов здания
с несущими продольными стенамиконструкций к неравномерным осадкам устройством поясов армиро¬
вания, осадочных швов и проведением других мероприятий (см.
гл. И § 65).При рассмотрении эскизов целесообразно отбросить варианты
«в» и «г» с песчаными подушками, так как они приводят к большому
объему земляных работ, выполняемых с водоотливом, а также ва¬
риант «д», требующий большой затраты электроэнергии и времени
на уплотнение.Вариант «е» нерационален из-за заглубления ростверка на рас¬
четную глубину промерзания грунтов.22
Технико-экономическое сравнение вариантов по стоимости 1 м длины подземной части зданияТаблица 323Вариант зстоимость
в руб.10—5026—2021—6027—20365—40
450—403,5допустимообъем3,450,90,91,655,8Вариант жстоимость
в руб.10—5026—2021—6027—20281—20366—705,4допустимообъем3,450,90,91,653,91 Вариант бстоимость
в руб.25—9052—40129—6022—30230—207,8нежелательнообъем8,551,85,41,357Вариант астоимость
в руб.25—6058—20127—3027—20
4—5011—40254—2014,5допустимо с
предохранени¬
ем от промер¬
занияобъем8,452,03,81,651,00,1Стоимость един,
измер., руб. коп.3—03
29—10
33—50
24—00
16—504—50	.
72—10
63—00
114—00Единица, измере¬
нийж3
мъ
мъ
ж3
ж3
м3
м3
м3
тсмВиды работ и конструкцийРазработка грунта под фунда¬
ментыСборный бетон
Сборный железобетон
Монолитный железобетон
Бетонная подготовка и пол
Песчаная подсыпка
Сваи пустотелые
Сваи квадратного сечения
Арматура поясов
Общая стоимость/ ОсадкаПроизводство в зимних условиях
Для остальных вариантов следует произвести в соответствии
с методикой, изложенной в последующих главах, расчеты размеров
подошвы, величины осадки, необходимой глубины погружения
свай и т. п. Расчеты покажут, при каких вариантах необходимо
понижать чувствительность конструкций к неравномерным осад¬
кам, можно ли делать фундаменты сборной конструкции и какие
из этих вариантов приводят к недопустимо большим осадкам и их
неравномерностям.После расчетов фундамента основной несущей стены (например,
средней, продольной) производят технико-экономическое сравне¬
ние и принимают окончательно вариант (см. табл. 3).Технико-экономическое сравнение должно производиться с уче¬
том всех затрат применительно к району строительства. Для об¬
легчения в приложении 2 приводятся укрупненные цены на неко¬
торые виды работ применительно к условиям г. Ленинграда.
При курсовом проектировании приложением 2 условно можно поль¬
зоваться и для других районов Советского Союза. Для реального
и дипломного проектирования технико-экономическое сравнение
должно производиться с учетом фактических цен на материалы
и рабочую силу.
ГЛАВА 2,КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ§ 6. Типы фундаментовРазличают фундаменты мелкого заложения, возводимые в предва¬
рительно вырытом котловане, свайные фундаменты (см. гл. 9)
и фундаменты глубокого заложения, погружаемые в грунт с одно¬
временным извлечением грунта из-под них или устраиваемые в ко¬
лодцах, проходимых со специальным креплением стен. Поскольку
фундаменты глубокого заложения обычно применяются в гидро¬
техническом и транспортном строительстве, в пособии они не рас¬
сматриваются. Фундаменты мелкого заложения имеют подошву
чаще всего на глубине 1,0—3,0 м.Основными типами фундаментов (рис. 2.1) являются:а)	отдельные фундаменты, применяемые под колонны и стены
в комбинации с фундаментными балками (ранд-балками) (рис. 2.1, а,2.1,	б и рис. 2.2, 2.3, 2.4);б)	ленточные фундаменты под колонны, воспринимающие давле¬
ние от ряда колонн (рис. 2.1, в), и фундаменты из перекрестных
лент (рис. 2.1, г);в)	ленточные (непрерывные) фундаменты под стены, загружен¬
ные непрерывной нагрузкой, передаваемой стенами (рис. 2.1, д,2.1,	е и рис. 2.13, 2.14);г)	сплошные фундаменты в виде железобетонных плит или
в перевернутом виде оболочек под всем сооружением или его частью
(рис. 2.1, ою и 2.15);д)	массивные фундаменты — в виде жесткого массива под всем
сооружением (рис. 2.1, з)\е)	свайные фундаменты.Различают фундаменты монолитные, сооружаемые на месте
постройки (рис. 2.1, б, в, г, ж, з,), и сборные, монтируемые из зара¬
нее изготовленных элементов-блоков (рис. 2.1, а, д, ё).Плоскость, разделяющая фундамент от вышевозводимой части
сооружения, называется обрезом фундамента (рис. 2.2). Нижняя
плоскость фундамента называется подошвой. Под шириной подошвы
фундамента или под шириной фундамента понимают меньший раз¬
мер подошвы. Высотой фундамента называют расстояние от его25
Рис. 2.1. Типы фундаментов:а — сборный фундамент стаканного типа; б — монолитный железобетонный фунда¬
мент под колонну; в — монолитный ленточный фундамент под колонны; г —
фундамент из перекрестных лент; ,д — сборный ленточный фундамент под стену
с непрерывной подушкой; е — то же, с прерывистой подушкой; ж — сплош¬
ной фундамент под группу колонн; 1 — продольные ребра; 2 — поперечные ребра;3	— плита; 4 — колонны; з — массивный фундамент под доменную печь; 1 — огне¬
упорный бетон; 2 — шамотный кирпич; 3 — железобетон; 4 — подготовка
подошвы до обреза (Лф). Расстояние от
поверхности земли до подошвы фунда¬
мента является глубиной заложения
(Н) (рис. 2.2). Ширина бутовых фунда¬
ментов по обрезу принимается на 5—
15 см больше ширины надфундамент-
ной кладки. Размеры подошвы фунда¬
мента назначаются по расчету.Различают фундаменты гибкие,
деформации которых учитываются прираспределении давления по их подошве, и жесткие, при расчете
которых деформации изгиба не учитываются.§ 7. Материалы для фундаментовДля устройства фундаментов применяют преимущественно же¬
лезобетон, бетон, бутобетон, каменную (бутовую) кладку и в исклю¬
чительных случаях дерево и металл.Железобетонные фундаменты хорошо работают на изгиб. Они
широко используются, когда необходимо передать давление на зна¬
чительную площадь при минимальной высоте фундаментов. Их
делают сборной конструкции и монолитными.Для устройства монолитных отдельных железобетонных фунда¬
ментов применяют бетон марки 100 или 150, для ленточных под
колонны и сплошных фундаментных плит используется бетон марок
150—250 и выше. Марка бетона железобетонных блоков-подушек
сборных фундаментов принимается, как правило, 150.Бетонные и бутобетонные фундаменты делают монолитными
или сборными. Эти фундаменты допускают относительно неболь¬
шое уширение подошвы. При проектировании бетонных фундаментов
руководствуются СНиП II-B. 1—62 (см. приложение 1).Бетон и бутобетон используется для блоков подушек шириной
до 1,0 ж и чаще всего для фундаментных стеновых блоков. Минималь¬
ные марки этих материалов принимаются в зависимости от степени
долговечности зданий и водонасыщенности грунтов в пределах
75—150.Каменная кладка (бутовая или из искусственных камней) исполь¬
зуется для фундаментов, не испытывающих значительных растяги¬
вающих напряжений. При проектировании бутовых и бутобетонных
фундаментов руководствуются СНиП II-B. 2—62, СНиП III-B.
4—62, СНиП I-B. 8—62 и СНиП I-B. 11—62 (см. приложение 1).27Рис. 2.2 Пирамидальный фундамент:/гф — высота фундамента; Н — глубина заложения; L — вы¬
нос фундамента; 1 — подошва; 2 — обрез
Бутовую кладку применяют при наличии дешевого местного
бутового-камня и малом объеме фундаментов. Для кладки применяют
растворы марки не ниже величин, указанных в табл. 4.Таблица 4Наименьшие марки растворов для кладки фундаментов
(СНиП I-B. 11—62)Характеристики влажности
грунтовНаименованиерастворовТребуемые наимень¬
шие марки растворов
при степени долговеч¬
ности конструкцийIишГрунт маловлажный (при за¬
полнении пор водой не более
50% объема пор)Цементно-известковыеЦементно-глиняныеИзвестковые252510101010■ 4Грунт очень влажный (при
заполнении водой от 50 до
80% объема пор)Цементно-известковыеЦементно-глиняные505025251010Грунт, насыщенный водой
(при заполнении водой более
80% объема пор)ЦементныеЦементно-известковыеЦементно-глиняные5050252525Степень долговечности устанавливается по СНиП II-B. 6—62 со сроком
службы не менее 100 лет — I, 50 лет — II, 20 лет — III.Уширение бутовых и бутобетонных фундаментов производится
уступами или устройством наклонных граней (рис. 2.2). Высота
уступа принимается для бутобетона не менее 30 см, а для бутовой
кладки — в два ряда бутовых камней, что составляет 35—60 см.
Для исключения возникновения недопустимых растягивающих
напряжений в нижней части кладки фундамента ограничиваютотношение высоты уступов к ширинеа также отношение-^-(см. рис. 2.2). Эти отношения должны быть не менее значений,
указанных в табл. 5.Таблица 5Минимальные отношения высоты уступов к их ширине
для бутобетонных и бутовых фундаментов
(СНиП II-B. 2-62)Марка раствора
или оетонаДавление на грунт по подошве от
расчетной нагрузки£= 2 кПсм* |^ 2,6 кГ/см*50—100
* 10 — 35
41,251,51,751,501,75228
Использование деревянных фундаментов допустимо только под
временные деревянные здания.Металлические фундаменты применяют при сборно-разборных
специальных сооружениях.§ 8. Конструкции отдельных фундаментовКонструкции фундаментов зависят от инженерно-геологических
условий, используемого материала, характера опирающихся кон¬
струкций сооружения и величины нагрузок.Отдельные фундаменты под стену (столбчатые фундаменты)
делают при малой нагрузке или при плотных грунтах. При этом
используют бутовую кладку, бутобетон и бетон или сборные блоки
(рис. 2.3). Фундаменты располагают через
3—6 м под простенками и в углах.Отдельные монолитные фундаменты
под колонны показаны на рис. 2.1,6,2.2 и 2.5. Если на бутовый или бетонный
фундамент опирается железобетонная или
металлическая колонна, то делается под-
колонник с площадью опорной плиты,
рассчитываемой по прочности материала
кладки фундамента. Минимальное сечение
в плане бутовых и бутобетонных фундамен¬
тов соответственно принимают 0,6 X 0,6 м
и 0,4 X 0,4 ж.Железобетонные монолитные отдельные
фундаменты применяют когда их вес больше
грузоподъемности монтажных кранов.Под сборные железобетонные колонны применяют фундаменты
ступенчатого типа со стаканом (рис. 2.4). Для двухветвевых колонн,Рис. 2.3. Отдельные (стол¬
бовые) фундаменты под
стену:1 — подушка; 2 — столб из
бетонных блоков; 3 — фун¬
даментная балка; 4 — кладка
стеныРис. 2.4. Железобетонные фундаменты со стаканом:а — под одноветвевую колонну; б — под двухветвевую колонну с распоркой внизу;
в — под двухветвевую колонну с распоркой выше фундаментаимеющих нижнюю распорку выше обреза фундамента, устраивают
два стакана (рис. 2.4, в), В этом случае растянутая ветвь прикреп¬
ляется к фундаменту анкерами или в растянутой ветви на участках,,
^ходящих з стакан, устраиваются шпонки.39
Глубина стакана йс принимается:а)	для одиночной колонны не менее ее большего размера попе¬
речного сечения;б)	для двухветвевых колонн исходя из условий:ftcSsO,5 + 0,33 Л к,
he ^ 1,5 аек,где Ак — расстояние между наружными гранями двухветвевой
колонны в м,ак — больший размер поперечного сечения ветви колонны в м.Кроме того, глубина заделки колонны в фундаменте назначается
не менее 30d, где d — наибольший диаметр продольной арматуры ко¬
лонны, а для растянутой ветви двухветвевой колонны — не менее
40d, если, конечно, не проводятся специальные меры по анкеровке
арматуры. Глубина стакана принимается на 50 мм больше требуе¬
мой глубины заделки колонны.Толщина дна и стенок стакана делается не менее 200 мм. Зазоры
между стенками стакана и колонной принимаются по низу 50 мм
и по верху 75 мм. Если соблюдены вышеуказанные соотношения
и толщина стенок стакана не менее 0,75 высоты верхней ступени
фундамента, то они не армируются. Бетон для омоноличивания ко¬
лонны в фундаменте используется не ниже марки 200.Когда стенки стакана принимаются более тонкими, они рассчиты¬
ваются как железобетонные элементы (см. § 50). Глубину стакана
и толщину его стенок тогда назначают в зависимости от эксцентри¬
ситета е относительно центра дна стакана. Различают два случая:1.	е 2ак для одиночной колонны или е 2Ак— для двухвет¬
вевой колонны. Минимальная глубина заделки колонны прини¬
мается, как указанно выше. Толщина стенок стакана принимается
для одиночной колонны не менее 0,2ак; для двухветвевой не менее
0,2.4к, но не менее 200 мм.2.	е^> 2ак или е 2АК. Глубина заделки колонны принимается
для одиночной колонны не менее 1,4ак и для двухветвевой — неменее 0,7 + 0,45ЛК, а толщина стенок стакана — не менее ~-для одиночной колонны и не менее —■ для двухветвевой, ноне менее 200 мм.При применении монолитных колонн для их заделки в фунда¬
менты из последних выпускается арматура сечением, соответ¬
ствующим арматуре в колонне. Выпуски соединяются хомутами
(рис. 2.5) и их объединяют в пространственный каркас. Выпуски
арматуры заделываются в фундамент не менее чем на величину
30d. Стыки арматуры устраивают выше верха фундаментных ба¬
лок, а при отсутствии последних — выше уровня пола.При глинистых грунтах пластичной консистенции и водонасы¬
щенных песках под фундамент устраивают подготовку из бетона30
марки 50 толщиной Ю0 мм. Толщина защитного слоя бетона для
арматуры в этом случае принимается 35 мм. При глинистых грун¬
тах полутвердой и твердой консистенции можно подготовку не уст¬
раивать, а защитный слой принимать 35 мм. При маловлажных
песчаных и гравелистых грунтах либо
устраивается подготовка, либо защит¬
ный слой принимается 70 мм.Армирование отдельных фундамен¬
тов под колонны осуществляют сварными
сетками из арматуры классов А-II
и А-III. Расстояние между стержнями
принимается, как правило, равным
200 мм у а диаметр рабочих стержней —
не менее 10 мм.Соединение железобетонных фун¬
даментов со сборными колоннами ниже
поверхности земли не позволяет про¬
изводить обратную засыпку фундаментов
до установки колонн/ Это затруд¬
няет транспортирование, складированиеи монтаж конструкций, а также отвод поверхностных вод. Поэтому
при выборе типов фундаментов исходят из условия возможности
завершения нулевого цикла работ до монтажа колонн. С этой целью
фундаменты проектируются с обрезом на отметке — 0,15 м (рис. 2.6),Рис. 2.5. Железобетонный
фундамент под монолитную
колонну:1 — подготовка; 2 — бетонные
подкладки или приваренные к
каркасу уголки; 3 — арматура
периодического профиляРис. 2.6. Конструкции фундаментов, принимаемые с учетом работ нуле¬
вого цикла:а — монолитный фундамент (в разрезе) и его армирование; б — сборный фун¬
дамент; в — сборный фундамент двухветвевой колоннычто дает возможность произвести обратную засыпку до монтажа
колонн. Для этого увеличивается высота верхней ступени (повы¬
шенная стаканная часть) или устраиваются стыки колонн выше
уровня пола. При устройстве повышенной стаканной части фунда¬
мента ее рассматривают как уширенную часть колонны (подко-
лонник).Сборные железобетонные отдельные фундаменты под колонны
делаются из одного или нескольких сплошных, ребристых или31Подколонник/БашмакПлитаШов
пустотелых блоков. Вес блоков подбирается по грузоподъемности
кранов. Размеры типовых блоков приводятся в справочниках
[26]. Наиболее экономичны фундаменты, состоящие из одного эле¬
мента или из нескольких элементов, замоноличиваемых и работа¬
ющих как один общий массив. Менее экономичны фундаменты из
нескольких элементов, устанавливаемых один на другой, не рабо¬
тающих как цельный монолит. В этом случае целесообразнее фун¬
даменты монолитные.Первый ряд блоков, в том числе и под ленточные фундаменты,
устанавливают на тщательно выровненный слой песка 6—15 см.Арматурные
сеткиПри просадочных грунтах, а также при агрессивных грунтовых
водах поверхность грунта тщательно выравнивается и блоки уста¬
навливаются на раствор.Все основные положения по проектированию железобетонных
фундаментов распространяются и на фундаменты под стальные
колонны.Отметка верха фундамента обусловливается размещением сталь¬
ного башмака колонны ниже уровня пола (рис. 2.7, а). Высота фун¬
даментов, помимо условий прочности, обусловливается глубиной
заделки* анкерных болтов. Расстояние от грани верхней ступени
фундамента до грани стальной плиты башмака колонны прини¬
мается не менее 50 мм, а до оси анкерного болта — не менее 150 мм32АнкерныеболтыПодколонникШовРис. 2.7. Конструкции фундаментов металлических
колонн:а — фундамент, усиленный арматурой в . верхней части;
6 — бетонный фундамент; в — армирование монолитного
фундамента; г — сборный фундамент при значительном
заглублении подошвы
при его диаметре до 50 мм и не менее 200 мм при диаметре более
50 мм. Ниже головки болта оставляют слой бетона толщиной не
менее 100 мм (рис. 2.7, б).Болты доводятся до арматурной сетки фундамента или при
большой высоте фундамента длина анкерных болтов обусловливаетсяРис. 2.8. Расположение и опирание фунда¬
ментных балок:а — под несущую стену; б — под стену каркасного
заполнения; 1 — фундаментная балка; 2 — столб¬
чатый фундамент; 3 — изоляция; 4 — столбикнормальной их заделкой. В этом случае армирование подколонника
выполняется по расчету (рис. 2.7).В случае необходимости по верху железобетонных фундамен¬
тов под стальной плитой укладываются арматурные сетки (см.
рис. 2.7, а).Фундаментные балки укладываются на обрезы фундаментов или
бетонные столбики (сборные или монолитные). Размеры опор ба¬
лок принимаются не менее: вдоль балки—а=225 мм, поперек —
b равным ширине низа балки плюс 100 мм'Расположение фунда¬
ментных балок и их увязка с уровнем пола приведены на рис. 2.8.§ 9. Конструкции ленточных фундаментовЛенточные (непрерывные) фундаменты под стены делают сбор¬
ными йз крупных блоков и из железобетонных панелей, а также
монолитными из бетона, бутобетона и бутовой кладки. Применение
монолитных фундаментов допускается, где нерациональна сборка
их из блоков.Сборные фундаменты под стены обычно состоят из подушки
и стенки (см. рис. 2.1, д). При проектировании таких фундаментов
руководствуются СН 58—59 (см. приложение 1).Подушка фундамента собирается из блоков-подушек (см.
рис. 2.1, д). Размеры типовых блоков можно найти в справочниках
126] и в табл. 6. Блоки-подушки укладываются без разрывов (см.
рис. 2.1,3) или с разрывами—прерывистая подушка (см. рис. 2.1 ,е).2 Б. И. Далматов33Уровеньф полаУровгш
Таблица 6Блоки фундаментных подушек (для ленточных фундаментов)МаркаблокаЭскизРазмеры в ммОбъем бето¬
на, м8Вес в ТНормативное
давление на
грунт в кГ(см*Допускаемый
вылет консо¬
ли Ак в смМарка бетонаВес стали
в кГЪ1hФ-122* Nrы	Не1120013803000,461,152,02.5
3,03.54642383815010,87Ф-14140023803000,932,322,02.5
3,03.55045413815011,59Ф-16160019803000,862,152,02.5
3,03.56555504215015,61Ф-20200015803000,882,202,02.5
3,03.58780716115033,41Ф-24240011805001,172,921.5
2,02.5
3,0110102918415020,87Ф-2828007805000,932,321.5
2,02.513011110015016,31Ф-3232007805001,082,701.5
2,02.515013110515025,5134
В последнем случае удается сократить количество типоразмеров
блоков [25]. Разрывы делают обычно 0,20—0,40 м9 но не более
0,9 м.Таблица 7Стеновые блоки фундаментовМарка блокаЭскизРазмеры вммОбъем
бетона в м•Вес в ТМаркабетонаЬ1hСБ-4-24СБ-4-4СБ-5-24СБ-5-4ПБ-4-24ПБ-4-8ПБ-5-24ПБ-5-838038050050038038050050023803802380380238078023807805805805805805805805805800,5120,070,6690,100,3520,1190,4230,131,130,151,470,200,770,260,930,29100150Примечание. В подвальных стенах зданий, находящихся в грунтах, насыщенных
водой, применение пустотелых блоков не допускается.Стенки фундаментов собираются из беспустотных или пустоте¬
лых (при маловлажных грунтах) стеновых блоков. Типоразмеры
некоторых блоков приводятся в табл. 7. Чаще всего стенки фунда-Рис. 2.9. Примыкание поперечной
стены:/ — тротуар или отмостка; 2 — фундамент¬
ные стеновые блоки; 3 — фундаментные
блоки-подушки; 4 — поперечная стена;5	— металлическая сетка; 6 — бетон по ме¬
сту; 7 — отверстие для трубопроводаментов собираются из нескольких рядов стеновых блоков, укла¬
дываемых с перевязкой вертикальных швов (см. рис. 2.1, д).
Глубину перевязки при малосжимаемых грунтах делают не менее2*	35Рис. 2.10. Деталь металлической
сетки:/ — поперечная стена; 2 — наружная
стена
0,4 высоты фундаментного блока, а при
сильносжимаемых (Е 100 кГ/см2) и макро¬
пористых просадочных грунтах — не ме¬
нее высоты этого блока.Для обеспечения - пространственной
жесткости фундамента делается связь
между продольными и поперечными сте¬
нами путем перевязки блоков (рис. 2.9)
и закладки в швы сеток из арматуры диа¬
метром 8—10 лш (рис. 2.10). С целью умень¬
шения количества типоразмеров стено¬вых фундаментных блоков, а также для
пропуска труб можна оставлять между
блоками проемы шириной не более 0,6 м
(рис. 2.11). Толщина фундаментной стенки
может быть меньше толщины стены зда¬
ния, но не менее 30 см и при свесах не более
13 см.Ленточные железобетонные фундаменты
под колонны устраиваются с целью вы¬
равнивания возможной неравномерности
осадки колонн (см. рис. 2.1, в) и рассчитывают их как балку на упру¬
гом основании (см. § 51). Для выравнивания неравномерностей
осадок в двух направлениях здания применяют перекрестные ленты
(см. рис. 2.1, г). Ленточные фундаменты рекомендуется применять
в сейсмических районах.Рис. 2.11. Деталь отвер¬
стия в фундаменте:/ — тротуар или отмостка;
2 — фундаментные стеновые
блоки; 3 — фундаментные
блоки-подушки; 4 — попе¬
речная стена; 5 — металли¬
ческая сетка; 6 — отверстие
в фундаменте§ 10. Сплошные и массивные фундаментыСплошные фундаменты в виде железобетонных безбалоч-
ных или ребристых плит устраиваются в следующих случаях:1)	при слабых грунтах и боль¬
ших нагрузках с целью выравни¬
вания возможной неравномерности
осЗдки колонн и стен;2)	для устройства водонепрони¬
цаемых конструкций (для гидро¬
изоляции подвалов, днищ резер¬
вуаров и т. п.).Примеры устройства сплош¬
ных фундаментов приводятся
на рис. 2.1, ж и 2.15. Сплошной
фундамент рассчитывают как плиту
на упругом основании (см. § 51).К сплошным фундаментам
также относятся железобетонныеРис. 2.12. Сплошной фундамент
коробчатого типа36
■фундаменты коробчатого типа, применяемые под высокие здания
(рис. 2.12). Они состоят из двух плит (верхней и нижней) и пере¬
крестных в пределах одного или нескольких этажей подвала стенок,
соединяющих эти плиты в единую конструкцию.Массивные фундаменты применяются под тяжелые сооружения
(доменные печи, дымовые трубы и т. п.) (см. рис. 2.1, з) или опоры
мостов.$ 11. Указания по выбору типа И конструкции фундаментаВыбор типа фундамента производится с учетом:а)	особенностей несущих конструкций сооружений и переда¬
ваемых нагрузок;б)	расположения подземных устройств в зданиях (приямки,
подвалы, каналы, фундаменты оборудования, трубопроводы и т. п.)
и около зданий (фундаменты соседних зданий,- трубопроводы, тон¬
нели и т. п.);в)	характера инженерно-геологических условий строительной
площадки;г)	условий постройки фундамента (техническая вооруженность
строительной организации, время года в период возведения фун¬
дамента и подземных конструкций и т. п.).При конструировании фундамента стремятся, чтобы нагрузка
от сооружения кратчайшим путем была передана на грунт осно¬
вания, при этом во всех сечениях кладки фундамента усилия были
бы близки к предельным значениям. Кратчайший путь передачи
нагрузки от колонн обеспечивается отдельными, а от несущих стен —
ленточными фундаментами.Более дорогие ленточные фундаменты под колонны и сплошные
фундаментные плиты применяются в исключительных случаях.
Сборные фундаменты должны собираться из минимального коли¬
чества типов блоков, имеющих определенный модуль. В качестве
модуля размеров монолитных фундаментов принимается 10 см.Свайные фундаменты рациональны, когда их применение позво¬
ляет резко уменьшить объем земляных работ (например, при разме¬
щении свай в один ряд под стенами бесподвальных жилых зданий).При конструировании в фундаментах предусматриваются от¬
верстия для трубопроводов. Эти отверстия делают с запасами на ожи¬
даемую осадку сооружения.§ 12. Защита фундаментов и подземных частей зданий
от грунтовых водПри агрессивной среде по отношению к бетону производится
защита фундаментов и других подземных конструкций, распо¬
ложенных ниже уровня грунтовых вод.. Агрессивность среды37
устанавливается в соответствии с Инструкцией СН 249—63* (см.
приложение 1).Вода считается агрессивной по отношению к бетону железобе¬
тонных конструкций, если значения по какому-либо из признаков
агрессивности отличаются от приведенных в табл. 8.Защита подвальных помещений и приямков от затопления грун¬
товой водой производится, когда ее уровень может подниматься
выше пола этих помещений. Иногда изолируют фундаменты и пол
для исключения капиллярного подсоса влаги из грунта. Водо¬
непроницаемость сооружения можно обеспечить применением
плотного монолитного бетона специального состава с пластифи¬цирующими водоотталкивающими добавками. При недостаточной
плотности бетона или при сборных фундаментах с целью защиты
подземных конструкций или помещений устраивают либо гидро¬
изоляцию, либо дренаж.Применяют гидроизоляции цементно-песчаные, асфальтовые,
обмазочные, оклеечные и в редких случаях металлические. Тип
гидроизоляции выбирают по табл. 10 в зависимости от характера
воздействия грунтовых вод, режима изолируемых помещений
и трещиноустойчивости конструкций, на которые наносится гид¬
роизоляция.Защита стен здания от сырости осуществляется устройством
гидроизоляционной прослойки в уровне поверхности земли или
по обрезу фундамента.Гидроизоляция подвальных помещений делается наружной
(рис. 2.13 и 2.15) или внутренней (рис. 2.14). Первый вид гидро¬
изоляции устраивается в процессе возведения фундаментов, а вто¬
рой — после их возведения, а иногда и самого здания.38Рис. 2.13. Гидроизоляция зданий с подвалом:а — при уровне грунтовых вод ниже пола подвала; б — при невысо¬
ком стоянии уровня грунтовых вод выше пола подвала; в — то же,
при высоком стоянии; 1 — гидроизоляционный слой; 2 — об¬
мазка битумом за 2 раза; 3 — мятая жирная глина 25 см; 4 — клад¬
ка из кирпича-железняка 12 см; 5 — пригрузочный слой бетона;6	— железобетонная плита (при напоре > 50 см); 7 — бетонная
подготовка
Таблица 8Нормы агрессивности воды-среды по отношению к бетону
железобетонных конструкций на портландцементе
безнапорных сооруженийПримечания:1.	Значения коэффициентов а и Ъ принимаются по табл. 9.2.	При содержании ионов Mg" менее 500 мг\л вода считается неагрессивной.3.	Выщелачивающая агрессивность для пуццоланового портландцемента и шлакопортланд-
цемента не нормируется.4.	При щелочной агрессивности не рекомендуется применение пуццолановых портландце-
ментов и шлакопортландцементов.39Признаки агрессивности воды-средыОткрытый водоем или
грунт с коэффициентом
фильтрации более или
равным 0,1 м!суткиГрунт с коэффициен¬
том фильтрации менее
0,1 MjcymKUОбщекислотная. Водородный по¬
казатель pH—менее
Углекислотная. Содержание свобод¬
ной углекислоты в мг/л — более
Магнезиальная. Содержание маг¬
незиальных солей в пересчете на ио¬
ны Mg" вжг/л:а)	с учетом ионов SOJ в мг\л —
болееб)	во всех случаях при содержа¬
нии ионов Mg" — болееАммонийная. Содержание солей
аммония в мг\л — более
Выщелачивающая. Бикарбонат-
иая щелочность в мг-экв]л или
град — менееСульфатная. Содержание сульфа¬
те в пересчете на ионы SOJ в мг\л\а)	при содержании ионов С Г ме¬
нее 1000 мг\л—болееб)	при содержании ионов СГ бо¬
лее 1000 мг\л — болеев)	во всех случаях содержания
ионов SOJ мг\л — болеег)	при содержании ионов SO4
(независимо от содержания ио¬
нов СГ) мг\л — болееТо же* Щелочная. Содержание едких ще¬
лочей в г/л — более
Содержание хлоридов, сульфатов,
нитратдв и других солей, а также ед¬
ких щелочей в условиях жаркого кли¬
мата при наличии испаряющих по¬
верхностей в г\л — болееДля всех видов цемента6,5а [Са*] + £14000 — [SO4]3
1000
10005я[Са'] + & + 406000— [SO 4]
2000
1000Для портландцементов — обычного с
умеренной экзетермией и сульфато¬
стойкого31,4 (4°)Для портландцеме1портландцемента,мента300150 + 0,15 СГ
1000| не нормируется
чта, пуццоланового
шлакопортландце-300150 + 0,15 СГ
1000Для сульфатостойких портландцемента,
пуццоланового портландцемента и шла-
копортландцемента3000I 3000Для портландцемента с умеренной
экзотермией1500I 1500Для портландцемента450801010
Таблица 9Значения а и Ъ (по п. 2 табл. 8)БикарбонатнаящелочностьСуммарное содержание ионов СГ и SO4 в мг/л0-200201-400401-600601-800801-1000более 1000в градв мг-экв/лаъ* 1ъаъаъаь%аъ345678
910И121314
’151617181920
21
2223242511.4
1,8
2,12.5
2,93.23.64.04.34.75.05.45.76.16.46.87.17.5
7,88.28.6
9,000,010,040,070,100,130,160,200,240,290,320,360,400,440,480,540,610,670,740,810,880,961,041516
17
19
21
23
25
27
29
32
34
36
38
41
43
46
48
51
53
55
58
60
630,010,040,060,080,110,140,170,200,240,280,320,360,400,440,470,510,550,600,650,700,760,8117181920
21
222324
26
272930
32
34
37
39
41
43
45
47
49
510,01
0,03
0,05
0,07
0,09
0,11
0,14
0,16
0,19
0,22
0,25
0,29
0,32
0,36
0,40
0,44
0,48
. 0,53
0,58
0,63
0,68
0,73171718
191920
21
222324
262728
303233
353738
40
42
4400,020,040,060,080,100,120,150,170,200,230,260,290,330,360,400,440,480,530,580,630,671718
18
18
18
191920
21
2223242526
283031333435
37
3900,020,040,060,070,090,110,130,160,190,220,240,270,300,330,370,410,450,490,530,570,611718
18
18
18
18
181920
21
22232425
212930313334
36
3800,020,040,060,070,080,100,120,140,170,190,220,250,280,310,340,380,410,440,480,520,561718
18
18
18
18
181920
21
222324252728
29313233
35
37Слой гидроизоляции воспринимает гидростатическое давление,
которое передается на специальные удерживающие конструкции.Рис. 2.14. Гидроизоляция под¬
вала при больших напорах грун¬
товых вод, устраиваемая по
внутренней поверхности стен:1 — бетонная подготовка; 2 — це¬
ментная стяжка; 3 — рулонная изо¬
ляция; 4 — цементный слой; 5 — же¬
лезобетонная коробчатая конструк¬
ция; 6 — чистый лол; 7 — битумная
обмазка, защищенная цементной
штукатуркой; 8 — гидроизоляция
стенРабота' этих конструкций должна быть увязана с нарастанием
осадок во времени. Когда осадки фундаментов незначительны или
они загасают до устройства гидроизоляции, можно применять40
Таблица 10Показатели для выбора типа и состава гидроизоляцииТип и состав гидроизоляцииЭффективность гидроизоляции
(допускаемый напор грунтовых вод) в мпри трещиноустойчивых
конструкцияхпри нормальных
конструкцияхдлясухихпоме¬щенийДЛЯсырыхпоме¬щенийдлямокрыхпоме¬щенийДЛЯСухихпоме¬щенийдлясырыхпоме¬щенийдлямокрыхпоме¬щенийЦементно-песчаная(торкрет):из портландцемента
с добавкой церезита
из ВРЦ, ВБЦ ,или
портландцемента с
добавкой алюмината
натрия
Асфальтовая:
из литого асфальта
с укладкой под ва¬
лек (только горизон¬
тальная)из песчаного асфаль¬
тобетона, уложенно¬
го с применением
вибрирования или
торкретированием
Обмазочная:
двухслойная мастич¬
наято же, но усиленная
тканью
Оклеечная:
однослойная
двухслойная
трехслойная
четырехслойная
пятислойнаяКПКПКПКПКПКПКПГН-1ГН-2ГН-5ГН-5ГН-0,5ГН-1ГН-0,5ГН-1КПГН-1ГН-1ГН-2ГН-5ГН-10ГН-15ГН-1гн-зГН-1гн-зГН-0,5гн-згн-зГН-5 -
ГН-10
ГН-15
ГН-20КПКПКПКПГН-1ГН-2гн-зКПКПКПКПКПГН-0,5ГН-0,5ГН-1ГН-2ГН-ЗГН-5КПКПГН-0,5ГН-1КПГН-1ГН-1ГН-2ГН-5ГН-10ГН-15Пр и м е ч а н и е.КП — капиллярный подсос; ГН — гидростатический напор в ле; ВРЦ — расширяющийся
цемент; ВВЦ — безусадочный цемент.любой вид конструкции, удерживающей слой гидроизоляции.
При медленном же развитии осадок в течение нескольких лет кон¬
струкция, удерживающая слой гидроизоляции,/ будет вместе с фун¬
даментами давать осадку. Это приведет к развитию реактивных
сил сопротивления грунта по всей площади гидроизоляции пола,
в результате чего возможно разрушение указанных конструкций41
и разрыв слоя гидроизоляции. Этого избегают путем устройства:
1) удерживающей конструкции в виде пригрузочного слоя бетона
(см. рис. 2.13, б), 2) фундаментов в виде сплошной железобетонной
плиты (рис. 2.15) или 3) легко деформирующейся прокладки под
полом подвала (торф и др.). При устройстве деформирующейся
прокладки конструкция пола подвала должна рассчитываться
на гидростатическое давление и реактивные усилия от деформации
прокладки.Толщина пригрузочного слоя бетона устанавливается по фор¬
муле"«“‘та’где	— возвышение максимального уровня грунтовых вод надполом подвала в м\У* и у6 — объемный вес соответственно воды и бетона в 77ле3.Рис. 2. Гб. Гидроизоляция при сплош¬
ном фундаменте:1 — противокапиллярная гидроизоляция
стен; 2 — гидроизоляционная цементно-пес¬
чаная штукатурка; 3 — обмазка из двух
слоев битума; 4 — выравнивающая затирка
или штукатурка; 5 — оклеечная гидроизо¬
ляция; 6 — защитная стенка; .7 — железо¬
бетонная фундаментная плита; 8 — защит¬
ная стяжка; 9 — чистый пол; 10 — слой
асфальтобетона по утрамбованному грунту;11 — глиняный замокВ ряде случаев вместо гидроизоляции делают местное дрениро¬
вание с тщательным отводом ливневых вод от здания. В зависи¬
мости от инженерно-геологических и гидрогеологических условий
площадки строительства широко применяют типы дренажей:
систематический, головной, береговой, кольцевой, пласто-
вый *.Первые четыре типа дренажа применяют при хорошо фильтру¬
ющих грунтах (песок, гравий и т. п.). Они должны прокладываться
до начала работ по устройству фундаментов. При слабофильтру-
ющих грунтах, имеющих хорошо фильтрующие прослойки и линбы,
используют пластовый дренаж и кольцевой с укладкой труб в одну
траншею с фундаментом (сопутствующий или пристенный дренаж).
Сопутствующий дренаж нельзя заглублять ниже подошвы фунда¬
мента. Исключение допускается при плотных слаборазмокающих♦Абрамов С. К. Подземные дренажи в промышленном и городском
строительстве. Госстройиздат, М., 1960.42
грунтах. Для предотвращения выноса пылеватых частиц из грунта
дренирующие трубы обсыпаются фильтрующим материалом в виде
обратного фильтра (рис. 2.16).Когда имеется опасение поступления воды снизу через пол под¬
земных помещений, применяют пластовый дренаж. Он состоит
из слоя фильтрующего материала (песка или песка и гравия),
укладываемого под изолируемыми помещениями. Этот слой дре¬
нируется трубами, отводящими-воду из-под здания.Рис. 2.16. Сопутствующий (пристенный) дренаж:1 — песок среднезернистый; 2 — местный грунт; 3 — песок
крупнозернистый; 4 — гравий средней крупности; 5 — гли¬
нобетон; 6 — щебень, втрамбованный в грунт; 7 — обмазоч¬
ная гидроизоляция
ГЛАВА 3ВЫБОР ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТА§ 13. Основные потяни»—Глубина заложения фундаментов назначается с учетом:1) геологических и гидрогеологических условий строительной
площадки;-2) климатических особенностей района строительства;3)	величин и характера нагрузок, действующих на основание;4)	назначения и конструктивных особенностей возводимых и при¬
мыкающих к ним сооружений;5)	способов производства работ по возведению фундаментов.При выборе глубины заложения исходят из общих требований,предъявляемых к фундаментам. Они включают обеспечение проч¬
ности, устойчивости и долговечности сооружения при наиболее эко¬
номичном решении (по стоимости, расходу материалов, трудоза¬
тратам).Минимальная глубина заложения фундаментов принимается
не менее 0,5 м от поверхности планировки, за исключением скальных
пород, у которых достаточно расчистить или снять верхний сильно
разрушенный слой.§ 14. Влияние геологических и гидрогеологических факторовК. геологическим и гидрогеологическим факторам относятся ха¬
рактер напластования грунтов, их физико-механические свойства,
положение уровня грунтовых вод и его сезонные и многолетние ко¬
лебания с учетом возможных изменений в периол существования со¬
оружений и степень агрессивности среды.Геологическое строение участка может быть весьма разнообраз¬
ным. Прочностные и деформативные характеристики <р, с и Е (угол
внутреннего трения, удельное сцепление, модуль деформации)
являются основными показателями механических свойств грунта.
По этим показателям грунты применительно к проектируемым
сооружениям можно разделить на хорошие и слабые. К хорошим
относятся грунты со сравнительно высокими значениями <р, с и £,44
при которых подошва фундаментов рассматриваемого сооружения
не требует больших выносов за габариты несущей конструкции,
а осадки фундаментов заведомо меньше предельных. Слабые же
грунты обладают низкими значениями <р, си Е, при которых фунда¬
менты получаются с большими выносами, а осадки близки к пре¬
дельно допустимым или превосходят их. Это разделение грунтов от¬
носительно. Оно производится с учетом особенностей сооружения —
величины нагрузки и предельно допустимой осадки. Один и тот же
грунт может оказаться хорошим для легких или приспособленных
к неравномерным осадкам сооружений и слабым для тяжелых или
чувствительных к неравномерным осадкам.Приняв такое разделение, все многообразие геологических раз¬
резов можно свести к четырем схемам (рис. 3.1).Схема IСхема ЛСхема ШРис. 3.1. Типы напластования грунтовСхема I. От поверхности на значительную глубину залегает
один или несколько слоев, каждый из которых характеризуется как
хороший грунт. В этих условиях можно принимать минимальную
глубину заложения. Иногда прибегают к увеличению заглубле¬
ния для получения больших значений нормативного давления
на грунт. Такие решения должны иметь технико-экономические
обоснования со сравнением вариантов.Схема II. Начиная от поверхности на значительную глубину
залегает пласт или свита пластов, характеризуемых как слабый
грунт. В этих условиях обычно прибегают к устройству свайных
фундаментов, искусственных оснований, закреплению грунтов.
Применяемые решения аналогичны рассматриваемым ниже для
схемы III; случай В (рис. 3.2/г, д, е).Схема III. С поверхности залегает пласт слабого грунта толщиной
hlt подстилаемый мощным слоем хорошего грунта. При этом могут
быть различные случаи.А.	Толщина верхнего слоя сравнительно мала. Тогда его целе¬
сообразно прорезать и обосновать подошву на хорошем грунте,
заглубившись в него на 10—50 см (рис. 3.2, а).Б. Толщина верхнего слоя существенна и по своим свойствам
он может воспринимать нагрузку от проектируемого сооружения.
В этом случае рассматриваются широкие фундаменты (отдельные,
ленточные, перекрестные, сплошные плиты) с различной глубиной
заложения в слабом слое (рис. 3.2, б, в).	j/	45Схема Ш
Увеличивая заглубление фундаментов, достигают уменьшения
величины их осадок. Иногда вместо увеличения заглубления при¬
бегают к мероприятиям по уменьшению чувствительности над¬
земных конструкций к неравномерным осадкам (см. § 65, гл. 11).В.	Толщина слабого слоя значительна и по своим свойствам
он не может служить естественным основанием проектируемого
сооружения. В этом случае рассматриваются варианты свайных
фундаментов, различных способов укрепления слабого грунта
или его частичной замены подушками из песка (рис. 3.2, «, д, е).Схема IV. Мощный пласт (свита пластов) хорошего грунта на глу¬
бине ^ включает прослойку слабого грунта толщиной к2. Варианты
решений аналогичны рассмотренным выше для схемы III и зависятот толщины слоев Ах и Л2, а также от прочностных и деформативных
характеристик грунтов.Подошва фундаментов может располагаться в верхнем слое
выше кровли слабой прослойки, если обеспечиваются осадки со¬
оружения меньше предельно допустимых величин. Глубину зало¬
жения целесообразно принять минимальной, чтобы оставшийся
ниже подошвы слой по возможности большей толщины (рис. 3.3,а)
мог служить распределительной подушкой (см. § 26).При недостаточной толщине верхнего слоя подошву фунда¬
ментов закладывают ниже слабой прослойки (рис. 3.3, 6) или при¬
меняют иные решения (рис. 3.3, в, г, д), рассмотренные ранее для
схемы III.Гидрогеологические услрвия площадки. Осушение котлованов
при высоком стоянии грунтовых вод связано с увеличением сто¬
имости работ и может привести к нарушению структуры грунта
основания. Поэтому стремятся располагать подошву фундамента
выше уровня грунтовых вод в период постройки фундаментов
или с минимальным ее заглублением ниже указанного уровня.Органические вещества в грунтах (например, насыпных или
торфянистых) сохраняются столетиями только в случаях, когда46Рис. 3.2. Варианты устройства фундаментов для напластова¬
ния по типовой схеме III:а —фундамент с опиранием на хороший грунт; б — фундамент с ши¬
рокой подошвой на слабом грунте; в — сплошная плита на слабом
грунте; г — свайный фундамент; д — фундамент на песчаной по¬
душке; е — фундамент на закрепленном грунте
постоянно находятся ниже уровня грунтовых вод. Это вынуждает
при проектировании фундаментов учитывать возможные колебанияРис. 3.3. Варианты устройства фундаментов для напла-
4 стования по типовой схеме IV:а — фундамент с подошвой над слабой прослойкой; б — фун¬
дамент, прорезающий слабый грунт; в — свайный фундамент;
г — фундамент на песчаной подушке; д — закрепление слабого
грунта в основанииуровня грунтовых вод в течение всего периода существования соору¬
жения.Положение уровня грунтовых вод также учитывается при на¬
значении глубины заложения фундаментов из условий пучения
грунта при промерзании.§15. Влияние климатических особенностейчОт климатических факторов зависит глубина промерзания
грунта и периодическое увлажнение и высыхание верхних его слоев.Если при сезонном промерзании грунта происходит его пучение
(увеличение объема), то глубина заложения фундаментов назна¬
чается с учетом глубины промерзания.Морозное пучение грунта происхо¬
дит в значительной мере за счет ми¬
грации (перемещения) влаги к фронту
промерзания из нижележащих слоев.Миграция влаги возможна в глинистых
грунтах, песках мелких и пылеватых
и происходит тем интенсивнее, чем
ближе уровень грунтовых вод к по¬
верхности земли. Считают, что мигра¬
ция к фронту промерзания не проис¬
ходит, если Нв—Н^>2м (рис. 3.4).Поэтому глубину заложения фунда¬
ментов по условиям возможности пуче¬
ния грунтов при промерзании назна¬
чают с учетом вида грунтов, консистенции глинистых грун¬
тов и положения уровня грунтовых вод в период промерзания
(см. табл. И).	»Подерхность планировкиРис. 3.4. Условия отсутствия
миграции грунтовых вод к
фронту промерзания:1—1	— уровень расчетной глу«
бины промерзания грунта;2—2	— уровень грунтовых вод
в период промерзания грунта47
Таблица 11Глубина заложения фундаментов из условий возможности
пучения грунтов основания при промерзанииПримечания:1.	Глубина заложения фундаментов внутренних стен и колонн отапливаемых зданий на¬
значается без учета промерзания грунтов, указанных в п.п. 2—8, при условии защиты их в пе¬
риод строительства от промерзания.2.	Глубина заложения фундаментов с неотапливаемыми подвалами или подпольями при
грунтах, указанных в п. п. 3, 4, 6—8, назначается от пола подвала равной половине расчетной
глубины промерзания.3.	При грунтовых условиях, указанных в п. 6, и расчетной глубине промерзания менее
2,5 лс, глубина заложения фундаментов может назначаться меньше расчетной глубины промер¬
зания лишь при соответствующем экономическом обосновании, защите грунтов основания от
увлажнения'поверхностными водами и от промерзания в период строительства. В остальных
случаях глубина заложения фундаментов должна быть не менее расчетной глубины промер¬
зания.4.	При назначения глубины заложения фундаментов менее расчетной глубины промерза¬
ния, согласно п.п. 2,5 и 6, грунты должны быть защищены от увлажнения поверхностными
водами в теченйе всего периода строительства и эксплуатации.48Вид грунтаРасстояние от поверхности плани—
ровки до уровня грунтовых вод ,в
период промерзания грунтовГлубина заложения
фундаментов от поверх¬
ности планировки1.	Скальные и крупнообло¬
мочные грунты, а также гра¬
велистые, крупные и сред¬
ней крупности пески2.	Пески мелкие и пыле¬
ватые, а также супеси твер¬
дой консистенции3.	Пески мелкие и пыле¬
ватые, а также супеси неза¬
висимо от консистенции4.	Супеси пластичной и те¬
кучей консистенции5.	Суглинки и глины с кон¬
систенцией #а^0,56.	Суглинки и глины мягко¬
пластичной консистенции7.	Суглинки и глины теку¬
чепластичной и текучей кон¬
систенции8.	Суглинки и глины неза¬
висимо от консистенцииЛюбоеПревышает расчетную
глубину промерзания на 2 м.
и болееМенее расчетной глубины
промерзания или превыша¬
ет ее менее чем на 2 ЛсЛюбоеПревышает расчетную
глубину промерзания на 2 ж
и болееПревышает расчетную
глубину промерзания на 2 м
и болееЛюбоеМенее расчетной глубины
промерзания или превыша¬
ет ее менее чем на 2 жНе зависит от
глубины промерза¬
нияНе зависит от
глубины промерза¬
ния (см. примеч. 4)Не менее расчет¬
ной глубины про¬
мерзания .То жеНе зависит от
глубины промерза¬
ния (см. примеч. 4)См. примеч. 3.Не менее расчет¬
ной глубины про¬
мерзанияТо же
Ксли пучение грунтов основания возможно, то глубина заложения
фундаментов принимается не менее расчетной глубины промерза-
пия Н, определяемой по формуле (3.1)Н=тгт-Н»,	(3.1)где tnt — коэффициент влияния теплового режима здания на про¬
мерзание грунта у фундаментов наружных стен;
т — коэффициент условий промерзания грунта;#н — нормативная глубина промерзания.Коэффициент tnt рекомендуется принимать по табл. 12 в соответ¬
ствии с размером выноса фундамента от внешней плоскости стены.Таблица 12Коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунтаКоэффициент т(Тепловой режим здания и конструкция половпри отсутствии вы¬
носа фундаментовпри выносе фунда¬
мента от плоскости
стены на 1 мРегулярно отапливаемые здания
с расчетной температурой воздуха
в помещении не ниже 10° С
полы на грунте
полы на лагах по грунту
полы на балках
Прочие здания0,7
- 0,8
0,9
1,00,9
1,0
1,0
. 1,0Примечания:1.	Здания с неотапливаемым техническим подпольем относятся к группе прочих.2.	При выносе фундамента менее 1,0 я величина коэффициента т\ принимается по
линейной интерполяции.Нормативная глубина промерзания Нн в см принимается по дан¬
ным многолетних наблюдений за фактическим промерзанием грун¬
тов. Если такие данные отсутствуют, то она определяется на основе
теплотехнических расчетов, по схематической карте (рис. 3.5)
или по формулеЯн = 231/ 2 Тя + 2,	(3.2)где 2 Т„ — сумма среднемесячных отрицательных температур
воздуха за зиму по результатам многолетних наблю¬
дений местной метеорологической станции (подстав¬
ляется в формулу со знаком плюс).Для песков, супесей, а также слоистых (ленточных) как 'су¬
глинков, так и глин нормативная глубина, определенная по карте
или по формуле (3.2), принимается с коэффициентом 1,2.Если возможно пучение грунтов, а заложение фундаментов
(наружных и внутренних) принято с учётом влияния теплового
режима здания менее нормативной глубины промерзания, то не¬
обходимо та время строительства предохранить грунты основания
от промерзания.49
Рис. 3.5. Карта нормативных глубин промерзания
В северо-западных районах СССР абсолютное значение суммы
среднемесячных отрицательных температур воздуха в наиболее су¬
ровую зиму 2Т„ сур значительно превышает 2ТН, которая равна
средней величине по данным многолетних наблюдений. В суровые
зимы глубина промерзания будет больше нормативной. Поэтому для
районов, гдеЕГм. сур ]>1,5 2ГМ, рекомендуется принимать коэф¬
фициент условий промерзания m = 1,10, а для других районов
m = 1,0.В районах, где чередуются засушливые и дождливые периоды
года, учитывают возможность сезонного набухания поверхностных
слоев глинистых грунтов при увлажнении и их усадку при высыха¬
нии. Минимальную глубину заложения фундаментов в таких райо¬
нах принимают с расчетом, чтобы их подошва располагалась ниже
зоны возможного сезонного набухания грунтов, величина которой
устанавливается при изысканиях.Пример 3.1. Определить глубину заложения фундаментов на¬
ружных стен из условия пучения грунтов для Москвы. Здание
отапливаемое, без подвала, с полами по грунту, вынос фундамента
от наружной плоскости стены 0,5 .м. Грунт — песок пылеватый, грун¬
товые воды в период промерзания на глубине Нв = 3,0 м от поверх¬
ности планировки.Руководствуясь картой (см. рис. 3.5), найдем для пылеватых
песков нормативную глубину промерзанияНн= 1,2 х 140= 168 см.Определим расчетную глубину промерзанияH = mtmHn = 0,8 X 1,Ю X 168= 147 см,где mt = 0,8 принят по табл. 12, a m = 1,10, так как для Москвы
2Гм.сур> 1,5 27VРасстояние от поверхности до уровня грунтовых вод в период
промерзания превышает расчетную глубину промерзания менее
чем на 2,0 м.Йв — Н= 300— 147 = 153 см.Принимаем глубину заложения фундамента 150 см, так как
по табл. 11 она должна быть не менее расчетной глубины промер¬
зания.	'Пример 3.2. Определить нормативную глубину промерзания
для условий примера 3.1 по формуле (3.2).По данным СНиП II-A. 6—62 (см. приложение 1) для МосквыМесяцыXIXIIIIIIIIИтогоСреднемесячные отрицательные
температуры ,в град—2,3—8,0-10,3—9,7—5,0—35,351
По формуле (3.2) с учетом коэффициента 1,2 для пылеватых
песков получимН*= 1,2 • 23]/35,3 + 2 = 168 см.§ 16. Влияние величины и характера нагрузокОт величины нагрузки, действующей на фундаменты сооруже¬
ния, зависят размеры самих фундаментов и величины их осадок.
На одной и той же строительной площадке тяжелые сооружения
могут потребовать заглубления подошвы фундаментов до более хо¬
рошего грунта по сравнению с фундаментами легких сооружений.Нередко глубина заложения определяется высотой фундамента.
Последняя для некоторых надфундаментных конструкций (тяже¬
лые металлические колонны, оборудование и др.) часто назначается
из условий заделки анкерных болтов.При нагрузке, действующей вверх (анкерные фундаменты) или
в горизонтальном направлении, глубина заложения фундаментов
определяется требованиями надлежащей заделки фундамента
в грунте или создания достаточного веса массива фундамента
(см. гл. 7).§ 17. Влияние особенностей сооруженийНа глубину заложения фундаментов влияет, заглубление под¬
валов, тоннелей, каналов, подземных коммуникаций, фундаментов
под оборудование и фундаментов существующих зданий в местах
примыкания к ним.Рис. 3.6. Заглубление фундамента от пола подвала:а — при отсутствии гидроизоляции; б — при наличии гидроизоляции от за¬
топления подвала; hK — толщина пригрузочного бетонного пола или железо¬
бетонного пола (перекрытия); Лф — высота подушки фундаментаПодошва фундаментов заглубляется ниже пола подвала не менее
чем на 40 см. При этом верх подушки фундамента располагается
ниже чистого пола подвала (рис. 3.6, а).В случае устройства гидроизоляции подвалов Минимальная
глубина Ямин заложения фундамента ниже пола подвала (рис. 3.6, б)
составитЯмин Ss Лф + + 5 см.52
Рис 3.7. Примыкание к существую¬
щим фундаментам:/ — существующий фундамент; 2 — про¬
ектируемый фундамент; 3 — шпунт;4	— уступы фундамента под стеной зданияРис. 3.8. Примыкание фундаментов:1 — существующий фундамент; 2 — проек¬
тируемый фундамент; 3 — бесподвальный
участок здания в месте примыкания; 4 —
стенка, ограждающая подвал(рис. 3.7). Закладка фундамента выше или ниже подошвы сущест¬
вующих возможна лишь в частных случаях при соблюдении особых
требований к производству работ и полноте материалов исследо¬
ваний грунтов.Если фундаменты проектируемого здания требуют большего
заглубления, чем существующие, то стремятся это заглубление
осуществить на некотором расстоянии от места непосредственного
их примыкания (рис. 3.8).Когда фундаменты закладывают на разных уровнях, то соблю¬
дают условие (см. рис. 3.8 и 3.9):tga = Av:/y=sgl :2.53Подошву фундаментов заглубляют на 20—40 см ниже пола
каналов и тоннелей, если они непосредственно примыкают к фун¬
даментам. В месте ввода в здание трубопроводов фундамент за¬
глубляется несколько ниже отметки нижней точки ввода.( В месте примыкания проектируемого фундамента к сущест¬
вующим его подошву рекомендуется располагать на том же уровне.7ПоддалРис. 3.9. Высотное расположение смежных фундаментов:hx — глубина заложения фундаментов подвальной части здания; h2 — то же,
в бесподвальной части здания; h9 и hA — увеличенная глубина заложения
фундаментов на участке примыкания к подвалу; t — расстояние от кромки
фундамента до края его котлована
Переход от одной глубины заложения подошвы фундамента
к другой (в пределах фундамента) осуществляется уступами высо¬
той 50—60 см с отношением 1 : 2 (см. рис. 3.7).§ 18. Влияние способов производства работ
по устройству фундаментовСпособ производства работ по устройству фундаментов влияет
на сохранность структуры грунтов основания, сроки возведения
фундаментов и их стоимость.Если намечаемый способ не может гарантировать сохранность
структуры грунтов основания, то рассматривают иные методы про¬
изводства работ или другие варианты фундаментов. При этом учи¬
тывается техническая оснащенность строительной организации.Поясним сказанное примером. Рассматриваются варианты фун¬
даментов и выбор способов производства работ по их устройствуРис. 3.10. К примеру рассмотрения вариантов фундаментов с уче¬
том способов производства работ:/ — песок пылеватый средней плотности; 2 — супесь пылеватаядля жилого шестиэтажного здания с отапливаемым подвалом. Дан¬
ные о напластованиях грунтов и уровне грунтовых вод приведены
на рис. 3.10.Фундаменты с широкой подошвой (вариант 1), расположенной
в слое пылеватых песков, не требуют водоотлива, просты в произ¬
водстве работ и могут быть выполнены в кратчайшие сроки с обеспе¬
чением сохранности естественной структуры пылеватых песков
основания.Фундаменты с узкой подошвой (вариант 2), заглубленной в слой
пылеватой супеси, требуют осушения котлована. Применение для
этих целей открытого водоотлива не гарантирует сохранения струк¬
туры грунтов основания, так как при откачке возможно их разрых¬
ление и вынос пылеватых частиц из супесей. Целесообразно рас¬
смотреть водопонижение с применением вакуумирования, которое
при наличии соответствующего оборудования позволяет осуществить
вариант 2. Однако в рассмотренных условиях следует отдать пред¬
почтение вариантам 1 или 3.
ГЛАВА 4ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАТИВНОГО ДАВЛЕНИЯ
НА ГРУНТ ОСНОВАНИЯ§19. Общие положенияОсновным расчетом фундаментов сооружений является расчет
по предельному состоянию по деформации. Расчеты оснований
по деформации производят исходя из теории линейно деформируемой
среды (теории упругости). Применение этой теории допустимо, когда
зоны пластических деформаций грунтов в основании или полностью
отсутствуют, или имеют незначительное развитие. По этой причине
ограничивается среднее давление по подошве фундаментов от нор¬
мативных нагрузок. Это среднее давление по СНиПу не должно
превышать давление, при котором под краями фундамента обра¬
зуются зоны пластических деформаций (местного нарушения проч¬
ности оснований) глубиной х/4 ширины подошвы фундамента.
При этом условно принимается, что давление по подошве фунда¬
мента распределено равномерно.Указанное предельное значение давления называется норматив¬
ным давлением на грунт основания /?". Поскольку величина нор¬
мативного давления зависит от ширины подошвы фундамента
и глубины его заложения, она определяется для каждого фун¬
дамента.Таким образом, до выполнения расчета осадок следует для всех
фундаментов убедиться, удовлетворяется ли условиеp*^Rn,	,(4.1)где р" — среднее давление по подошве фундамента в Т 1м2, опре¬
деляемое из выраженияyVH -l лГ? _L. дгнр"= ° + У гр>	(4.2)здесь No — внешняя нормативная нагрузка (основное сочетание),
действующая на обрез фундамента, в Т\N% — нормативная нагрузка от веса фундамента, в Т;N*p— то же, от веса грунта, пола и других устройств, распо¬
ложенных над уступами фундамента, в Т\55
b — ширина (меньший размер) подошвы фундамента в м;
I — длина подошвы фундамента или его участка, в пре¬
делах которого распределяется нагрузка N* в м.
При расчетах фундаментов зда¬
ний можно принять (рис. 4.1)' К + К =	(4.3)где Yep — средний объемный вес
грунта и кладки фунда¬
мента в пределах объема
ABCD в Т/м3.Тогда формула (4.2) примет видРн=-^г+?срАФ- <4-4)При горизонтальном залегании
слоев грунта среднего и хорошегокачества и возведенйи зданий обычных конструкций (см. табл. 16)
достаточно добиться выполнения условия (4.1). В таком случае
СНиП разрешает считать, что требование расчета по деформациям
автоматически удовлетворено и, следовательно, расчет осадок
можно не производить.§ 20. Определение нормативного давления по прочностным
характеристикам грунта основанияКак правило, нормативное давление на грунт основания опре¬
деляется по формулеR* = т [(АЬ + Bh) Vo + DcH],	(4.5)где А, В и D — безразмерные коэффициенты, зависящие от норма¬
тивного угла внутреннего тре¬
ния ф" и принимаемые по
табл. 13;b — меньший размер подошвы фун¬
дамента (рис. 4.2) в м;Yo — средневзвешенный объемный
вес грунта в пределах слоя
h или в Т /м3 (см.формулу 4.8);
сн— нормативное удельное сцепление
глинистого грунта или норма¬
тивный параметр линейности
песчаного грунта, залегающего непосредственно под по¬
дошвой фундамента в Т/м2;
пг — коэффициент условий работы, принимаемый при распо¬
ложении уровня грунтовых вод выше подошвы фундамента56Рис. 4.1. Схема фундаментаРис. 4.2. План подошвы двух
фундаментов
для песков пылеватых равным 0,6, для песков мелких — 0,8,
во всех остальных случаях равным единице;
h — глубина заложения подошвы фундамента от природного
уровня грунта или от планировки срезкой в м.Таблица 13Коэффициенты Л, В и D для определения
нормативного давления на грунт
основания RнНормативное
значение угла
внутреннего
трения
в градАвD024681012141618202224262832363840-42444500,030,060,100,140,18
0,23
0,29
0,36
• 0,430,51
0,61
0,72
0,84
0,98 'us1,341,551,812,112,462,873,373,661,001,121.25
1,39' 1,551,731,942,172.43
2,723,063.44
3,87
4,37* 4,935,596,357,218.259.4410,8412,5014,4815,643,143,323,513,713,934,174,424,695,005,315,66
6,04
6,45 ,
6,90
, 7,407,95"8,559,219,9810,8011,7312,7713,9614,64В местах наличия в здании подвалов или приямков глубиной
более 2 м h определяется по формуле•	Ih = 2h 1+Л,	(4.6)где Лн — глубина заложения фундамента снаружи здания в м\
hn — приведенная глубина заложения фундамента со стороны
подвала, определяемая по формулеftn=rfi + d2^,	(4.7)57
где dx — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны
подвала в м\d2 — толщина конструкции пола подвала в м\Топ — объемный вес материала конструкции пола подвала в Т1м3.Для формы круга или правильного многоугольника принимают
значение b = V~F, где F—площадь подошвы фундамента в м2.Глубина заложения h принимается в зависимости от того,
под действием какой нагрузки уплотнен грунт под подошвой фун¬
дамента. Так, если насыпной слой грунта был отсыпан более 5 лет
назад, то h считают от поверхности этого слоя. Когда фактически
глубина заложения находится в пределах 0,5 -т-1 м, то принимают
h = 1,0 му полагая, что верхние слои грунта уплотнились не только
от действия веса грунта, но и в результате периодического высы¬
хания (под действием капиллярного давления).Значение объемного веса грунта y0, как правило, принимают
без учета взвешивающего действия воды. Однако, если по условиям
образования и истории залегания грунтов уровень грунтовых вод
не опускался ниже отметки подошвы закладываемого фундамента
(например, на местности, покрытой водой, или около больших во¬
доемов), то объемный вес грунта следует принимать с учетом взве¬
шивающего действия воды, а коэффициент условий работы — рав¬
ным единице.Когда от поверхности земли до подошвы фундамента распола¬
гается несколько слоев грунта с различными объемными весами,
в формулу (4.5) подставляется величина средневзвешенного объем¬
ного веса		Vol^l Ч~ Уо2^2 + • • • “hYoп^п	(А 04Vo - 	й1 + й2+ ... +А„	’	<4-8)где Yoi. Yo2> •■•> У on — объемный вес грунта соответственно первого,второго, ..., п-го слоев в Т/м3;
hlt h2, ..., hn —толщина соответственно первого, второго,
'..., n-го слоев грунта в м.При выборе величин <p" и с" для водонасыщенных монолитных
(неслоистых) глин и суглинков при ширине подошвы фундаментов
более 6 м рекомендуется учитывать постепенное развитие деформа¬
ций уплотнения грунтов основания и скорость загружения фунда¬
ментов в соответствии с методикой, изложенной в § 42 гл. 6.Для крупнообломочных грунтов значения <рн и сн принимаются
в зависимости от вида и состояния заполнителя.Пример 4.1. Определить нормативное давление R" на среднезер¬
нистый песок, лежащий в основании квадратных фундаментов ко¬
лонн здания, если дано: давление от колонны по обрезу фундамента
Nl = 1000 Т, глубина заложения фундамента от приррдней по¬
верхности земли h = 2,0 м, объемный вес грунта y<> =f 2,0 TJm3,
угол внутреннего трения <ри = 40°, параметр линейности- tn =
= 0,3 Т/м2, класс сооружения II.58
Примем ориентирбвочное значение нормативного давления
по табл. 14 R” = 3,5 кГ/см2 = 35 Т/м2. Тогда сторона квадрат¬
ного фундаментаV R* У 35 —5,3 м-По табл. 13 найдем коэффициенты А = 2,46, В ~ 10,84, D =
= 11,73 и вычислим по формуле (4.5)R“ = 1 [(2,46 • 5,30 + 10,84 • 2) -2,0 + 11,73 • 0,3] = 73,0 Т/м2.Это больше принятой величины 35 Т/м2.Уменьшая размер подошвы фундамента, примем согласно фор¬
мулам (5.1) и (5.2)6 = V-УсрЬ = У73,0 — 2,2 • 2,0 = ^14,е = 3,8 м'где уСр = 2,2 Т/м3 — среднее значение объемного веса грунта и ма¬
териала фундамента.При Ь = 3,8 м
R" = 1 [(2,46 • 3,8+10,84 • 2) -2,0 + 11,73 • 0,3] = 65,5 Т/м2.Это значение меньше принятого при определении Ь. Найдем по¬
вторноL -, / Nl	-1 / ГООО	, Л,V &~-У^ ~ У 65,6-2,2.2,0 -4’04 М-Окончательно примем b = 4,1 м.Тогда Ян = 11(2,46 • 4,1 + 10,84 • 2,0) -2,0 + 11,73 • 0,3] = 67, i Т/м2.
Фактически давление по подошве по формуле (4.4)Р' = -4J2!Г + 2,2 •2,0 = 63>9 Т/м2-Давление, передаваемое на грунт, близко к нормативному.
При глинистых грунтах, обладающих значительным удельным
сцеплением и углом внутреннего трения менее 20°, влияние ши¬
рины подошвы фундамента на величину нормативного давления
/?н мало, поэтому чаще всего при втором приближении получаются
достаточно точные значения Rн и Ь.Чтобы не производить расчет методом последовательного при¬
ближения, в гл. 5 дана номограмма, которая позволяет определять
ширину подошвы фундамента, соответствующую предельному зна¬
чению нормативного давления на грунт основания.59
Пример 4.2. Определить нормативное давление RH на грунт
под ленточным фундаментом жилого дома с подвалом для стадии
проектного задания, если дано: глубина заложения фундамента
йн=2,8 м, то же со стороны подвала 0,6 м, из которых 10 см—бетон¬
ный пол. Грунт — полностью водонасыщенный суглинок, имеющий
природную влажность W = 24%, влажность на границе раскаты¬
вания Wv = 10, удельный вес уук = 2,68 Т/м3, объемный вес Vo =
= 2,02 Т/м3.Определим коэффициент пористости по формуле (1.3)„	0,01 ТС'полТуд 	0,01.242,68 	паи8 - -	j-g	U,04.Для стадии проектного задания можно пользоваться табл. 2а.
Тогда для е = 0,64 и Wv = 10 найдем фн = 23°, сн = 0,6 Т/м2.Вычислим приведенную глубину заложения фундамента от¬
носительно пола подвала по формуле (4.7)ftn = 0,5 + 0,l|^ = 0,6 м.Зададимся конструктивно шириной подошвы b = 1,0 м, по
табл. 13 определим А = 0,66, В = 3,66, D = 6,24 и по форму¬
лам (4.5) и (4.6) найдемЯн= 1 [(о,66-1,0 + 3,66 2' 2,83+ 0,6) 2,02 + 6,24 - 0,б] == 20,4 Т/м2 = 2,04 кГ/см2.Если при данном значении Ra требуется ширина подошвы фун¬
дамента существенно больше или меньше 1,0 м, то приходится
производить повторные расчеты, как это сделано в примере 4.1.§ 21. Определение ориентировочного значения нормативного
давления на грунт по таблице СНиПаПри назначении предварительных размеров фундаментов зда¬
ний и сооружений# а также при основании, сложенном горизон¬
тальными выдержанными по толщине слоями грунта (при уклоне
их границ не более 0,1), сжимаемость которых в пределах полу¬
торной ширины наибольшего фундамента плюс 1 ж не увеличи¬
вается, назначение окончательных размеров фундаментов соору¬
жений III и IV классов СНиП разрешают производить по ориен¬
тировочным значениям нормативных давлений R", приведенным
в табл. Д4.. Данными табл. 14 пользуются для фундаментов с шириной
подошвы от 0,6 до 1,5 м и глубиной заложения от 1 до 2,5 м неза¬
висимо от наличия в проектируемом здании подвала.60
Таблица 14Ориентировочные значения нормативных давлений
на грунт основанияПримечание.Для глинистых грунтов с промежуточными значениями ей В допускается определять ве¬
личины Ru, пользуясь интерполяцией, вначале по е для значений В = о и Bel, затем по В
между полученными значениями давления для В = 0 и В = 1.Наименование грунтаЗначение #н в кГ1см%Крупнообломочные грунты1.	Щебенистый (галечниковый) с песчаным2.	Дресвяный (гравийный) из обломков кристал-
' лических пород 	3.	Дресвяный (гравийный) из обломков осадоч¬
ных пород 	Песчаные грунты4.	Пески крупные независимо от влажности . .5.	Пески средней крупности независимо от
влажности *			6.	Пески мелкиеа)	маловлажные	:б)	влажные и насыщенные водой	7.	Пески пылеватыеа)	маловлажные		б)	влажные 	в)	насыщенные водой	Глинистые грунты8.	Супеси	9.	Суглинки 	16,05.03.0плотныесреднейплотности4.53.53.02.52.52.01.53.52,5'2,01.52,01.5
1,0коэффициент
пористости еконсистенцияВ = 0 ||В=10,50,70,50,71,00,50,60,81,13.02.53.02.52.0
6,05.03.02.53.02.0
2,5
1,8
1,04.03.02.0
1,0
ГЛАВА 5ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА§ 22. Общие положенияВ общем случае при нескальных грунтах в основании ширину
подошвы фундамента определяют совместно с определением норма¬
тивного давления на грунт основания (см. § 24 и 25).Иногда приходится определять размеры подошвы при известной
величине нормативного давления R" (см. § 23). К таким случаям
относятся, когда значение Ra: 1) определяется по табл. 14; 2)
задано на основании местного опыта строительства; 3) найдено по
формуле (4.5) для самого узкого фундамента обособленной части
здания и это значение принимается для остальных более широких
фундаментов.Особо приходится рассматривать случаи, когда в^основании
залегает прослоек слабого грунта, обладающий меньшими значе¬
ниями <рн и сн (см. § 26).§ 23. Определение размеров подошвы фундаментапо известному значению нормативного давленияПлощадь подошвы центрально нагруженного фундамента опре¬
деляется по формулеf = <5',)где N о — нормативная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента
(в уровне поверхности земли), в Т\R”—нормативное давление на грунт основания в Т1м2\
1>Ср — средний объемный вес материала фундамента и грунта,
расположенного над уступами фундамента, в Т/м3\
. обычно Yep принимается от 2,0 до 2,2 Т/м3, а при наличии
подвала над уступами 1,6—1,9 Т 1м3-,Лф — глубина заложения фундамента, считая от планиро¬
вочной отметки земли около фундамента, в м.62
Размеры прямоугольной подошвы фундамента находят из вы¬
ражений		»-/£.	(5.2)Здесь/Сп = у, *	(5.3)где b — меньший размер подошвы (ширина) фундамента в м\
I — больший размер подошвы фундамента в м\К„ — коэффициент отношения сторон фундамента.При одинаковом выносе фундамента в стороны, что обеспечивает
минимальный расход материалов, размеры его подошвыЬ =	,	(5-4)I = Ь(ак — Ьк),	(5.5)где ак и Ьк — соответственно больший и меньший размеры сечения
колонны или башмака у фундамента.В случае общего фундамента под несколько опор за ак и Ьк
принимаются размеры прямоугольника, построенного по крайним
точкам опор (рис. 5.1). При расчете фун¬
дамента под колонну величиной	)2за малостью пренебрегают.В условиях стесненного места форма
подошвы фундамента может быть сложной.Центр тяжести площади подошвы фунда¬
мента по возможности располагают в точке
приложения равнодействующей всех сил,
включая вес фундамента и грунта над его
уступами.Ширина подошвы непрерывного (ленточного) фундамента под
стену определяется по формулеNн	N ни 		iv0			iVOn	/г дчl(R»-ycpV ~ ЯН-УсРЛф ’	( ’где I — длина участка стены в ж, в пределах которого подсчитана
нагрузка NNon — нормативная нагрузка, отнесенная к единице длины
фундамента (1 м).Величину I обычно принимают равной шагу надземных кон¬
струкций или 1,0 м.Округлив размеры подошвы с учетом модульности и унификации
конструкции, конструируют фундамент (см. гл. 2 и 8). По размерам
фундамента определяют его объем уф и нормативный вес Nф,63Рис. 5.1. Схема пла¬
на фундаментной пли¬
ты под четыре колонны
а также определяют нормативный вес грунта над уступами
фундамента из выраженияiVrp = (ИЛф-0ф)7о.	(5.7)Здесь I, Ь — принятые размеры подошвы фундамента в м,у0 — объемный 6fec грунта обратной засыпки в Т 1м3.
Окончательно проверяют условие (4.1), для чего определяют
напряжения по подошве по формуле (4.2) или (4.4).§ 24. Определение ширины ленточного фундамента
одновременно с нормативным давлением -
на грунт основанияСовместное решение уравнений (4.5) и (5.6) для ленточного фун¬
дамента приводит к выражению, которое позволяет-определять его
ширину по величине нагрузки и нормативным характеристикам
грунта <рн, сн, Yo		Ь=-Ж.+уГХ + ^-,	(5.8)Ч '	кгде N” — нормативная нагрузка в Т, приложенная по обрезу фун¬
дамента на участке /;Жл — величина, определяемая из выраженияЖ,= ^{фН + Л^-Г^).	(5.9)Здесь сн, 7о, т, 7ср, йф, h — указаны в пояснениях к формулам (4.5),(4.6) и (5.1);Ф, J1, Г — коэффициенты, зависящие от величины
нормативного угла внутреннего трения
Фн, принимаемые по табл. 15.Таблица 15Значения коэффициентов Ф, Д ГНормативный
угол внутреннего
трения <рнФлГНормативный
угол внутреннего
трения <рнФлГГ2345678
9101174,9738.51
26,36
20,30
16,66
14,2512.5211.2410.24
9,44
8,80229,16114,5676,3257,2045,7238,0632.58
28,46
25,26
22,6820.5870,9734,5122,3616,3012,6610,258,527.246.24
5,44
4,80121314151617181920
21
228,267.80
7,42
7,086.80
6,54
6,32
6,12
5,94
5,78
5,6418,8217,3216,0414,9313,9513,0812,3111,6210,9910,42*9,904,263.80
3,42
3,082.80
2,54
2,32
2,12
1,94
1,78
1,6464
Продолжение табл. 15Нормативный
угол внутреннего
трения <рнФлГНормативный
угол внутреннего
трения <рнФЛГ23242526272829303132335,515,395,295,195,105,024,944,874,814,754,699,428,988,588,207,857,527,226,936,666,406,161,511,391,291,191,101,020,940,870,810,750,6934353637383940414243444,644,604,554,514,474,444,414,384,354,324,305.93
5,71
5,51
5,31
5,124.94
4,77
4,60
4,44
4,29
4,140,640,600,550,510,470,440,410,380,350,320,30После принятия величины Ь с учетом модульности и унификации
конструкций определяют нормативное давление на грунт по фор¬
муле (4.5) и производят проверку условия (4.1).Пример 5.1. Определить ширину подошвы монолитного ленточ¬
ного фундамента, загруженного колоннами через 6 м и величину
нормативного давления Rн, если дано: Лф = 2,0 м, h = 1 м (плани¬
ровка подсыпкой), N2 = 500 Т от каждой колонны, грунт—глина,
обладающая показателями <рн = 18°, ,сн = 4,1. 77л<2, у0= 1,85 Т/м3.По табл. 15 найдем Ф = 6,32, J1 — 12,31, Г — 2,32.Согласно формуле (5.9)Жл = 0,5 (б,32 • 1,0 +12,31 - 2,32 -у^) = 14,3 м,
откуда по формуле (5.8) определим ширину подошвыЪ = — 14,30 + у 14,30® + 1506°02;^5- =3,28 м.Примем b = 3,30 м.По формуле (4.5), руководствуясь табл. 13, найдем= 1 [(0,43 • 3,3 + 2,72 • 1,0) • 1,85 + 5,31 • 4,1] =29,4 Т/м2 = 2,94 кГ/сма.Определим приближенно напряжения по подошве от норматив¬
ных нагрузок по формуле (4.4), приняв vcp = 2,0 Т/м3,Р” = Ж + ?еРАф =ёДз + 2'° • 2’° = 29’2 Т/Л*2-Условие (4.1) соблюдено, так как рн R". Следовательно, можно
переходить к расчету осадок (см. пример 6.12).При проектировании сборных ленточных фундаментов под
стены необходимо считаться с размерами типовых блоков. Из-за
этого для соблюдения условия (4.1) часто приходится ширину3	Б, И. Далматов	65
подошвы принимать с учетом модульности конструкций на 15—
20% больше требующейся по формуле (5.8). С целью экономии в этом
случае укладывают блоки подушки с разрывами, т. е. делают пре¬
рывистую подушку фундамента [26].	4Если исходить из равенства площадей подошвы ленточного
фундамента шириной Ь, найденной по формуле (5.5) или (5.8),
и фундамента с прерывистой подушкой, то расстояния между со¬
седними ч блоками подушки можно найти из выраженияcp = Aj(-t-i).	(5Л°)где /б — размер блока-подушки по длине оси фундамента в м\Ь6 — ширина блока-подушки в м.Поскольку be больше ширины фундамента по расчету, норма¬
тивное сопротивление грунта будет несколько больше среднего
давления по подошве. Это обстоятельство дает возможность не¬
сколько увеличить расстояние между блоками подушки. Для этого
определяют нормативное давление на грунт Rн по формуле (4.5),
сообразуясь с фактической шириной принимаемых блоков-поду¬
шек. Зная /?н, по формуле (5.6) определяют величину Ь, после чего,
руководствуясь формулой (5.10), находят уточненное значение ср.§ 25. Определение размеров подошвыпрямоугольного фундамента одновременно
с нормативным давлением на грунт основанияПри прямоугольной форме подошвы фундамента необходимо
задаться соотношением ее сторон Кп.Совместное решение выражений (4.5), (5.1) и (5.2) приводит
к кубическому уравнению *Ь3 + ЖЬ2 — П = 0.	(5.11)Здесь Я и Ж величины, определяемые из выраженийЯ=^-mKn То’	I	(5.12)Ж = ФЛ + Л- —То	тТоВеличины, входящие в эти формулы, даны при рассмотрении
выражений (5.8) и (5.9).♦Далматов Б. И. Определение размеров подошвы фундамента и нор¬
мативного давления на грунт основания. Общество «Знание». ЛДНТП, 1964.66
Решение кубического уравнения (5.11) может быть выполнено
по номограмме (рис. 5.2). Найдя ширину подошвы фундамента
по номограмме, вычисляют нормативное давление по формуле (4.5)
и производят проверку условия (4.1).Рис. 5.2. Номограмма для определения ширины подошвы фундаментаПример 5.2. Опредёлить размеры подошвы квадратного фунда¬
мента и величину нормативного давления R“, если условия за¬
дачи соответствуют примеру 4.1. N'o= 1000 Т, h = 2,0 м, у0 =
= 2,0 Т/м3, фн = 40°, сн - 0,3 №.По табл. 15 найдем Ф = 4,41, JI = 4,77, Г = 0,41.По формулам (5.12) определимттж “J25 **•Ж- 4,41 • 2,0 + 4,77 Щ — 0,41	-8,643'670 ='
too1.
200\
300i
4001:
500i
600 \
7001
800 \
900 \юоокто\то\1300\то\1500\1600\то\1800-1900k2000:2100-2200:50м
48
46
44
42
40
38
36
34
32
30-
28
26
24
■22
-20
■ 18
-16
\н7 12
\l0
816
По номограмме (рис. 5.2) найдем b = 4,05 м. Примем с учетом
модульности b — I = 4,10 м.По формуле (4.5), руководствуясь табл. 13, вычислим#н= 1 [(2,46-4,10+ 10,84-2,0). 2,0+ 11,73-0,3] == 67,1 7>2=6,71 кГ/смКОпределим по формуле (4.4) ориентировочное значение напря¬
жения по-подошверн = + 2,2 • 2,0 = 63,9 7>2= 6,39 кГ/см*что меньше Ra. Условие (4.1) удовлетворено.Определив размеры подошвы, производят расчет осадок (см.
гл. 6).§ 26. Определение размеров подошвы фундаментапри наличии подстилающего слоя слабого грунтаЕсли в пределах сжимаемой толщи имеется слой более слабого
грунта (по прочностным характеристикам <рн и сн), чем несущий
слой, залегающий непосредственно под подошвой, необходимоРис. 5.3. Расчетная схема фун¬
дамента при наличии подстилаю-щего слабого слоя грунта:/ — отметка природной поверхности
грунта; 2 — отметка планировки;
3 — несущий слой; 4 — подстилаю¬
щий слой слабого грунта;-5 — эпюра
давления от собственного веса грун¬
та; 6 — эпюра от дополнительной
нагрузки, передаваемой фундаментомвыяснить возможность развития зон пластических деформаций
в пределах слоя слабого грунта. С этой целью определяют норма¬
тивное давление на грунт слабого слоя /?сл Для условного фунда¬
мента, как бы опирающегося на кровлю этого слоя.66
Нормативное давление R*л должно быть больше напряжения
на данной глубине Ясл (рис. 5.3), т. е. должно удовлетворяться
условиеРгН + Рбн ^ SSL	(5.13)где ргн — дополнительное вертикальное давление, возникающее
на кровле слабого грунта от нагрузки, передаваемой
фундаментом, в Т1м2;
р6Ч—вертикальное напряжение от собственного веса грунта
на глубине Ясл (см. рис. 5.3) в Т1м2.Значения ргяи Рея определяются по формуламPzH = o.(p's — y0h) = api	(5.14)НелРен = 2 hiy0i — Нслу0.	(5.15)ОЗдесь рн — напряжение по подошве фундамента от нормативных
нагрузок; .То — средневзвешенный объемный вес грунта в пределах
глубины h для формулы (5.14) и Нсл для (5.15);
а — коэффициент изменения дополнительного давления
в грунте, учитывающий форму подошвы фундамента,
определяемый по табл. 20 (см. гл. 6).Площадь подошвы условного фундамента Fy и его ширина Ьу
определяются по формуламА/нFy = JpL,	(5.16)PzHдля ленточного фундамента, N*ь’-£г	<517>для прямоугольного фундаментаЬу =КД'2 + Fy — A,	,(5.18)где Д = 1~^ — половина разности длины I и ширины Ъ фунда¬
мента в м.Обозначения ранее указаны з пояснениях к формулам (5.1) —
(5.3) и (5.13),69
Нормативное давление на слабый грунт для условного фунда¬
мента находится из выраженияЯ"л = т КАЬу + Щ) То + Dcн],	(5.19)где/гу — глубина заложения условного фундамента в м (см. рис. 5.3).
Vo — средневзвешенный объемный вес в Т/м3 в пределах глу¬
бины Ау.Остальные обозначения указаны в формуле (4.5). Значения
фн, сн и, следовательно, коэффициенты А, В и D принимаются для
слабого грунта.Если расчет покажет, что условие (5.13) не удовлетворяется,
то либо, увеличивая размеры подошвы фундамента, задачу решают
методом последовательного приближения, либо, приняв /гф = Ясл,рh = fly, т—l и Кп=~%, по формулам (5.12) и номограммеу(рис. 5.2) находят уточненное значение ширины условного фунда¬
мента bv, после чего производят проверку условия (5.13).Пример 5.3. Требуется проверить достаточность размеров
4,1 X 4,1 м подошвы фундамента, рассчитанного в примерах 4.1
и 5.2, если на глубине 1,64 м ниже подошвы фундамента залегает
слой слабой глины в мягкопластичном состоянии, имеющей харак¬
теристики <рн = 18°, сн = 2,8 Т/м2 и при значениях No = 1000 Т,
Лф = h = 2,0 М, Yo песка = 2,0 Т/м3, ра= 63,9 Т/м2.2zПо табл. 20 найдем для квадратного фундамента приу == 2 =0,8 значение а = 0,800. Тогда по формулам (5.14)
и (5.15) вычислим:pzH = 0,800 (63,9 — 2,0 • 2,0) = 47,9 Т/м\Рен - (2,0 + 1,64) • 2,0 = 7,28 Т/мКОпределим теперь по формулам (5.16) и (5.17)Fy = ^g = 20,9 м\
by = ly = YTy = К 2^9 = 4,6 м.По формуле (5.19) и табл. 14 найдем= 1 [(0,43-4,6 + 2,72-3,64)-2,0+ 5,31-2,8] = 38,6 Т/м\
Проверим условие (5.13)47,9 + (2,0 + 1,64) 2,0 = 55,2 Т/м2, что больше найденного
значения Ren• Следовательно, необходимо увеличить размеры по¬
дошвы фундамента. Проводим расчет по формулам (5.12) и номо¬
грамме (рис. 5.2) аналогично примеру 5.2.70
По табл. 15 Ф = 6,32, JI — 12,31, Г = 2,32, тогда по форму¬
лам (5.12)„ 1000 • 2,32 . 1СЛ
П = t. [ .20 = 1160ж'.Ж = 6,32-3,64+ 12,31^— 2,1'f’6jt02’32 = 31,3 м.По номограмме Ьу — 1у = 5,6 м.Руководствуясь формулой (5.14), найдем приближеннор р±и = _к_ = ;°оо = 39 8 Т/М2'д а а by /у 0,800-5,6*5,6
Откуда требуемые размеры подошвы фундаментаПоскольку с увеличением b увеличивается а, примем
Ь = 1 — 5,2 м, тогда у = —gy— = 0,631 и по табл. 20 найдем
а = 0,868.По формулам (5.14), (5.15) и (5.16) повторно вычислимрг„ = 0,868 ^2 = 32,1 Т/м\Рбн = 7,28 Т/ж2,Fy = -^ = 31,1 *■,by = ly = УзГЛ = 5,58 JK.По формуле (5.19), руководствуясь табл. 14, найдем#“л = 1 [(0,43 • 5,6 + 2,72 • 3,64) • 2,0 + 5,31 • 2,8] = 39,5 Т/мг.Проверяем условие (5.13) .Р,н + Рен = 32,1 + 7,28 = 39,4 7>2<Я?Л.Следовательно, по условиям развития пластических деформаций
в подстилающем слое грунта требуется размеры подошвы увели¬
чить до 5,2 X 5,2 м.§ 27. Расчет размеров подошвы внецентренно нагруженного
фундаментаКогда равнодействующая внешних сил какой-либо расчетной
комбинации нагружения не проходит через центр тяжести цлощади
подошвы фундамента (на фундамент действует момент, невоз¬
можно соответствующее развитие подошвы фундамента из-за стес¬
ненности места и т. п.) размеры подошвы фундамента определяют
как внецентренно нагруженного элемента.71
Расчет внецентренно нагруженного фундамента ведется методом
последовательного приближения. Ориентировочные значения нор¬
мативного давления на грунт основания и размеров подошвы фун¬
дамента рекомендуется сначала определить как для фундамента
центрально нагруженного по методике, изложенной выше, после
чего следует проверить краевое напряжение. В результате расчета
добиваются удовлетворения условий(4.1)Яме .<1,2 Я",	(5.20)где рн — среднее давление по подошве фундамента от основного
сочетания нормативных нагрузок в ТЛи2, определяемое
по формуле (4.2);Рмакс — максимальное давление под краем подошвы фунда¬
мента в Т1м2 для наиневыгоднейшего возможного за-
гружения фундамента основным сочетанием норматив¬
ных нагрузок.Рекомендуется также не допускать отрыва подошвы фунда¬
мента от грунта, что достигается соблюдением условияР1 ин^О,	(5.21)а в случае возникновения момента от действия кранов грузоподъем¬
ностью 50 и более тонн Промстройпроект
[26] рекомендует выполнять условие-ф=- ^0,25.	(5.22)Р максПоследние два условия могут не
удовлетворяться при плотных грунтах,
когда исключено существенное развитие
крена фундамента, а также разжижение
грунтов, испытывающих попеременно
загрузку и полную разгрузку под по¬
дошвой фундаментов.В общем случае, если момент дей¬
ствует относительно обеих главных осей
инерции (рис. 5.4), краевые напряжения определяются по формуле/’макс — F — Jx — Jy ’	(5.23)мин	Угде F — площадь подошвы фундамента в ж2;Мх и М* — моменты от данного сочетания нормативных нагрузок
относительно соответствующих главных осей инерции
площади подошвы фундамента в Т • м;
х и у — расстояния от главных осей инерции до наиболее
удаленных точек подошвы фундамента в м\Рис. 5.4. Схема подошвы и
эпюра давления по подошве
внецентренно нагруженного
фундамента72
Jx и Jy — моменты инерции площади подошвы фундамента отно¬
сительно осей х и у в м4;Nн — вертикальная нормативная нагрузка в уровне по¬
дошвы, равнаяN* = Nl + N% + N*р,	(5.24)здесь No — нормативная нагрузка в сечении у поверхности грунта
в Т)N1 + N”p — сумма веса (нормативного) фундамента и грунта
над его уступами в Т.Для прямоугольных фундаментов, когда равнодействующая
приложена к точке А (рис. 5.4), формула (5.23) приводится к видуI5-25»МИНгде ех и еу — эксцентриситеты равнодействующей в м> соответ¬
ственно равныеMl	Mlех = -р и *у =	(5-26)Когда момент действует только относительно одной главной
оси инерции, формула (5.25) примет видр.-.-ГИт)'	<5-27>минЗдесь е — эксцентриситет равнодействующей относительно центра
тяжести площади подошвы фундамента в м, равныйе = £,	(5.28)/ — размер подошвы фундамента (обычно больший) в плоскости
действия момента в м.Проверка напряжений рмакс, как правило, производится дляминдвух случаев: для максимальной нормальной силы N^aKC с соот¬
ветствующим ей Мн и максимального абсолютного значения мо¬
мента Л12акс с соответствующей силой NH. Надо стремиться, чтобы
от постоянных и длительно действующих
временных нагрузок давление было по
возможности равномерно распределено
по подошве.Для выравнивания напряжений по по¬
дошве делают фундамент несимметрич¬
ным, смещая подошву (рис. 5.5) прибли¬
зительно на величину^макс Н" ^мин	/гс ~ 	§ “ *Рис. 5.5. Смещение центра
тяжести подошвы фунда¬
мента73
где £макс и емиН — максимальное и минимальное значения эксцен¬
триситета с учетом знаков при разных возможных комбинациях
нагрузок (например, мостовые краны с одной или с другой сто¬
роны колонны).При большом значении эксцентриситета иногда целесообразно
принять подошву фундамента вытянутой формы, но не более чем
3:1, или сделать ее сложной конфигурации (таврового или дву¬
таврового сечения).С целью уменьшения количества попыток при определении
размеров подошвы фундамента целесообразно повторить расчет
фундамента как центрально нагруженного на действие по обрезу
фиктивной нагрузки N"2, определяемой из выраженияno2=к* +'1) ’	(5-3°)где индекс 1 показывает, что в формулу входят величины, полу¬
ченные при предшествующем (первом) расчете;Ке —коэффициент, принимаемый в пределах 0,8 -г- 0,9.По полученному значению N “2 опять определяют b, I и R" по
формулам и номограммам для центрально нагруженного фунда¬
мента.После такого повторного расчета опять производится проверка
условий (4.1), (5.20) — (5.22) и в крайнем случае уточняются раз¬
меры подошвы в пределах 10—20 см.Когда не требуется выполнять условия (5.21) и равнодействую¬
щая давления выходит за пределы ядра сечения подошвы фунда¬
мента, руководствуются дополнительно следующими правилами:а)	равнодействующая должна проходить от наиболее нагружен¬
ного края подошвы фундамента на расстоянии не менее 0,25 раз¬
мера подошвы в плоскости действия момента;б)	краевые напряжения можно определять по формулам
(5.23)—(5.27), т. е. без учета неполного опирания подошвы, что
при указанном выше ограничении уменьшает рыакс не более чем
на 7%;в)	использование фундаментов с неполным опиранием подошвы
допускается в исключительных случаях (например, от монтажных
нагрузок или при особом сочетании нагрузок).Если соответствующие условия предедьных значений рШакс
и рмин удовлетворены, то, когда это требуется, переходят к расчету
по деформации и по несущей способности (см. в § 1). При расчете
по деформации дополнительно проверяют ожидаемый поворот фун¬
даментов (см. гл. 6 § 40).Пример 5.4. Определить размеры подошвы фундамента и норма¬
тивное давление Ra, если дано: h — Лф = 2,0 м, у0 = 2,0 Т/м8,
No = 1000 Т, Мы = ±800 Т • м (не от крановой нагрузки), грунт—74
песок средней крупности, фн = 40°, сн = 0,3 Т/м2, класс соору¬
жения II.Сначала рассчитаем фундамент как центрально загруженный
в соответствии с примерами 4.1 и 5.2. При этих расчетах было полу¬
чено: Ъ = / = 4,10 м, RH — 67,1 Т/м2, следовательно, 1,2 RH =
= 80,5 Т/м2.Приближенное значение нагрузки, действующей по подошве
фундамента, с учетом веса фундамента и грунта получим из
выраженияN" = Л^о 4- Ycp Аф Ы = 1000 + 2,2 • 2,0 • 4,1 • 4,1 = 1074 Т.В соответствии с (5.28) эксцентриситет± 800	, л „,ге = ~\т =±0>745 м-По формуле (5.27)«... = ^ (* ± ТТ15) = «3,9 ± 69,6,мин	*	1Рмакс = 133>5 T/M*>i,2R\Рш»н = -5-7 №<0.Условия (5.20) и (5.21) не удовлетворены. Смещать подошву
нельзя, так как момент действует в обоих направлениях.Примем отношение сторон подошвы Кп = = 1,5 и вычислимфиктивную нагрузку по формуле (5.30)tfoH2 = iooo(133fe80’5°'8 +4) =1527 т-По табл. 15 найдем Ф = 4,41, JI = 4,77, Г = 0,41 и по форму¬
лам (5.12) определимЯ = ЙЙ1 = 209 *■Ж = 4,41 • 2,0 + 4,77 g- — 0,41 = 8,64 м.Найдем по номограмме (рис. 5.2) Ь = 4,1 м и вычислим
/ = 1,5 -4,1 =6,2 м.По формуле (4.5), руководствуясь табл. 13, найдем, как и ранее
R" = 67,1 Т/м9 (см. пример 5.2).Теперь определим новые значенияN“ = 1000 + 2,2 • 2,0 • 4,1 • 6,2 = 1112 Т,'е = = 0,719 м,75
/>:«= 4-Щ1 ±е-^-9) - «,7±зоаМИН	'	'Р\ акс= 74,1 ГК <80,5 Т/м2,Р1ш =13’3 Т/л*2>0,
j?|™ = ят = 0,18 < 0,25,Р макс/>"-4^5?-«•*<*■•Условия (4.1), (5.20) и (5.21) удовлетворены, а условие (5.22) не
выполнено. Удовлетворения последнего условия в данном случае
не требуется.Пример 5.5. Определить размеры подошвы фундамента и величину
нормативного давления, если дано: h = Лф = 2*0 м, грунт — песок
средней крупности, у<> = 2,0 Т/м3, <рн = 40°; сн = 0,3 Т/м2, класс
сооружения И, фундамент внецентренно загружен, расчетными
комбинациями'загружения являются Л^”х = 1000 Т, М"=+800 Т •м,
N*2 - 900 Т, Ml - —100 Т м.Сначала рассчитаем фундамент как центрально загруженный
в соответствии с примерами 4.1 и 5.2. По данным этих расчетов было
получено b — I = 4,10 м. R* = 67,1 Т/м2, следовательно, 1,2 R* =
=80,5 Т/м2.С учетом веса фундамента и грунта получим приближенное зна¬
чение максимальной нагрузки, действующей по подошвеN“ = JV“MaKC + Ы = 1000 + 2,2• 2,0 - 4,1 • 4,1 = 1074 Т.В соответствии с (5.28) найдем эксцентриситеты800 Л „/с- •^макс 1074 0,745 M,100 Л 1ЛП
^мин 974 0,10о м.По формуле (5.27)п» 1074/, . 6-0,745\ ео л , ллп= СНГ I4 ——зп-) = 63>9±69.6.Pi,КС, = 63>9 + 69>6 = 133>5 77** >80,5 Т/м2,PiИН1 = 63,9-69,6 = -5,7 Т/м2<0.Условия (5.20) к.(5.21) не удовлетворены.Найдем величину, на которую целесообразно сместить центр
тяжести подошвы фундамента, по (5.29), 0,745 — 0,103 л ппп
с = 		^— = 0,326 м.76
Примем смещение с = 0,30 ж, тогда приблизительно
бмакс! = 0,745 —0,3 = 0,445 ж,
емт! = — 0,103 — 0,3 = — 0,403 ж.Первая комбинация загружения N4 = 1074 Т и емакс i = 0,445 ж
будет являться расчетной.Следовательно, при Ъ = / = 4,1 жрн — MJj (1 -ь 61°.’14.5_\ = 63 9 ч- 41 6
Рмакс 4 Is I — 4,1 J VO,? — “tl.U,^	мин	’ 'Piакс, = 63>9 + 41,6 - 105,5 Г/ж2> 1,2 Я".Примем 6 = 4,10, а / = 5,0 ж.В таком случаеN"= 1000 + 2,2-2,0-4,1-5= 1090 Т,=63.2 + 28,4,мин 1^иакс 1 = 53,2 + 28,4 = 81,6 Т/м*ъ 1,2/?“,Лив j = 53,2 — 28,4 = 24,8 Т/ж2 > 0,-0’3>0,25-гмакс 1Условия (5.20) —■ (5.22) удовлетворены, перенапряжение менее
1,4%, что находится в пределах точности расчета. Удовлетворения
этих условий можно добиться без смещения подошвы фундамента
путем развития размеров подошвы, но такое решение неэкономично.§ 28. Расчет размеров подошвы фундамента
при наличии подвалаПри наличии подвала ленточный фундамент наружных стен
воспринимает от обратной засыпки грунта давление (рис. 5.6).
Его определяют по формулам ак¬
тивного давления грунта на под¬
порные стенки с учетом сцепления.Однако вследствие малой высоты
этих стенок (2—3 ж) и выполнения
обратной засыпки за пазуху фун¬
дамента грунтом нарушенной струк¬
туры чаще ограничиваются прибли¬
женным расчетом. В этом случае
для глинистых грунтов в расчет¬
ные формулы вводится не угол внут¬
реннего трения, а ориентировоч¬
ное значение условного угла со¬
противления грунта сдвигу. Его
величину можно принимать в за¬
висимости от степени влажностиРис. 5.6. Расчетная схема лен¬
точного фундамента под стену
при наличии подвала77
(водонасыщенности) и плотности глинистого грунта	в следующих
пределах:а)	для насыщенного водой или влажного при
е < 0,4, а также маловлажного при любых
значениях е 	 		4р—45еб)	для насыщенного водой при 0,40,6, атакже влажного при е ^ 0,4	•	30—35°в)	для насыщенного водой при е ^ 0,6 		20—25°Для песчаных грунтов расчет ведется по углу внутреннего
трения.При нескольких слоях -различных грунтов в пределах глубины
заложения фундамента расчет ведут по характеристикам преоб¬
ладающего слоя грунта.При вычислении давления грунта на подпорную стенку под¬
вала учитывают временную нагрузку на поверхность грунта q =
= 1 Т/м2. Эту нагрузку заменяют фиктивным слоем грунта тол¬
щиной 0,6 м. Гидростатическое давление учитывается, когда оно
передается слоем гидроизоляции с одной стороны фундамента.Если надподвальное перекрытие, устраиваемое до засыпки
грунта за пазухи фундамента, возвышается над поверхностью
земли не более 1,0 м, то приближенная расчетная схема может
быть принята согласно рис. 5.6. Тогда момент на метр длины фун¬
дамента в плоскости подошвы будет равенМА = 2* +	(5-31)где L, е0, е1 — указаны на рис. 5.6;Non — давление в плоскости обреза фундамента на 1 л
длины стены в Т\
а — интенсивность давления грунта на подпорную
стенку на отметке подошвы фундамента в Т1мй,
определяемая из выраженияa = Yotftg2(45°-5J>).	(5.32)Здесь с учетом фиктивного слояН = h + 0,6,	(5.33)где Ник принимаются в ж.В тех случаях, когда обратная засыпка за пазухи фундамента
производится до устройства надподвального перекрытия, давле¬
ние грунта полностью воспринимается фундаментом как свободно
стоящей подпорной стенкой.Знац МА, размеры подошвы проверяют как для внецёнтренно
нагруженного фундамента.При подошве фундамента менее 1,0 м или при наличии слоя
гидроизоляции в нижней части фундамента заделку в плоскости78
подошвы не учитывают. В таком случае обеспечивают устойчи¬
вость фундамента на сдвиг путем устройства бетонного пола или пас¬
сивным отпором грунта со стороны подвала.Когда подошва фундамента заглублена относительно пола под¬
вала на 1 м и более и фундамент рассчитывается с учетом заделки
в грунт, то дополнительно учитывается активное давление грунта
на нижнюю часть фундамента с подвальной стороны.Пример 5.6. Определить ширину подошвы фундамента здания
с подвалом, если дано: Лх = 1,0 м, h2 = 1,3 м, Л3 = 1,1 м, h„ =
= 0,5 м, &с = 0,5 м (см. рис. 5.7),Yoi = 1,70 Т/м3, Yoa = 2,0 Г/ж3,Yos = 1,6 Т/м3, ф“ = '40°, ф; == 30°, ф« = 25°, q = 1 Т/м?,L — 3,6 м, Non = 26 Т/м, е0 == 0,02 м (см. рис. 5.6), в основа¬
нии залегает супесь, обладающая
характеристиками yoi = 2 Т/м3,Фн = 23°, сн - 0,6 Т/мКРис. 5.7. Расчетная схема фундамента
к примеру 5.6.1.	Вычислим средневзвешенный объемный вес грунта по фор¬
муле (4.8) и величину h по формуле (4.6)1,7 • 1,0 + 2,0 • 1,3 + 1,6 • 1,1 _ . 7Й тТо =	1,0+ '1,з+1,1		 1,78 Т/м >h= 2 (fti +ft,+ *,) + *,_ 2 (1,0+1,3+ 1,1)+0,5 2iM
3	3	*2.	Определим размер ширины подошвы как для центрально
нагруженного ленточного фундамента согласно § 24. Для фн =
= 23° по табл. 15 найдем Ф = 5,51, JI = 9,42, Г — 1,51 и по фор¬
муле (5.9)Жп = у (5-51 • 2,4 + 9,42 -щ-— 1,51 ) = 6,26 м.По формуле (5.8) получим- ширину подошвы фундаментаЬ =— 6,26 + У6,262 + 12-6ь‘;^8 = 1,57 м.Принимаем по табл. 6 подушку фундамента из блоков Ф-16,6= 1.6 м.79
3.	По формулам (5.33) и (5.32) найдем Н, при этом влияние
нагрузки q не учитываем, так как это ведет к уменьшению мо¬
мента в плоскости подошвы фундаментаН = 1,0+ 1,3+ 1,1 =3,4 м,
а = 1,78 • 3,4-tg2 (45°— = 2,02 Т/м2
} fи вычислимNfpl =(1,0-1,7+ 1,30-2,0+ 0,6-1,6)-1-0,55=2,89 Т/м,
et = 0,25 + 0,27 = 0,52 м. г. , 14.	Определим 1^>м£нт в плоскости подошвы фундамента по (3.31)
ма = 2’021~5^’ба + ~f-— 2,89 • 0,52 = + 0,53 Т ■ м/м.5.	Краевое напряжение найдем по формулам (5.28) и (5.27)- Мл —	+0,53	— tonic;е~ NH ~ 26 + 2,89 + 0,5-2,9.2,2+1,6-0,5-2,0 — +U.U1D м,= ТЗГтИ1 ± ^ТЖ1) = Ы8.МИН	I (	\	'/Скс = 21,06+ 1,18 = 22,2 Т/м2,-
Рн„ин = 21-06- 1,18= 19.9 Т/м2.Теперь следует проверить условия (5.20) и (4.1).
ГЛАВА 6РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ§ 29. Основные положенияРасчет оснований, сложенных нескальными породами, по дефор¬
мациям (по осадкам и их неравномерностям) является основным.
Считают, что условия, ограничивающие деформации, выполнены:1)	если допускается расчет размеров подошвы фундаментов,
исходя из нормативного давления на грунт основания, определя¬
емого по табл. 14 (см. §ч21 гл. 4);2)	если возводятся сооружения, указанные в табл. 16, на осно¬
вании, имеющем в пределах глубины, равной полуторной ширине
наибольшего фундамента плюс 1 м, грунты, перечисленные в
табл. 16, и среднее давление по подошве фундаментов не превос¬
ходит нормативного давления jRh, найденного по формуле (4.5).В остальных случаях рассчитывают осадки фундаментов и учи¬
тывают их неравномерности.Таблица 16Виды зданий и сооружений и грунтов, для которых
расчет основания может производиться по нормативным
давлениям без проверки осадок (СНиП Н-Б. 1—62*)Виды зданий и сооружений и их основная
характеристикаВиды грунтов основанияА. Промышленные здания1.	Одноэтажные с несущими кон¬
струкциями, малочувствитель¬
ными к неравномерным осад¬
кам (например, отдельные
колонны на отдельно стоящих? фундаментах со свободно
опертыми фермами или бал¬
ками и т. п.), и грузоподъем¬
ностью кранов до 50 Т вклю¬
чительно2.	Многоэтажные (высотой до
шести этажей включительно)
с сеткой колонн не более 6 X 9л1.	Пески плотные или глинистые
грунты твердой консистенции неза¬
висимо от характера их залегания и
величины суммарных нормативных
нагрузок, либо2.	Пески (кроме пылеватых) сред¬
ней плотности, глинистые грунты
полутвердой и тугопластичной кон¬
систенции или грунты других видов,
сжимаемость которых не превышает
сжимаемости перечисленных в п. 2
грунтов, при горизонтальном выдер¬
жанном по толщине залегания слоев81
Продолжение табл. 16Виды зданий и сооружений и их основная
характеристикаВиды грунтов основанияБ. Жилые и общественные зданияМногоэтажные прямоугольной
формы в плане и постоянной этаж¬
ности (высотой до пяти этажей вклю¬
чительно) с несущими крупноблоч¬
ными, кирпичными или другими
видами каменных стен, а также со
стенами из крупных панелейВ. Сельскохозяйственные здания
и сооруженияНезависимо от конструктивной
формы и расположения в плане.грунта (при этом уклон допускается
не более 0,1) и фундаментах, отлича¬
ющихся по ширине в пределах одного
здания (или отдельного блока здания)
не более чем в 2 раза — для про¬
мышленных зданий и не более чем
в 1,5 раза — для жилых и обществен¬
ных зданийПримечание. Табл. 16 можно пользоваться для здаиий иного назначения при аналогичных
конструкциях и нагрузках.Различают следующие основные виды деформаций оснований:1)	абсолютные осадки;2)	средние осадки;3)	перекос;4)	крен;5)	относительный прогиб или выгиб (перегиб).Абсолютные осадки Saб рассматриваются для отдельных фунда¬
ментов. Максимальная величина абсолютной осадки определяется,
исходя из наиболее неблагоприятных грунтовых условий для дан¬
ного типа фундаментов.Величина средней осадки Scp определяется как средневзвешенное
значение абсолютных осадок отдельных фундаментов, имеющих
взаимосвязанную надземную конструкцию, по формулес 	4"S2F2 + ••• + SnFn	/р. i\*ср- Fl+F% + _+Fn >где Si, S2, Sn — абсолютные осадки разнотипных отдельных
фундаментов или лент;^1, ^2> •••» Fn — суммарные площади подошвы соответствую¬
щих групп фундаментов, имеющих одина¬
ковые размеры и напластования грунтов
в основании.	*При одном типе фундаментов величина Scp определяется минимум
по осадкам трех фундаментов, имеющих в основании неодинаковое
напластование грунтов или различное влияние загружения соседних
фундаментов или площадей. Для сплошных фундаментов Scp опре¬
деляется по данным не менее чем трех буровых колонок.82
Величины Sаб и Sср, установленные расчетом, не должны превы¬
шать предельных значений, т. е.<б-2>*^Ср ^=: *^Пр. Ср» )где Snp. аб и Sпр. ср— предельные значения соответственно абсолютных
и средних осадок (см. табл. 17).Таблица 17Предельные величины осадок оснований фундаментов
(СНиП Н-Б. 1—62*)jКонструкции зданий и тип фундаментаПредельные величины
осадок в смсредних
^пр. срабсолютных
•^пр. абU Крупнопанельные и крупноблочные бескаркас¬
ные здания	2.	Здания с неармированными крупноблочными и
кирпичными стенами на ленточных и отдельно
стоящих фундаментах при отношении длины сте¬
ны i к ее высоте Н (считая Я от подошвы фун¬
дамента):L\H^z 2,5	1,5	3.	Здания с крупноблочными и кирпичными стенами,
армированными железобетонными или армокир-
пичными поясами (вне зависимости от отноше¬
ния L: Н)4.	Здания с каркасом по полной схеме5.	Сплошные железобетонные фундаменты домен¬
ных печей, дымовых труб, силосных корпусов,
водонапорных башен и т. п	6.	Фундаменты одноэтажных промышленных зданий
и подобных им по конструкциям зданий другого
назначения при шаге колонн:8810151030812Предельное состояние по условиям (6.2) определяют, если осно¬
вание сложено приблизительно горизонтально залегающими слоями
однородных грунтов, сжимаемость которых с глубиной не уве¬
личивается. В остальных случаях определяют неравномерности
осадок Д5.Неравномерность осадки характеризуется перекосом, креном
и относительным прогибом или выгибом (перегибом) (рис. 6.1).Перекос (рис. 6.1, а) определяется по максимальной разности
осадок двух соседних опор, отнесенной к расстоянию между их83
осями, если обеспечивается сохранение вертикального положе¬
ния этих опор.Когда опора получает отклонение от вертикали, а также при не¬
одинаковых осадках краевых точек фундамента, рассматривается
крен (рис. 6.1, б), который определяется как разность осадок,
отнесенная к соответствующему размеру фундамента или расстоя¬
нию между осями жестко завязанных опор (рис. 6.2).При конструкциях стен, способных оказывать сопротивление
изгибу, рассматривается относительный прогиб, характеризуемыйстрелой прогиба или выгиба
(рис. 6.1, в и 6.1, г), отне¬
сенной к изгибаемой длине
участка стены.Рис. 6.1. Неравномерные осадки:а — перекос; б — крен; в — прогиб;
г — изгиб (перегиб)Рис. 6.2. Крен жесткого
сооружения, опирающе¬
гося на несколько фунда¬
ментовНеравномерности осадок AS не должны превышать соответ¬
ствующих предельных значений А5прAS<ASnp.	(6.3)Величины ASnp приводятся в табл. 18.Для сооружений, не указанных в табл. 17 и 18, расчетом или
по опыту эксплуатации предварительно устанавливают предельную
величину неравномерности деформации основания А5пр. Это де¬
лается исходя из влияния деформаций основания на напряженное
состояние конструкций и на условия эксплуатации сооружений
и связанных с ними устройств, т. е. на основе оценки совместной
работы конструкций сооружения с основанием.84
Таблица 18Предельные величины неравномерности осадки основания
фундаментов зданий или сооружений (СНиП Н-Б. 1—62*)В ряде случаев учитывают развитие деформации оснований
во времени и в частности раздельно для периодов строительства
и эксплуатации сооружений. Расчет осадок во времени рассмотрен
в § 42.Кроме загрузки основания, давлением, передаваемым данным
фундаментом, учитывается влияние загружения соседних фундамен¬
тов и поверхности грунта около фундаментов (насыпями, навалом:
руды, различных материалов и т. п.). Если сооружение возводится
до загасания деформаций грунтов основания под действием веса
насыпи (при подсыпке территории), то эти деформации также учи¬
тывают расчетом.85Наименование нормируемых величинПредельные деформации
оснований Д5Пр
из грунтовпесчаных;ГЛИНИСТЫХпри В < 0глинистых
при В > 01.	Разность осадок фундаментов колонн зданий:а)	для железобетонных и стальных рамных
конструкций 	б)	для крайних рядов колонн с кирпичным за¬
полнением фахверка 	в)	для конструкций, в которых не возникает
дополнительных усилий при неравномерной
осадке фундаментов 	(/ — расстояние между осями фундаментов)2.	Относительный прогиб или выгиб (перегиб)
несущих стен многоэтажных зданий (в долях от
длины изгибаемого участка стены):а)	крупнопанельных бескаркасных	б)	крупноблочных и кирпичных неармирован-
ных	в)	крупноблочных и кирпичных армированных
железобетонными или армокирпичными по¬
ясами 	3.	Относительный прогиб или выгиб (перегиб)
стен одноэтажных промышленных зданий и подоб¬
ных им по конструкциям зданий другого назначе¬
ния (в долях от длины изгибаемого участка
стены)	4.	Крен сплошных или кольцевых фундаментов
высоких жестких сооружений (дымовые трубы,
водонапорные башни, силосные корпуса и т. п.)
при наиболее невыгодном сочетании нагрузок . . .5.	Продольный уклон подкрановых путей мосто¬
вых кранов 	6.	Поперечный уклон подкрановых путей (пере¬
кос моста крана) 	0,002/0,0007/0,005/0,00050,00070,00100,0010,0040,0040,0030,002/0,001/0,005/0,00070,00100,00130,0010,0040,0040,003
- При сильносжимаемых грунтах определяют деформации, вызы¬
ваемые увеличением объемного веса грунта за счет снятия взвеши¬
вающего действия воды при понижении уровня грунтовых вод.
В равной степени иногда целесообразно учитывать уменьшение
осадки за счет разгрузки основания при устройстве подвальных
помещений.При возведении сооружения, фундаменты которого загружаются
неодновременно, оценивается неравномерность деформаций осно¬
ваний соседних фундаментов во время строительства.§ 30. Определение напряжений в массиве грунтаДля расчета осадок и устойчивости фундаментов необходимо
знать, как распределяются напряжения в массиве грунта. Эти на¬
пряжения определяются исходя из решений математической теории
упругости. Использование этих решений для
расчета оснований возможно при следующих
допущениях:1)	грунт в небольших пределах изменения
напряжений считается линейно-деформиру-
емым телом;2)	рассматриваются задачи в условиях
стабилизации напряжений и деформаций
грунта от внешней нагрузки;3)	определяются не фактические напря¬
жения в геометрической точке, расположен¬
ной в пределах объема твердой частицы,
поры или в точке контакта частиц, а средние
значения напряжения в рассматриваемой
точке основания как для сплошного тела;4)	давление на подошве фундаментов огра¬
ничивается условием (4.1).Анизотропностью слоистых грунтов вслед¬
ствие незначительности влияния пренеб¬
регают.Вертикальное нормальное напряжение р2 в любой точке М
(рис. 6.3) при действии сосредоточенной силы, приложенной к по¬
верхности линейно-деформируемого полупространства (задача Бус-
синеска), находится из выраженияРш = К-Ъ’	<6-4>где Р — сосредоточенная сила;
z — координата точки М;К —г коэффициент, зависящий от отношения у, принимаемыйпо таблице (см. «Механика грунтов», Н. А. Цытович);
г — расстояние от точки М до оси 2.Рис. 6.3. Схема дей¬
ствия сосредоточенной
силы86
В рассматриваемой точке М действуют шесть компонентов
напряжений. Однако при расчете осадок фундаментов по СНиПу
учитывают лишь вертикальное напряжение р2.Рис. 6.4. Определение методом сум¬
мирования напряжения р2 при
распределенной нагрузкеРис 6.5. Расчетная схема к при¬
меру 6.1Напряжения pz в любой точке М полупространства от нескольких
сосредоточенных сил Pif приложенных к поверхности, вычисляются
как сумма сжимающих напряжений от действия каждой из сил
по формулеп=	(6.5)*=»1где Ki — коэффициенты, зависящие от отношений у;rt — расстояния от точки М до линий действия сил Р,-;
п — число сосредоточенных сил.Пользуясь формулой (6.5), находим приближенное значение
напряжения рг в любой точке М от действия вертикальной каким
угодно образом распределенной нагрузки. Для этого разбивают
площадь загружения на небольшие площадки (рис. 6.4). Для каждой
из них действие распределенной нагрузки заменяют сосредоточенной
силой Pit приложенной в центре тяжести нагрузки этой площадки.
Разбивку производят так, чтобы больший размер площадки был
меньше трети расстояния от ее центра до точки, в которой87
вычисляется напряжение. В таком случае погрешность будет
меньше 3%.Если известен закон распределения внешней нагрузки, то при¬
ближенное суммирование может быть заменено интегрирова¬
нием.Пример 6.1. Определить рг на глубине 100 см в точке М (рис. 6.5),
лежащей под центром площади 2 X 2 м, в пределах которой прило¬
жена равномерно распределенная . нагрузка 4 кГ/см2.Разделим нагруженную площадь на площадки 50 X 50 см и най¬
дем сосредоточенные силы, заменяющие распределенную нагрузку
Pi = 50 X 50 X 4 = 10 000 кГ.Определяем расстояния гъ г2 и г3 (ем. рис. 6.5):гх — 25 У 2 = 35,4 см,
г2 = V75* + 252 = 79,15 см,
г3 = 75 У2 = 106,0 см.При Pt = const формула (6.5) приводится к видуВеличины Ki принимаем по таблице в книге Н. А. Цытовича и вы-«=16числяем 2 Ki И РгРг = ^'2,8464 = 2,85 кГ/см\Таблица 19№ точекг. в смггг*1. ni12335,479,1106,00,3540,7§11,0600,35550,14170,07274841,42201,13360,29082^ = 2,8464§ 31. Определение напряжений рг при местной равномерно
распределенной нагрузкеПри равномерно распределенной нагрузке, приложенной в пре¬
делах прямоугольной или круглой площади (рис. 6.6), напряжение
pz в точках, расположенных под центром загружеиия О, находится
по формулеpz = ap,	(6.6)88
где р — интенсивность нагрузки в кГ/см2,2 z	Iа — коэффициент, зависящий от т = у и Кп — у
(см. табл. 20).Рис. 6.6. Равномерно рас¬
пределенная нагрузка по
прямоугольной площадке
загружения2 2При круглой площади загружения принимается m — -j,где d — диаметр круга. Если площадь загр ужения имеет форму
правильного многоугольника, то значения принимаются какдля круга, имеющего d = 2 |/"где F — площадь загружения.§ 32. Определение напряжений методом угловых точекВертикальные сжимающие напряжения р2 в точках, расположен¬
ных под углом прямоугольной площади загружения определяются
по формулеР, = <*•£,	(6.7)где р — интенсивность равномерно распределенной нагрузки
в кПсм*;I	Zа — коэффициент, зависящий от К.п — у и т' = уи определяемый по табл. 20.Из сопоставления формул (6.6) и (6.7) и выражений для т.
и т' видно, что напряжение pz на глубине 2z под углом равномерно
загруженного прямоугольника равно четверти напряжения на
глубине 2 под центром этого прямоугольника (см. рис. 6.6).Зная рг под угловой точкой загруженного 'прямоугольника,
с помощью метода угловых точек определяют сжимающие напряже¬
ния в любой точке полупространства.89
Значения коэффициента аЛенто чные
фундаменты
при Кп > 101,0000,9770,8810,7550,6420,5500,4770,4200,3740,3370,3060,2800,2580,2390,2230,2080,1960,1840,1750,1660,1580,1500,1440,1370,1320,1260,1140,104Прямоугольные фундаменты с отношением сторон Кп = 1 : b
1 12 1,4 | 1,6 1,8 2 2,4 2,8 3,2 4 | б1,000
0,977
0,881
0,754
. 0,639
0,545
0,470
0,410
0,360
0,320
0,285
0,256
0,230
0,208
0,189
0,172
0,158
0,144
0,133
0,123
0,113
0,105
0,098
0,091
0,085
0,079
0,071
0,0601,0000,9770,8800,7530,6360,5400,4620,4000,3480,3050,2700,2390,2130,1910,1720,1550,1410,1280,1170,1070,0980,0910,0840,0780,0720,0670,0600,0511,000
0,977
0,879
0,749
0,630
0,529
0,449
0,383
0,329
' 0,285
0,248
0,218
0,192
0,170
0,152
0,136
0,122
0,110
0,100
0,091
0,084
0,077
0,070
0,065
0,060
0,056
0,050
0,0441,0000,9770,8780,7460,6230,5200,4370,3690,3140,2700,2330,2030,1780,1570,1390,1240,1110,1000,0900,0820,0750,0690,0630,0580,0540,0500,0440,03811,0000,9760,8750,740.0,6120,5050,4190,3500,2940,2500,2140,1850,1610,1410,1240,1100,0980,0880,0800,0720,0660,0600,0550,0510,0470,0440,0400,0341,0000,9760,8700,7270,5930,4810,3920,3210,2670,2240,1900,1630,1410,1230,1080,0950,0850,0760,0680,0620,0560,0510,0470,0430,0400,0370,0330,0281,000
0,975
0,866
0,717
0,578
0,463
0,374
0,304
0,251
0,209
0,176
0,150
0,130
0,112 .
0,099
0,087
0,077
0,069
0,062
0,056
0,051
| 0,046
0,042
0,039
0,036
0,033
0,029
0,0261,000
0,974
0,859
0,703
0,558
0,441
0,352
0,284
0,232
0,192
0,161
0,137
0,118
0,102
0,089
0,078
0,070
0,062
0,056
0,050
0,046
0,042
0,038
0,035
0,032
0,030
0,027
• 0,0241,0000,9720,8480,6820,5320,4140,3250,2600,2100,1730,1450,1220,1050,0910,0790,0700,0620,0550,0490,0440,0400,0370,0340,0310,0280,0260,0230,0201,000
0,968
0,830
0,652
0,496
. 0,379
0,294
0,232
0,187
0,153
0,127
0,107
0,092
0,079
0,069
0,060
0,053
0,048
0,042
0,038
0,035
0,032
0,029
0,026
0,024
0,022
I 0,020
0,0181,0000,9600,8000,6060,4490,3360,2570,2010,1600,1300,1080,0910,0770,0660,0580,0510‘,0450,0400,0360,0320,0290,0260,0240,0220,0200,0190,0170,015Круглые фун¬
даменты1,000
0,949
0,756
0,547
0,390
0,285
0,214
0,165
0,130
0,106
0,087
0,073
0,062
0,053
0,046
0,040
0,036
0,032
0,028
0,024
0,022
0,021
0,019
0,018 '
0,016
0,015
0,011
0,009т0,00,40,81,21,62,02.4
2,83.23.64.04.44.85.25.66.06.46.87.27.6
8,08.4
8,89.29.6
10
11
1290Примечание. Для промежуточных значений тп и Кц величина коэффициента а определяется интерполяцией.Таблица 20
В зависимости от положения проекции точки М (точка ЛГ
на рис. 6.7) на горизонтальную плоскость, к которой приложена
местная нагрузка, различают четыре случая:Случай 1. Точка М' находится внутри контура загруженного
прямоугольника abed (рис. 6.7, а). Площадь загружения разде¬
ляется на прямоугольники — M'gah (I), M'hbe (II), M'ecf (III),
M'fdg (IV), для которых точка М' является угловой. Напряжения,
возникающие в точках, лежащих на одной вертикали с углами
рассматриваемых площадей, называют угловыми. Величина р2
в точке М определится как сумма угловых напряжений от действияРнс. 6.7. Схемы разбивки площади на прямоугольники при определении
рг методом угловых точекнагрузки в пределах прямоугольников I, II, III и IV по формулеРг — («1 + ац + а|,| + aiV|)-"f"’	(6.8, а)где индексы I, II, III, IV указывают номера площадей загружения,
для которых определяются коэффициенты а.Случай 2. Точка М' находится на контуре загруженного прямо¬
угольника abed (рис. 6.7, б). Величина рг равна сумме угловых
напряжений от загружения площадей М’Ьсе и M'eda и определится
по формулеPz = (a, +«„) •£.	(6.8,6)Случай 3. Точка М' находится вне контура загруженного прямо¬
угольника abed (против одной из его сторон (рис.6.7,в). Напряжение
рг в точке М определяется как сумма угловых напряжений от за¬
грузки площадей M'hae (I) и M'ebf (III) за вычетом угловых на¬
пряжений от действия обратно направленной нагрузки в пределах
прямоугольников M'hdg (II) и M’gcf (IV), т. е.Рг — («I «и + аш aIV) • •	(6.8. в)91
Случай 4. Точка М' находится вне контура загруженного прямо¬
угольника abed против одного из углов (рис.. 6.7, г). Определяют
угловое напряжение в точке М от загрузки площади M'gae (I)
и вычитают из него угловые напряжения от действия обратных
нагрузок в границах прямоугольников M'fbe (II) и M'gdh (III).Рис. 6.8. Схема к
примеру 6.2Рис. 6.9. Схема к при¬
меру 6.3Добавляют напряжение от загружения прямоугольника M'fch (IV),
так как в пределах его площади действие обратной нагрузки учи¬
тывалось дважды. Напряжение рг определяется по формулеРг = (аI аи аш "1" ®iy) ~4~ *	(6.8, г)Метод угловых точек используют при учете влияния загружения
соседних фундаментов на напряженное состояние грунта под рас¬
считываемым фундаментом.Пример 6.2. Определить р2 на глубине 3 м под точкой М от на¬
грузки 2 кГ/см2, равномерно распределенной по площади abed
(рис. 6.8).Таблица 21К примеру 6.2Прямоугольник±_<г
b nzTa.1P . = a: JL
Fzi * 4в кГ1смшpz~ipzi
в кГ/см*I	M'haeII	M'hdgIII	M'eb’fIV	M'gcfCM CO — COII II II IIсо |oo со |— co |oo o© 1*-*4-i-T = 30,798—	0,388
0,703—	0,3480,399
-0,194
0,352
— 0,1740,38392
Общее решение задачи с такими же обозначениями рассматриваемых
площадей дано ранее (см. случай 3). Напряжения в точке М опре¬
деляется по формуле (6.8, в).Коэффициентное принимаем по табл. 20 с применением линейной
интерполяции. Вычисления приводятся в табл. 21.Пример 6.3. Фундамент коробчатой в плане формы (рис. 6.9)
загружен равномерно распределенной нагрузкой р. Наметить ход
определения напряжений рг для точек, расположенных на верти¬
кали, проходящей через точку О.Разбиваем площадь abed на прямоугольники I, II, III, IV,
для которых точка О является угловой.Прямоугольник I — орст — 4 шт.Прямоугольник II — oibp — 2 шт.Прямоугольник III — okfr — 2 шт.Прямоугольник IV — olgr — 2 шт.jИскомое напряжение определится как сумма угловых напря¬
женийPz = (4аг + 2<хн — 2аш — 2а, + 2а, v) • £ == (2а{ + 2ап 2а ш -f- 2aIV) •§ 33. Напряжения от собственного веса грунтаПриродным (бытовым) называют давление, возникающее от дей¬
ствия собственного веса вышележащих слоев грунта. На глубине Н
от поверхности естественного
рельефа природное вертикаль¬
ное давление определяется по
формулеп(6.9)*‘=1где п — число пластов грунта
с различным объемным
весом от поверхности
до рассматриваемой глу¬
бины Я;Tot — объемный вес грунта
i-ro слоя;hi — толщина i-ro слоя.Водопроницаемые грунты (пески, супеси и ленточные суглинки
и глины), находящиеся ниже уровня грунтовых вод, испытывают
взвешивающее действие воды. Объемный вес грунта с учетом взве¬
шивающего действия воды у'0 определяется по формуле (1.8).93Рис. 6.10. Давления от собственного
веса грунта:а — напластования грунтов; У.Г.В. — уро¬
вень грунтовых вод; б — эпюра давлений
Водонепроницаемые грунты (например, твердые глины) взвеши¬
вающего действия воды не испытывают и рассматриваются как водо-
упор. На водоупор передается давление столба hB вышележащей
воды, равное yb • (рис. 6.10), где ув — объемный вес воды.§ 34. Расчет осадки по методу суммированияСНиП рекомендует определять конечную осадку методом сумми¬
рования. Этот метод базируется на определении вертикальныхнормальных напряжений рг в ос¬
новании по теории линейно-де-
формируемой среды. При этом
допускается: а) распределение
напряжений в толще неоднород¬
ных оснований принимать как
для однородной изотропной
среды; б) осадки отдельных слоев
определять по модулям дефор¬
мации, установленным для каж¬
дого слоя.Осадка определяется по вели¬
чине напряжений рг, влияние
остальных компонентов напря¬
жений не учитывается.Эпюры напряжений рг и р6г
по глубине принимаются в соот¬
ветствии с рис. 6.11,
где рн — среднее фактическое
давление по подошве
фундамента от норма¬
тивных нагрузок;
рб — природное давление на
отметке подошвы фун¬
дамента;рбг — природное давление в грунте на глубине z от подошвы
фундамента;р2 — вертикальное уплотняющее давление в грунте под центром
тяжести подошвы фундамента на глубине г, определяемое
по формулерг = а-/>д,	(6.10)здесь а — коэффициент, принимаемый по табл. 20;рд—дополнительное давление по подошве фундамента,•	под действием которого происходит уплотнение грунтов
основания, определяемое по формулеРд = РН—Рб-	(6.11)94Рис. 6.11. Расчетная схема распределе¬
ния давлений на горизонтальных сече¬
ниях в грунте ниже подошвы фунда¬
мента
В отличие от формул (6.6) и (6.7), рассматривающих частНый
случай приложения давления к природной поверхности грунта
(Рб = 0), формулы (6.10) и (6.11) учитывают, что нагрузка, передава¬
емая подошвой фундамента, прикладывается на некоторой глубине h
от природной поверхности. Поэтому из давления рн, распределенного
по подошве, вычитается ранее действовавшее давление рб выну^го
грунта, от которого слои основания давно уплотнились.Осадка фундамента по СНиП вычисляется (см. рис. 6.11) по фор¬
мулеп5 = 2 Pzi' hi -g:»	(6.12);=iгде п — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания;Pzi — среднее вертикальное нормальное напряжение в кГ/сма
в i -том слое, принимаемое равным полусумме напряжений
pz, возникающих на верхней и нижней границах этого
слоя;hi— толщина i -го слоя в см;Ei — модуль деформации грунта i -го слоя в кГ/см2;Р — безразмерный коэффициент, корректирующий упрощенную
схему расчета, принимаемый равным 0,8 для всех видов
грунтов. Среди прочих факторов он учитывает и ограни¬
ченное боковое расширение грунта, которое происходит при
действий местной нагрузки.Суммирование по формуле (6.12) производится в пределах с^и.
маемой толщи (активной зоны), простирающейся ниже подощвы
фундамента до глубины z', на которой дополнительные вертикаль¬
ные напряжения рг< составляют 20% от природного давления
Р(,г' > т. е. соблюдается с точностью до 0,05 кГ/см2 условиеРг =0,2Рбг •	(6.13)В тех случаях, когда ниже найденной по условию (6.13) границы
активной зоны залегает слой грунта, сжимаемость которого отно¬
сительно велика (в 2 раза и более превосходит среднюю сжимае¬
мость вышележащих слоев грунта), такой слой целесообразно
включить в активную зону.Для облегчения расчета осадок по СНиПу имеются вспомога¬
тельные таблицы для прямоугольных фундаментов с различной
шириной и соотношением сторон подошвы [12]. Некоторые
рекомендации и последовательность расчета даны в примере 6.4.Пример 6.4. Определить осадку квадратного фундамента, есди;
Ь = / = 400 см; h = Нф — 200 см; Ra — 2,56 кГ/см2. Среднее ф*к_
тическое давление по подошве рп = 2,36 кГ/см2. Напластование
грунтов дано на рис. 6.12. Характеристики грунта следующие:
суглинок уа — 1,8 Т1м3, а01= 0,02 см21кЕ, ц. = 0,25, глина у ~
= 2,0 Т/м3, а02 = 0,01 см21кГ; ц. = 0,30.95
1.	Контуры фундамента наносят на геологический разрез
(рис. 6.12).2.	Сжимаемую толщу разделяют на слои толщиной h0,4 b.
Чтобы избежать интерполяции по т, следует принимать h рав¬
ной 0,26 или 0,46. Принимаем
hi= 0,2 b = 80 см. Граница вы¬
деленного слоя при z = 320 см
совпала с подошвой суглинка.3.	Определяем по формулам(6.9)	и (6.11) природное и допол¬
нительное давление в уровне
подошвы фундаментар6 = yoihi = 0,0018 X 200 =•	= 0,3& кГ/см2,Рд ,= ра—Рб = 2,36 — 0,36 == 2,0 кГ/см2.4.	Определяем по формуле(6.10)	величины дополнительных
давлений pz на границах выде¬
ленных слоев.' Коэффициенты апринимаем по табл. 20 при /(„ = 1. Результаты вычислений даны
в табл. 22.Рис. 6.12. Расчетная схема к при¬
меру 6.4Таблица 22К примерам 6.4 и 6.6Пластгрунтаai*II&гаРг>
кГ(см*P6z>kLJcm*Е,
кГ/см*S.смСуглинок00,40,81,21,60801602403201,0000,9600,8000,6060,4492,001,921,601,2120,8980,36,0,93641,59,6Г лина
II2,02,42,83,24004805606400,3360,2570,2010,1600,6720,5140,4020,3201,570 ,741,9*3.6
4,0
4,4
4,8
5,25.6720800880960104011200,1300,1080,0910,0770,0660,0580,2600,2160,1820,1540,1320,1162,536♦Примечание. Табличные данные ниже границы сжимаемой толщи (z > 64о см)
необходимы для примера 6.6, в котором учитывается влияние соседних фундаментов.96
5.	Для определения мощности активной зоны вычисляются
по формуле (6.9) величины природных давлений на границах пластов
грунта и некоторых выделенных слоев h};z = 320 см рбг = 0,36 + 0,0018 • 320 = 0,936 кГ/см*;
z = 640 см рбг = 0,936 + 0,002 (640 —320) = 1,576 кГ/см2;
z=l 120 см р6г = 0,936 + 0,002 (1120 — 320) = 2,536 кГ/см2.6.	Строим эпюры рг и рбг (см. рис. 6.12) и определяем нижнюю
границу сжимаемой толщи. Условие (6.13) удовлетворяется на
глубине z — 640 см.0,320^0,2-1,576 = 0,315 кГ/см2.7.	Определяем величины модулей деформации по формуле (1.5).
Величину ро{- принимаем для суглинка и глины по табл. 27.для суглинка Е = —= j£S = 41,5 кГ/см2,й01 u,uzдля глины £ = ^ = ^ = 74 кГ/см2.
aoi u,ul8.	Определяем осадку по формуле (6.12). Для уменьшения вы¬
числительной работы формулу приводим к видуS = °-§(6Л2-а)
так как в пределах каждого пласта грунта £* и hi постоянны,
а р = 0,80.В этих же пределах 2>рг1 равна сумме дополнительных давлений
р2 на границах всех средних слоев ht плюс половина давлений
0,5 рг на верхней и нижней границах крайних (соответственно
верхнего и нижнего) слоев.Для пласта суглинка^Pzi- = ¥+ !>92+ 1.60 + !-212 + ^ = 6,181 кГ/см2,(осадка Sx = ^=80-6,181 — 9,6 см.Для пласта глины2р*< = ^ + 0,672 + 0,514 + 0,402 + ^° = 2,197 кГ/см2,осадка S2 = 80 • 2,197 = 1,9 см.Полная осадка 5 = 5х-(- S2 = 9,6 —|— 1,9 = 11,5 см,4	Б. И. Далматов	97
§ 35. Расчет осадок по СНиП 11-Б.1—62* с учетом загружения
соседних фундаментовВ этом случае порядок расчета осадок аналогичный, как и для от¬
дельного фундамента, но дополнительно учитываются напряжения
от загружения соседних фундаментов методом угловых точек
по формулеРг~а ^4°,	(6.14)где Рдс — дополнительное давление по подошве соседнего фунда¬
мента, под действием которого уплотняются грунты
основания.Осадка определяется от суммарных напряжений pZt возникаю¬
щих от загружения рассчитываемого и соседних фундаментов.Рис. 6.13. Графики для определения расстояния LT:а — для квадратного фундамента; б — для прямоугольного фунда¬
мента с отношением сторон 1/Ь >5Учет влияния загружения соседних фундаментов СНиП рекомен¬
дует производить при соблюдении условияKrL^Lr,	(6.15)где £ф — фактическое расстояние между осями фундаментов в см;Lr — расстояние в см, получаемое по графикам (рис. 6.13),
в зависимости от: величины давления рн в кПсм2, дей¬
ствующего по подошве фундамента, влияние которого
рассматривается, и ширины Ь того же фундамента;/(г —■ коэффициент, определяемый по формулеКг = (Е — 100) -f 1,	“ (6.16)98
где b — ширина подошвы фундамента в см, влияние которого рас¬
сматривается;Е — модуль деформации грунта в кГ1см2, принимаемый средним
в пределах сжимаемой толщи;0,6 — коэффициент, имеющий размерность см31кГ.Для отношения сторон фундамента 1<^<5 величина Ltопределяется интерполяцией значений, полученных по графикам
(см. рис. 6.13).Условия формулы (6.15) допускают не учитывать влияние сосед¬
него фундамента в тех случаях, когда это влияние увеличивает
осадку рассматриваемого фундамента менее чем на 0,2—0,4 см.
Однако следует иметь в виду, что при этом учитывалось влияние
одного соседнего фундамента, а их может быть два, четыре и более.
Прием приближенного решения задачи, когда на напряженное
состояние в основании рассматриваемого фундамента влияют не¬
сколько соседних, показан в примере 6.5. Если сжимаемость слоев
основания с глубиной резко увеличивается, влияние соседних
фундаментов следует учитывать и при значениях Кг •	Lr.Пример 6.5. Для данных примера 6.4 определить необходимость
учета влияния соседних фундаментов на осадку фундамента 1
(рис. 6.14,6), если размеры подошвы всех фундаментов в плане
400 X 400 см, а давление по подошве р" = 2,36 кГ/см2.На осадку фундамента 1 может оказывать влияние загруже-
ние восьми фундаментов. Рассмотрим последовательно необхо¬
димость учета влияния фундаментов 2,4,6,8 и 3,5, 7,9.Фундаменты 2, 4, 6 и 8. 1. Площадь четырех фундаментов состав¬
ляет 4 X 16 = 64 м2. Заменяем^ влияние 4-х фундаментов одним
с размерами подошвы b = 64 = 8,0 м = 800 см. По графику
(рис. 6.13,а) при рн = 2,36 кГ/см2 найдем LT — 1150 см.2.	По формуле (6.16) определяем величину коэффициента= <^(58-100) + 1 =0,968,,где модуль деформации в пределах сжимаемой толщи 6,4 м (см. при¬
мер 6.4) равен£ =41,5ff+aT*’2 = 58 кГ/см2‘Проверяем условие (6.15)0,968-1,41 -600 <1150; 816<1150.Учет влияния фундаментов 2, 4, 6, 8 необходим.Фундаменты 3, 5, 7, 9 расположены ближе к фундаменту 1,
чем рассмотренные, и учет их влияния также необходим.4*99
Пример 6.6. По данным примера 6.4 определить осадку централь¬
ного фундамента с учетом влияния загружения соседних фунда¬
ментов (рис. 6.14). Расстояние между осями фундаментов 6,0 м,
среднее фактическое давление по подошве всех фундаментов оди¬
наково и составляет рн — 2,36 кГ1см2.Для фундамента 1 определение напряжения pz по оси г, про¬
ходящей через точку О, и давлений рвг выполнены в примере 6.4
и результаты приведены в табл. 22 и на рис. 6.12. Необходимость
учета влияния соседних фундаментов доказана в примере 6.5.Рис. 6.14. Расчетная схема к примерам 6.5 и 6.6:а — эпюра дополнительных напряжений под центром пло¬
щади фундамента J с учетом влияния соседних фундаментов;
б — план фундаментовДополнительные давления по оси г от загружения соседних
фундаментов определяем методом угловых точек. При этом фун¬
даменты 2, 4, 6, 8 для упрощения расчета повернем на 45°
(рис. 6.14,6).При учете влияния фундаментов 3, 5, 7, 9 рассматриваем 8 пло¬
щадей загружения I (oabc) с размерами 2,0 X 8,0 м со знаком плюс
и 8 площадей II (oade) с размерами 2,0 X 4,0 м со знаком минус.
При учете влияния угловых фундаментов 2, 4, 6, S рассматриваем
8 площадей загружения III (ofgh) с размерами 2,0 X 10,4 м со зна¬
ком плюс и 8 площадей IV (о/кА) с размерами 2,0 X 6,4 м со знаком
минус. Дополнительные напряжения на различных глубинах г
от загружения всех соседних фундаментов найдем из выраженияРг = 8 («1 “«л +	= 2/V («I “«и + аш ~aiv)-100
Величины си—aiv, определенные по табл. 20, приведены в
табл. 23. Напряжения от загружения рассчитываемого фундамента
приняты по примеру 6.4 (см. табл. 22).Таблица 23Пластгрунтаг в смЗначения а/Напряжения р2 в кГ(см%“п4.02,05,23,2влияние со¬
седних фун¬
даментов2^дс * 2 aiоснов¬ныесуммар¬ныеят=ь«I°наИ1aIV53 «1Суг¬линок08016024032000,40,81,21,61,0000,9770,8800,7530,6361,0000,9760,8700,7270,5931,0000,9770,8810,7540,6391,0000,9770,8790,7490,63000,0010,0120,0280,05200,0040,0480,1120,2082,0001,921,601,2120,8982,0001,9241,6481,3241,106Глина400480560640720800880960104011202,02.4
2,83.23.6
4.,04.4
4,85.25.60,5400,4620,4000,3480,3050,2700,2390,2130,1910,1720,4810,3920,3210,2670,2240,1900,1630,1410,1230,1080,5450,4700,4100,3610,3210,2860,2570,2310,2090,1900,5290,4490,3830,3290,2850,2480,2180,1920,1700,1520,0750,0910,1060,1130,1170,1180,1150,1110,1070,1020,3000,3640,4240,4520,4680,4720,4600,4440,4280,4080,6720,5140,4020,3200,2600,2160,1820,1540,1320,1160,9720,8780,8260,7720,7280,6880,6420,5980,5600,5242.	Строим эпюру суммарных напряжений р2 (рис. 6.14, а) и на¬
ходим нижнюю границу сжимаемой толщи по условию (6.13).
Оно удовлетворяется на глубине z= 1120 см, на которой р, = 0,524,
а рбг = 2,536 кГ/см20,524 — 0,2-2,536.3.	В пределах каждого из пластов Et и ht постоянны.Для пласта суглинка находим= Ц- + 1 >924 + 1 >648 + 1 >324+ = 6-449 кГ1°м2-Тогда по формуле (6.12,а) осадкаS0-6,449 = 9,94 см•101
С поверхности залегает насыпной слой 1 м с давностью отсыпки
более 10 лет, у0 — 1,70 Г/см3, ниже на глубину более 20 м залегает
песок пылеватый7уд = 2,66 Г/см3, у» = 1.80 Г/см3, W = 13°/0;
е = 0,68; фн = 30°, сн = 0,04 кГ/см2, Е = 100 кГ/см2.Фактическое давление по подошве р” = 1,85 кГ/см2 и р* =
= 1,95 /с/7ам2.Уровень грунтовых вод и размеры фундаментов пока¬
заны на рис. 6-15.102Для пласта глины
2 Рж1 = + 0,972 + 0,878 + ... +0,560 + = 7,479 кГ/см\Осадка 52 = ^- • 80- 7,479 = 6,47 см.Полная осадка 5 = 5Х + S2 = 9,94 + 6,47 = 16,4 см.Пример 6.7. Определить осадку ленточного фундамента Ф-1
с учетом влияния фундамента Ф-2.Рис. 6.15. Расчетная схема к примеру 6.7:а — эпюры дополнительных напряжений под центром площади
фундамента Ф-1; б — план фундаментов
1.	Контуры фундаментов наносим на геологический разрез
(рис. 6.15).2.	Для Ф-1 сжимаемую толщу разделяем на слои Л* = 0.4 Ь =
= 0,4 х 280 = 112 см.3.	Природное давление в уровне подошвы фундаментовр6 = 0,0017-100 + 0,0018-100 = 0,35 кГ/см2.
Дополнительное давление по формуле (6.11) для Ф-1
рл —Р* — Pt — 1 >85 — 0,35 = 1,5 кГ/см2,для Ф-2 рдС = 1,95 — 0,35= 1,6 кГ/см2.4.	Определяем напряжения рп от воздействия Ф-1, беря коэффи¬
циент а по табл. 20 при Ка — Ю. Результаты вычислений даны
в табл. 24.Таблица 24тZ в маРг 1 в кГ1см*P6z В КГ1СМ200,81,62А01,122,242,503,361,0000,8810,6,420,4771,5001,3220,9630,7160,350,803.24.04.85.6
6,47.28.08.89.6
10,34,485,606,727,848,9610,0811,2012,3213,4414,400,3740,3060,2580,2230,1960,1750,1580,1440,1320,1220,5610,4590,3870,3340,2940,2620,2370,2160,1980,1831,661,985.	Проверяем необходимость учета влияния соседнего фунда¬
мента по условию (6.15) по графику (см. рис. 6.13,6); при 62= 400 см
и р* — 1,95 кГ1см2 найдем L, =810 см.Kr = 2eg(100- Ю0)+ 1 = 1,0.1,0 X 600 810 — учет влияния необходим.6.	Для определения дополнительных давлений рг2 от влияния
Ф-2 рассматриваем загружение двух прямоугольников I (oabc)
размером 8,0 X 40,0 м со знаком плюс и двух прямоугольников II
(oedc) размером 4,0 X 40,0 м со знаком минус (рис. 6.15,6)Pz2 = 2 («! —ап)^с- = 0,8 (ctj — ац).юз
Для прямоугольника I	= 5,0 и для прямоугольника II-L = i°=ioЬ 4,0 и-Чтобы не вести многократной интерполяции табличных зна¬
чений а по величине т, напряжения определяем на иных глубинах
г, чем для Ф-1. Интервалы по z принимаем 160 см. Вычисления рг2
даны в табл. 25.Таблица 25г в м«Iапci-ацРг =
*ot8(aj-an)01,603.204.806.40
8,00
9,6011.2012.8014.4000,20,40,60,81,01,21,41,61,800,40,81,21,62,02,42,83,23,600,9880,9770,9290,8810,8180,7540,6960,6390,59200,9770,8810,7550,6420,5500,4770,4200,3740,33700,0110,0960,1740,2390,2680,2770,2760,2650,2550,0000,0090,0770,1390,1910,2140,2220,2210,2120,2047.	Вычисляем величины природных давлений на отметке гори¬
зонта грунтовых водz = 250 см, рб2 = 0,35 + 0,0018X250 = 0,80 кГ/см*.Ниже по формуле (1.8) объемный вес взвешенного песка будетVo =	- 0,99 е/о.»при z = 1440 см, p6z = 0,80 + 0,00099 • (1440- 250) = 1,98 кГ/см2.8.	Строим эпюры рг и р6г. Нижнюю границу сжимаемой толщи
по условию (6.13.) принимаем на глубине г = 14,4 м. Здесь суммар¬
ное напряжение рг = 0,183 + 0,204 =*= 0,387 кГ/см2, 0,2 рв2 =0,2 • 1,98 = 0,396 кПсм2.9.	Определяем по формуле (6.12,а) осадку при загрузке фунда¬
мента 1 в пределах сжимаемой толщи z = 14,4 мSo=f0- 112(^+ 1,322 + . .. + 0,216 + ^) +03 gg . 0,198 + 0,183 = 5>91 + 0>15 = 6)06 СМ'1 Uu	^104
Осадка фундамента 1 от загружения соседнего фундамента 2= Ш •160 (°’009 + 0,077 + • • • + 0,212 + °^г) = 1-77 см-
Полная осадка фундамента 1S = S0 + 5Д = 6,06 + 1,77 ^ 7,8 см.§ 36. Расчет осадок фундаментов по методу
эквивалентного слояСогласно решениям теории линейно-деформируемых тел, к ко¬
торым относят грунты, осадка поверхности изотропного полупро¬
странства при местной равномерно распределенной нагрузке может
быть найдена из выраженияS =	(6.17)где со — коэффициент, зависящий от формы подошвы и жесткости
фундамента;
b — ширина подошвы фундамента в см\|i — коэффициент Пуассона грунта;рд — средняя интенсивность давления по подошве фундамента,
под действием которой уплотняется грунт основания
в кГ1см2, вычисляемая по формуле (6.11);Е — модуль деформации грунта в кГ/см?.Формулой (6.17) учитываются все компоненты напряжений.
Проф. Н. А. Цытович [30] для расчета осадки фундаментов
формулу (6.17) привел к видуS = hs аот рд,	(6.18)где аот — средний коэффициент относительной сжимаемости грунта
в см2! кГ\hs — мощность эквивалентного слоя в см, определяемая из
выраженияhs = A(ab,	(6.19)где Л ©—коэффициент эквивалентного слоя, зависящий от коэффици¬
ента Пуассона ц, формы подошвы и жесткости фундамента
(см. табл. 26).Величину среднего коэффициента относительной сжимаемости
проф. Н. А. Цытович рекомендует определять из выраженияПа0 т = ^2Л«ао«2<’	(6,2°)s*-l105
Значение коэффициента эквивалентного слоя АсоТаблица 26106Тяжелые глины
сильно пластичные| Д = 0,401.58
1,94
2,202.59
2,90
3,103,82A® const1,712,072,342,753,063,293,533,673,823,924,05Atom2,022,442,763,213,533,794,004,184,324,464,58Суглинки пластичные| Глины пластичные| Ц = 0,ЗВ1,241,521,722,012,262,422,98const1,341,621,83,2,152,392,572,762,872,983,083,17Atom1.58
1,91
2,16
2,51
2,77
2,96
3,14
3,26
3,38
3,493.58A to„Супеси| |А = 0,301,081,321,491,761,972,112,60АЮ const1,171.40
1,60
1,89
2;09
2,252.41
2,51
2,61
2,692,77Atom1,371,661,882,182,412,582,722,842,943,033,12Л©,ПескиМ- = 0,250,991,211.37
1,62
1,81
1,942.38const1.071.301.47
1,73
1,922.07
2,212.31
2,402.472,54Atom111,26'1,531,722,012,212,372,502,612,702,792,86<4 «в,,Твёрдые глины и суглинкиI м- = 0,200,941,15 “1,301,541,721,842,26const1,011,231.39
1,63
1,81
1,95
2,09
2,18
2,26
2,342.40Atom1,201,451.63
1,90
2,09
2,24
2,37
2,47
2,562.642,71Ato„Гравий и галькаЦ — 0,100,89
1,09
' 1,23
1,46
1,63
1,742,15A® const0,961,161,311,551,721,851,982,062,142,212,27Atom1.13
1,37
1,55
1,81
1,992.13
2,25
2,35
2,43
2,512,58Ato0Соотно¬шениесторон*п11,52345678910	и
болееКоэф¬фициен¬ты
где Л* — мощность i-го слоя грунта (рис.6.16) в см\Zj — расстояние от нижней точки эквивалентной треугольной
эпюры до середины t-ro слоя в см;
aoi — коэффициент относительной сжимаемости грунта t-ro
слоя в смЧкГ\
п — число слоев грунта в пределах активной зоны Н.Метод эквивалентного слоя можно использовать для предвари¬
тельных расчетов и расчетов осадок при площади подошвы фун¬
дамента менее 50 ж2.Порядок расчета проще всего проследить на примере.Рис. 6.16. Схема эквивалентной эпюры
и размеров к формуле (6.20)Пример 6.8. Найти осадку фундамента, размеры которого опре¬
делены в примере 5.3, при напластовании грунтов, указанном
на рис. 6.17, если а,* = а03 = 0,002 см2/кГ, а02 = 0,006 см^/кГ.
Согласно примеру 5.3Р" = у° + Yep Лф =	+ 2,2 • 2,0 = 41,4 Т/м? = 4,14 кГ/см\По формуле (6.11)рд==р» — 7о/1 = 4,14 — 0,002 • 200 = 3,74 кГ/см2.По табл. 26 для [д. = 0,25 найдем ^coConst= 0,99.Тогда по формуле (6.19)hs — А со Const Ь — 0,99 • 520 = 515 см.Следовательно, Н~ 2hs — 2-515 == 1030 см.107Рис. 6.17. Расчетная схема к при¬
меру 6.8
Построив треугольную эквивалентную эпюру, определим соот¬
ветствующие значения ht и zt (рис. 6.17)hx = 164 см, Л2 = 164 см, h3 — 702 см, zx = 948 см, z2 = 784 см,
г3 = 351 см. Тогда по формуле (6.20)„ _ 164-0,002-948+ 164-0,006-784 + 702-0,002-351 ЛГ1ЛО 2)Г
от	2-515-515	* — U,UU,:i СМ 'К 'Из выражения (6.18) найдем осадкуS = 515-0,003-3,74 = 5,8 см.§ 37. Расчет осадок, фундаментов по методу ограниченной
сжимаемой толщи при однородном грунтеПри большой мощности слоя однородного грунта в основании
сооружения деформация этого грунта ниже некоторой глубины
практически неощутима, поэтому целесообразно применить метод
эквивалентного слоя Н. А. Цытовича к условно двухслойному осно¬
ванию. При таком основании ниже некоторой глубины грунт можно
считать несжимаемым вне зависимости от его деформативных свойств.
Таким образом, важно рассмотреть деформации в пределах ограни¬
ченного слоя грунта, подстилаемого условно несжимаемой породой.
Свойства грунта этого слоя конечно принимаются в соответствии
со свойствами грунта, фактически залегающего на площадке строи¬
тельства. Величину сжимаемого слоя будем называть расчетной
сжимаемой толщей Нр.Если известна величина расчетной сжимаемой толщи Яр, т. е.
известно, на какой глубине можно принять грунт несжимаемым,
то можно найти осадку из выражения (6.17), в котором значениекоэффициента со дополнительно будет зависеть от отношенияи от характера трения по контакту сжимаемого и несжимаемого
слоев грунта.Руководствуясь методикой Н. А. Цытовича [30], для двухслой¬
ного основания формула (6.17) приводится к выражениямS = H>a0pA,	(6.21)Нь = А(йЬ,	(6.22)(6-23)где Я9 — величина эквивалентной сжимаемой толщи, равная
мощности эквивалентного слоя, определяемой не
для бесконечного полупространства, а для ограниченной
сжимаемой толщи;\i — коэффициент Пуассона грунта сжимаемого слоя;
а0 — коэффициент относительной сжимаемости грунта.
Остальные обозначения указаны в формулах (6.17) — (6.19).108
Величина А приводится в табл. 27.Таблица 27Значения вспомогательных коэффициентов,
зависящих от коэффициента Пуассона fi
(см. формулы (1.6), (6.23), (6.45) и (6.49))N\ Вид
\ грунтаКоэф- n.
фициентыБез боко¬
вого рас¬
ширенииГравииигалькаПескиСуглинки пластичныеТяжелыепластич¬ныетвердые глины
исуглинкисупесиглиныпластич¬ныеАк0110,8630,101,0120,980,8740,201,0670,900,9210,251,1250,830,9710,271,1580,801,000,301,2250,741,0580,351,4080,621,2160,401,800,471,554Для нахождения величины коэффициента ш можно восполь¬
зоваться коэффициентом осадки соср, соответствующим средней
осадке гибкого фундамента*, при отсутствии трения по контакту
сжимаемого и несжимаемого слоев. Тогда приближенное значение
коэффициента осадки практически жестких фундаментов шж полу¬
чим (см. табл. 28) из выраженияА (О const
СО у, — .	(О.п.ж А(от СР’где AcoConst и Аа>т — коэффициенты эквивалентного слоя, вычис¬
ленные Н. А. Цытовичем, соответственно для абсолютно жесткого
фундамента и средней осадки гибкого фундамента, принимаемые
по табл. 26.При большой толщине слоя однородного грунта (более Яр)
по формулам (6.21) — (6.23) легко найти осадку фундамента, если
известна величина расчетной сжимаемой толщи. Следовательно,
задача сводится к отысканию величины Яр. При отсутствии соот¬
ветствующих экспериментальных данных приходится ограничи¬
ваться приближенным приемом.Рассмотрим простейший случай, когда среднее давление по по¬
дошве фундамента равно нормативному давлению на данный грунт
Ra, найденному из выражения (4.5). Тогда дополнительное предель¬
ное давление, под действием которого грунт уплотняется, будет
равнордп =#“ — 7о Л.	(6.24)*1. Егоров К. Е. Методы расчета конечных осадок фундаментов. Сб.
трудов НИИМинмашстроя, № 13, М., 1949.2.	Е г о р о в К. Е. К вопросу деформации основания конечной толщины.
Механика грунтов. Сб. трудов НИИОснований и подземных сооружений. Гос-
стройиздат, М., 1958.109
где y0h — давление от собственного веса грунта на уровне подошвы
фундамента в кГ1см2.При указанном условии можно принятьЯр = 2ЯВ.	(6.25)Действительно, представим себе бесконечное полупространство
однородного грунта. Для этого случая по методу эквивалентного
слоя найдем сжимаемую толщу (активную зону) Я = 2hs. В порядке
первого приближения примем, что на глубине 2hs находится несжи¬
маемый грунт. Приняв величину 2hs в качестве расчетной толщины
сжимаемого слоя Яр, руководствуясь табл. 28, по формуле (6.22)
найдем 2ЯЭ1. Полученное значение будет несколько меньше 2Л5, так
как оно найдено при меньшей толщине сжимаемой толщи. Далее
примем Яр = 2Яэ1и найдем 2ЯЭ2 и т.д. Последовательным прибли¬
жением придем к равенству (6.25).Таблица 28Значение коэффициента осадки юж
для жесткого фундаментаЯрКругПрямоугольник сотношениемсторон 1: bь11.52351 1> 100
' 0,1
0,25
0,500,0890,2090,36800,0890,2090,37200,0910,2140,39500,0910,2160,39800,0910,2170,40500,0930,2210,41400,0930,2230,41700,0930,2230,4191,01,52,00,5370,6140,6500,5620,6560,7110,6300,7560,6500,7970,8940,6770,8470,9680,7020,8930,7110,9050,7170,9221,0802.53.5
5,00,6870,7210,7600,7380,7770,8060,8780,9350,9790,9401,0191,0751,0421,1391,2191,1271,2631,3841,1621,3161,4611,1791,3541,5201025со0,7710,7890,8400,8580,8731,0821,1451,1821,2101,3221,3781,4221,7131,9041,7841,9722,109Поскольку значение Яр не должно зависеть от бокового расши¬
рения грунтов, последовательное приближение производим при
(1 = 0.Сравнение результатов наблюдений за осадками зданий в Ле¬
нинграде. при наличии в основании супесей, суглинков и глин
в пластичном состоянии со значениями осадок, полученных расчетом
при соблюдении условия (6.25), показывает на их хорошую схо¬
димость. Следовательно, при указанных грунтах, соответствующих110
средним грунтовым условиям, можно при определении Нр исходить
из равенства (6.25).Дополнительно отметим, что изменение величины Нр в 1,5 раза
при квадратной форме подошвы фундамента приводит к изменению
осадки приблизительно лишь на 15%. В .таком случае, руководст¬
вуясь выражениями (6.25), (6.22) и сказанным выше, можно найти
величину расчетной сжимаемой толщи, из выражения, аналогич¬
ного выражению (6.22)Яр = 2А Юр Ьу,	(6.26)где А — коэффициент (при ц = О, А = 1);(Dp — коэффициент расчетной мощности сжимаемой толщи,
определяемый последовательным приближением исходя
из условия (6.25);Ьу — условная ширина подошвы фундамента в см при одно¬
родном грунте, соответствующая случаю полной загрузки
основания согласно выражению (6.24), т. е.:
для ленточного фундамента<6-27>для прямоугольного фундаментаЬ = л/		•	(6.28)у V A'nW-Ycp Ч)Все обозначения даны в пояснениях к формулам (5.1) и (5.3),
при этом величина RH устанавливается по формуле (4.5). Если R"
устанавливается на основании опыта строительства или по табл. 14,
то лучше принимать Ьу = Ь.Таблица 29Значение произведения коэффициентов 2А<ар при р = 0Для кругаДля прямоугольников с соотношением /\Ь11,523 .5710(лента)1,111,201,521,651,882,032,142,27Для упрощения расчета в табл. 29 приводятся значения про¬
изведений коэффициентов 2Л(ор, найденные методом последователь¬
ного приближения и соответствующие случаю ц = 0.Приняв значения 2Аа>р по табл. 29 и определив Ьу по формулам
(6.27) или (6.28) (для случая однородного грунта), легко найти Яр
из выражения (6.26).ill
При известном Яр величину Я» определяем по формулеНь — А<ожЬ,	(6.29)что дает возможность по выражению {6.21) вычислить осадку фун¬
дамента.Обращается внимание, что величина А в данном случае при¬
нимается в зависимости от среднего значения коэффициента боко¬
вого расширения грунта ц по табл. 27.Пример 6.9. Определить осадку ленточного фундамента, рассчи¬
танного в примере 5.1, если дано: на большую глубину грунт глина
уа= 1,85 Т/м3, Е = 160 кГ/см2, ц = 0,35, Лф = 200 см, h — 100 см,
Ь = 3,30 м, No = 500 Т на участке / = 6 м длины фундамента,
R" = 2,94 кГ/см2 = 29,4 Т/м2 (см. пример 5.1).1.	Приняв 7ср = 2,0 Т/м3 и руководствуясь формулой (6.27),
найдем условную ширину подошвыЬ _ N" . _	500	_ООО „У ЦЯН~У срЛф) 6,0(29,4-2,0-2,0)2.	По табл. 29 для ленточного фундамента при у 10 и ц = 02А о)р = 2,27.Тогда определим расчетную мощность сжимаемой толщи по (6.26).
Яр = 2А (ор Ьу = 2,27 • 3,29 = 7,47 м.3.	Приняв по табл. 27 ро = 0,62, вычислим коэффициент отно¬
сительной сжимаемости и уплотняющее давлениеа° = = Ш = 0,0039 см2/кГ-P* = 7jT + YcA — yoh = ^У + 2,2-2,0— 1,85-1,0 == 27,3 Т/м2 — 2,73 кГ/см2.4.	По формулам (6.29) и (6.21), руководствуясь табл. 27 и 28,
найдем при — — 2,26 <ож = 1,131, величину эквивалент¬
ной сжимаемой толщиЯ9 = Ао>жЬ = 1,408 * 1,131 - 3,30 = 5,26 м = 526 см
и осадкуS = Н»а0рА = 526 • 0,0039 • 2,73 = 5,6 см.112
Пример 6.10. Определить осадку отдельного фундамента, рассчи¬
танного в примерах 4.1 и 5.2, если дано: грунт на большую глуби¬
ну — песок средней крупности, у0 = 2,0 Т/м3, а0 = 0,004 см21кГ,
ц = 0,20, К = 1000 Т, h = Аф = 2,0 м, Ь = 1 = 4,1 м, R" =
= 67,1 Т/м2.Примем Yep = 2,2 Т/м3 и по формуле (6.28) найдеми __ 1 f No	_ i /	Гооо	_ о поу _ V Кп(Ян - ТсрЛф) ~ V 1 (67,1 - 2,2 • 2,0) - '3,УУ М'Определим по табл. 29 для у — 1 2Люр= 1,20, тогда по формуле(6.26)Яр = 1,20-3,99 = 4,79 м.Вычислим давление, под действием которого уплотняется грунт
основанияР* = ^Н+ Vcp к- у о h =	+ 2,2 • 2,0 - 2,0 • 2,0 == 59 Т/м2 = 5,9 кГ/см2.Найдем по табл. 27 при (л = 0,20 А = 1,067, а по табл. 28 приН 4 79-V =-j-j- = 1,17 о)ж — 0,594 и определим по формулам (6.29)
и (6.21)Н3 = 1,067 • 0,594 • 4,10 = 2,59 м = 259 сми осадкуS = 259-0,004-5,90 = 6,1 см.% 38. Расчет осадок фундаментов по методу ограниченной
сжимаемой толщи при слоистом напластованииПри слоистом напластовании в пределах расчетной сжимаемой
толщи следует рассматривать два случая (рис. 6.18).Случай 1. Величина расчетной сжимаемой толщи меньше факти¬
ческой суммарной толщины сжимаемых слоев грунта Нф, т. е.ЯР<ЯФ.	(6.30)Учитывая относительно небольшую точность определения а0, Е
и ц, допускается приближенное их осреднение. Это осреднение
для случая 1 производится аналогично методу Н. А. Дытовича
130] по формулеП= ^hiCloiZi,	(6.31)Р «=1113
где аот — средний коэффициент относительной сжимаемости грунтов
в см21кГ в пределах толщи Яр;Нр — расчетная сжимаемая толща в см\
hi — мощность i-го слоя в пределах расчетной сжи¬
маемой толщи в см (рис. 6.18);
aoi — коэффициент относительной сжимаемости грунта /-го
слоя в см21кГ\Zi — расстояние от нижней границы расчетной мощности сжи¬
маемой толщи до середины /-го слоя в см\
п — число слоев в пределах сжимаемой толщи.114Рис. 6.18. Схема слоистого напластования грун¬
тов для определения аот:а — случай 1 — в пределах расчетной мощности сжи¬
маемой толщи залегают сжимаемые грунты; б — случай2	— фактически сжимаемая толща меньше расчетной
Нф< ЯрСлучай 2. Условие (6.30) не удовлетворяется. Тогда^ 2 71аот= (2 Яр — Яф)Яф	(6'32^1=1Зная аот, находят осадку по формуле, аналогичной (6.21)S — Н3 аот рд.	(6.33)При слоистом напластовании грунтов величина Hv также вы¬
числяется по формуле (6.26). При определении условной ширины
подошвы фундамента дополнительно необходимо учесть соотношение
между средней сжимаемостью слоев грунта и сжимаемостью верхнего
слоя, для которого определено Rн.Руководствуясь изложенным и выражениями (6.27) и (6.28),
найдем значения Ьу:
для ленточного фундамента(6'34)для отдельного фундамента=	•/=.	(636)
где b — принятая ширина подошвы фундамента в см\а01 — коэффициент относительной сжимаемости перво го слоя
под подошвой фундамента в см?/кГ\
jRH — нормативное давление на грунт основания в кГ/см2,
установленное по формуле (4.5) для данной ширины подо¬
швы фундамента Ь.Остальные обозначения даны ранее.Формулы (6.34) и (6.35) следует рассматривать как первое при¬
ближение при определении Ьу и Яр, дающее возможность учесть
ряд факторов при относительно одинаковых качествах грунтов
в пределах Яр. Если грунт несущего слоя, залегающий непосред¬
ственно под подошвой, резко отличается по сжимаемости и сопротив¬
лению сдвигу от грунтов подстилающих слоев, то либо при малой
толщине несущего слоя величины jR" и ао1 определяют по характе¬
ристикам подстилающего слоя большей толщины, либо принимают
Ьу = b. В последнем случае не учитываются поправки на изменение
сжимаемости грунтов по глубине и неполное использование норма¬
тивного давления на грунт основания.Поскольку аот в формулах (6.34) и (6.35) является функцией
расчетной мощности сжимаемой толщи (Яр), величина которой
зависит от by, а следовательно, и от аот, задача решается последо¬
вательным приближением или путем интерполяции. Для этого
зададимся двумя значениями сжимаемой толщи Hi и Я2, удовлет¬
воряющими условию:Я^Яр^Яа. (6.36)При этом можно оценить
значение Яр по формуле (6.26),
при by яа Ъ.Зная Нх и Я2 по формуле(6.31)	для случая 1, когда
Яр > Яф, найдем2 П ^&oml =	Ьц aoi Z/i>1=1	I (6.37)tlGomi = j,2 ^^‘2
2 i=lЗдесь индексы 1 и 2 указы¬
вают, что величины аот, hi и z*
относятся соответственно к сжимаемой толще Ях и Я2 (см. рис. 6.19).Для случая 2, когда ЯР<ЯФ, значения аот1 и аот определяют
также по формулам (6.37), при этом для несжимаемого грунта
принимается а0 = 0.Зная аот1 и аот2, согласно формулам (6.34), (6.35) нахо¬
дят условные ширины фундамента для случаев Н1 и Я2 дляРис. 6.19. Расчетная схема для опре¬
деления аот1 и аот2115
ленточного фундамента:и 		 и Ра . aomi"	'	(6.38)и 	 и Рл . аотг°У2~° R»~y0h а01 ’ .для отдельного фундамента:Г Н УоП Г	|	(б39)h « = h ~l/~ Р* . л[а°т2 Iуа V /?н-УоЛ г «й JПри определении значений R" и а01 руководствуются поясне¬
ниями, которые даны к формулам (6.34) и. (6.35).В соответствии с формулами (6.26), (6.29) и условием (6.25) опре¬
деляют значения расчетной сжимаемой толщиНР1 — 2,0 сож1 Ъп, |	(6.40)//р2 = 2,0 С0Ж2 Ьу2> )где 2,0 — величина коэффициента 2А при ц = 0;(оЖ1 и <ож2 — коэффициенты осадки, определяемые по табл. 28, соот-.	Нгветственно для отношении j-5- и г-5-Ру1	О у2Используя линейную интерполяцию, будем искать такое зна¬
чение Яр, которое равнялось бы соответствующему значению Я.
Тогда получими _ ЯР1 (Л. - «1) - Нг (Яр2 - Яр1)	,й „ пЯр (/уа-/у1)-(яр2_ярх) •Эту интерполяцию можно произвести графически (рис. 6.20).
Определив Яр, находят аот по формуле (6.31) или (6.32) и по фор¬
муле (6.29) определяют Н3. В формуле (6.29) шж принимают по табл. 28в зависимости от соотношения сторон I: b
и для случая 1 — отношения Яр : 6, а для
случая 2 — отношения Яф : Ь.При расчетах, если размеры подошвы
фундамента выбраны исходя из норматив¬
ного давления на грунт основания, реко¬
мендуется последовательность, указанная
в примере 6.11.Пример 6.11. Определить осадку квад¬
ратного фундамента колонны, если дано:
размеры подошвы Ixb = 400 x 400 см, глу¬
бина заложения h — Аф = 200 см, объем¬
ный вес грунта у0 = 0,0018 кГ/см3,
нормативное давление на грунт R* =
=2,56 кПсм?, фактическое давление по подошве рн = 2,36 кГ/см2.
Напластование грунтов: несущий слой супеси толщиной h1 — 2,0 мРис. 6.20. График интер¬
поляции для нахожде¬
ния Нп116
обладает коэффициентом относительной сжимаемости а01 —
= 0,005 см21кГ, ниже залегает суглинок толщиной слоя более 15 м,
имеющий коэффициент относительной сжимаемости ао2 —
=0,009 смъ!кГ (рис. 6.21).1171.	Определяем по формуле (6.11) давление рд, под действием
которого уплотняются грунты основаниярд = рн — y0h = 2,36 — 0,0018 • 200 = 2,0 кГ/см2.2.	В соответствии с условием (6.36), руководствуясь формулой(6.26)	и приняв Ьу = b, найдем ориентировочное значение ЯрЯр <=« 2Л(ор6 = 1,20 • 400 - 480 сми зададимся значениями Нх = 500 см, Я2 = 700.3.	Определим по формулам (6.37) с учетом рис. 6.21 коэффи¬
циенты относительной сжимаемостиОотх = 5^г (200 • 0,005 • 400 + 300 • 0,009 • 150) == 0,0064 см?/кГ,
аот = -щг (200 • 0,005 • 600 + 500 • 0,009 • 250) == 0,0070 см2/кГ.4.	По формулам (6.39) найдем условную ширину фундамента
для двух случаеви л am 1	‘2,0	-я Г 0,0064 лооby1 — 4001/ 2,56 - 0,0018-200 ' У 0,005 ~ 2 СМ'и	2,0	1 Г 0,0070Ьу4 = 4001/ 2,56 - 0,0018-200 ‘ У 0,005 = СМ'5.	По табл. 28, учитывая I: b — 1, найдемпри =-Щ = 1,157 (ож1 = 0,592,при -^ = = 1,556 = 0,662Рис. 6.21. Расчетная схема к примеру 6.11
и по формулам (6.40) вычислим значенияЯр, = 2,0-0,592-432 = 511 см,Ярз = 2,0 • 0,662 • 450 = 596 см.6.	Произведя интерполяцию по формуле (6.41), получимЯ - 511 (70°~500)~500(596~~5120 ™
пР	(700 — 500) — (596 — 511) _	’условие (6.36) удовлетворено500 <519 < 700.7.	По формуле (6.31) определяемаот = (200 • 0,005 • 420 + 320 • 0,009 • 160) = 0,0065 см2/кГ.8.	По табл. 28 для = Щ-= 1,30найдем <ож = 0,618 и по формуле (6.29) вычислим величину экви¬
валентной сжимаемой толщи при ц = 0,30Я9= 1,225-0,618-400 = 303 см.9.	По формуле (6.33) определим величину осадкиS = 303 • 0,0065 • 2 = 3,9 см.§ 39. Расчет осадок фундаментов по методу ограниченной
сжимаемомй толщи с учетом загружения
соседних фундаментовРасчет фундаментов с учетом загружения соседних площадей
или фундаментов методом суммирования очень громоздок (см. при¬
мер 6.7). Кроме того, он часто приводит к заниженным значениям
осадок. Метод же ограниченной сжимаемой толщи позволяет легкоучитывать загружение любых соседних
фундаментов и площадей.Используя существующие решения *,
нетрудно определить осадку фундамента
с учетом влияния загружения кольцевой
площади В, центр которой совпадает
с центром тяжести площади рассчиты¬
ваемого фундамента А (рис. 6.22).
Осадка фундамента А может быть пред¬
ставлена как сумма осадок от загруже¬
ния самого фундамента и кольца ВS = Эф -f- 5К,	(6.42)Рис. 6.22. План площадей за¬
гружения•БирманС. Е. Об осадке жесткого штампа на упругом слое, располо¬
женном на несжимаемом основании. ДАН СССР, т. XC1II, №5, 1953, а также
см. сноски на стр. 109.118
где 5Ф — осадка от загруженного фундамента А;SK — осадка центральной точки кольца от его загружения.. Загрузку кольца можно рассматривать как давление, приложен¬
ное в пределах площади круга радиусом /?2, за вычетом равной
и обратно направленной нагрузки, действующей по площади круга
радиусом /?!. В таком случае согласно (6.33)= ^эф^отРд»= НэЧ&отРк Нэ1 ^отРк*где Нъф —эквивалентная сжимаемая толща в см, соответствующая
загружению фундамента А\Нэ1 и Н92 — то же, при загружении круглых площадей соответ¬
ственно радиусами и /?2;
рд и рк — интенсивность давления соответственно по подошве
фундамента А и площади кольца В, под действием
которых уплотняется грунт основания, в кГ/см2;
dom — средний коэффициент относительной сжимаемости
грунта в пределах расчетной сжимаемой толщи.Тогда, обозначивР* — и
Р.д ”и,	подставив значения 5Ф и SK в формулу (6.42), получим•S = \_Н9ф -f- (//Э2 НэО Лн] ЯотРл*Выражение в квадратных скобках равно величине эквивалентной
сжимаемой толщи, т. е.Н9 = Нэф + (Н92-Нэ1)кн.	(6.43)Целесообразно разбить кольцо В на п0 равных частей, тогда увели¬
чение эквивалентной сжимаемой толщи от загружения каждой
такой части будетAU 	 Нэ2 мв19	поЕсли загружено п частей кольца В, то выражение (6.43) будет
иметь видНъ = Н3 Ф + яЛЯэ&н-	(6-44)Полученная формула позволяет приближенно, определять влия¬
ние любой площади загружения на величину суммарной эквивалент¬
ной сжимаемой толщи. Действительно, любую площадь загружения
приблизительно можно разбить на доли колец, имеющих центр
в центре тяжести подошвы рассчитываемого фундамента.119
Если при определенной расчетной сжимаемой толще все поле
вокруг фундамента разбить на доли колец так, чтобы загружение
каждой из них приводило к увеличению эквивалентной сжимаемой
толщи на определенную величину (принято АЯэ= 2 см), то можно
получить расчетные графики. При наложении такого графика на
план подошвы фундаментов, вычерченный в масштабе графика,
можно подсчитать, какое количество долей колец укладывается
в пределах каждого соседнего фундамента или вблизи расположен¬
ной площади загружения. Использование таких графиков услож¬
няется тем, что контуром каждого фундамента многие доли кольца
будут делиться на две части. В связи с этим возникает затруднение
в оценке, какая часть доли кольца загружена.С целью упрощения найдены положения центров тяжести каж¬
дой доли кольца и построены графики расположения этих центров
тяжести в масштабе 1 : 200 для расчетных сжимаемых толщ 5,7,	10, 15, 20 и 30 м при ц = 0,27 (см. приложение 3). Значения ради¬
усов в метрах этих графиков приводятся в табл. 30. Для других
значений ц. можно построить аналогичные графики по соответ¬
ствующим значениям радиусов с делением окружностей на 40 рав¬
ных частей.Таблица 30Значения радиусов г для кольцевых графиков
при ц = 0,27Мощ¬
ность
слоя
Н в мЗначения радиусов г в м510 {,5 (20 ^
30 |0,240,240,235,070,234,3512,790,234,129,740,233,938,4414,4224,620,580,570,565,910,554,8814,990,554,5810,500,544,348,9515,1626,341,000,950,936.93
0,91
5,450,905,0511,320,894,759,4815.93
28,401,471,381,328,311,286,051,265,5512,221,255,1810,0216,7631,052.05
1,85
1,7410,871,676,701,646.06
13,221,615,6110,5917,6335,022,782,372,182,077,402,026,6014,361,986,0611,1718,563,902,972,662,498,182,427,1615,692,366,5111,7719,563,693,172,929,062,837,7517,292,746,9812,3920,644,613,743,3810,073,248,3719,413,137,4513,0421,826,004,363,8511,273,679,0322,833,527,9413,71.23,14Однако нет необходимости иметь графики для всех значений [х.
Нетрудно показать, что количество окружностей в пределах одина¬
ковых расстояний для кольцевых графиков при различных значе¬
ниях (х пропорционально величине А. Это позволяет производить
расчеты при наличии кольцевых графиков только для одного зна¬
чения ц.120
Наложив на график план подошвы фундаментов, вычерченный
на кальке в масштабе графика (1 : 200), подсчитывают количество
точек, которое находится в пределах площади каждого соседнего
фундамента или площади загружения. Рекомендуется план подо¬
швы фундаментов накладывать так, чтобы центр графика совпадал
с центром тяжести подошвы рассчитываемого фундамента и между
осью фундамента и ближайшим радиусом графика был угол, равный
1/4 угла между лучами графика. При наличии нескольких сосед¬
них фундаментов, поскольку при построении графиков принято
А#8 = 2 см, формула (6.44) будет иметь видН9 = Н,ф + 2Кб£пАп	(6.45)i=iгде / — количество фундаментов, загрузка которых учитывается
расчетом;м,- — количество точек графика^ располагающихся в пределах
контура t-ro фундамента (точки, попадающие на контур
фундамента, считаются за полточки);Кб — коэффициент, учитывающий боковое расширение грунта,
принимаемый по табл. 27;kHi — коэффициент нагрузки i-го фундамента, определяемый
по формуле(6.46)Рлгде рд; — давление по подошве соседнего i-ro фундамента (или
площади загружения), под действием которого уплот¬
няется грунт основания. В рД(- не входит природное дав¬
ление, не вызывающее уплотнение грунтов.Для возможности определения Н3 с помощью графиков необхо¬
димо знать величину расчетной сжимаемой толщи (Яр). В данном
случае Яр дополнительно зависит от размеров, взаимного распо¬
ложения и характера загружения соседних фундаментов и пло¬
щадей. Величину Яр можно найти, задавшись двумя значениями
Я, и Я, в соответствии с условием (6.36). При выборе величин Ях
и Я2 надо иметь в виду, что при учете загружения соседних фунда¬
ментов Яр может быть в 1,5 —2,0 раза больше, чем получается Яр
без учета этого влияния. Кроме того, Ях и Я2 следует принимать
равным значениям 5, 7, 10, 15, 20 или 30 м, для которых построены
графики (приложение 3).При Ях и Я2 по формулам (6.37) — (6.40), найдем аот1, аот2,
Ьу1, Ьу2, Ярф1, Ярф2. Далее, совместив центр графика соответствующего
Ях и Я2 при (х = 0,27 с центром тяжести площади подошвы рассчи¬
тываемого фундамента, подсчитаем количество точек пересечения
радиусов и окружностей по графикам в пределах контура каждого
соседнего фундамента и найдем соответствующие значения n(1, ni2.121
При наложении графики ориентируют несимметрично относительно
соседних фундаментов на четверть угла между лучами графика.Найдя nt, определяют величину расчетной сжимаемой толщи
для принятых значений Ht и Я2 по формуламJнп = Ярф1"Ь 4/Сб 27	(6-47)Яр2 = Ярф2"{- АКб kttit
<=1где ЯРф1 и Ярф2 — расчетные сжимаемые толщи для случаев Нг и
Я2, определяемые по формулам (6.40);/ — количество фундаментов, загрузка которых учи¬
тывается при расчете осадки;Пц и я,-2 — количество точек пересечения радиусов и окруж¬
ностей, взятых по графикам, соответствующих
Я, и Я2;.Кб — коэффициент, учитывающий, что при определе¬
нии Яр принимается ц = 0, в таком случае Кб =
= 0,863;k'ui — коэффициент, зависящий от интенсивности загру¬
жения i-ro фундамента и определяемый из выра¬
жения• <6-48>
где рд; — интенсивность давления по подошве соседнего t-ro
фундамента (или рассматриваемой части площади
загружения), под действием которого происходит уп¬
лотнение грунтов основания в кГ1см2;R", у о и h — нормативное давление на грунт основания (кГ/см2),
объемный вес грунта (кГ/см3) и глубина заложения,
рассчитываемого фундамента (см).Далее по формуле (6.41) находят Яр и по формуле (6.31) или(6.32)	определяют аот.При расчете осадки относительно небольших фундаментов,
около которых расположены большие тяжело загруженные площади
(фундаменты), в некоторых случаях трудно выполнить интерполя¬
цию по формуле (6.41), так как линия А Б (см. рис. 6.20) идет при¬
близительно параллельно линии ОС. В таком случае рекомендуется
величину Яр принимать равной величине расчетной сжимаемой
толщи, полученной при расчете осадки наибольшего соседнего
фундамента (или площади загружения) с учетом загружения со¬
седних фундаментов, но не более 30 м.При известном значении Яр, руководствуясь формулами (6.45),
(6.47) и линейной интерполяцией, находят величину эквивалентной122
сжимаемой толщиЯ9 = Лсож b + 2*б 2 £Н1- [«,, +	(Яр - Ях)] , (6.49)где па и м,-г — количество точек пересечения, определяемое по
графикам для среднего значения коэффициента бо¬
кового расширения грунта обычно ц = 0,27 соот¬
ветственно для Ях и Я2, подсчитываемое раздельно
для каждого соседнего фундамента;kKi — коэффициент, определяемый по формуле (6.46);Кб — коэффициент, учитывающий боковое расширение
грунта, принимаемое по табл. 27.Остальные обозначения приводятся в § 37.При вычислении Я9 по формуле (6.49) необходимо учитывать
влияние всех соседних фундаментов и площадей, попадающих
в пределы данного графика. За пределами графика загружение
фундаментов не оказывает влияния на осадку рассчитываемого.Осадка ленточного фундамента определяется для участка с со¬
отношением сторон 1 : 5. Площадь за пределами этого участка
рассматривается как соседние фундаменты.Зная Я9 и аот, по формуле (6.33) определяется искомая осадка.Все расчеты, изложенные выше, можно производить, если
известно значение коэффициента бокового расширения грунтов р..
Поскольку величина ц. зависит от многих факторов, в том числе
и от напряженного состояния грунтов, в большинстве случаев
можно принимать осредненное значение ц = 0,27 или по табл. 27.На основании изложенного выше рекомендуется порядок расчета
конечной осадки фундамента с учетом загружения соседних фун¬
даментов и площадей, указанный в примере 6.12.Пример 6.12. Определить для многоэтажного каркасного здания
с сеткой колонн 6 X 6 м осадку фундаментов с учетом' загружения
соседних фундаментов, если дано: все фундаменты одинаковые
b — I = 400 см, h = Аф = 200 см, R* = 2,56 кГ/сма, фактическое
давление по подошве фундаментов по оси Б (см. рис. 6.24) рв =
= 2,36 кГ/см2 и по осям А и В — рдв = 2,46 кГ/см2, у0 =
= 0,0018 кГ/см3, напластование грунтов соответствует примеру
6.11 (см. рис. 6.21).А. Расчет осадки фундамента 5. 1. Определяем по формуле(6.11)	давления, под действием которых уплотняются грунты под
фундаментами по оси БрлВ = р“ — у0Н — 2,36 — 0,0018• 200 = 2,0 кГ/см2,
то же по осям А и В.РДА, в = РдВ —yji = 2,46— 0,0018 • 200 = 2,1 кГ/см2.2.	В соответствии с условием (6.36) и руководствуясь примером
6.11, учитывая, что влияние загружения соседних восьми фунда-1»
ментов может существенно отразиться на величине Яр, зададимся
#! = 700 см, Н2 — 1000 см.3.	Найдем осредненные коэффициенты относительной сжимае¬
мости грунта для толщ Нг и Я2 по формулам (6.37) (рис. 6.23, а).flomi = (200 • 0,005 • 600 + 500 • 0,009 • 250) = 0,0070 см*//сГаот2 = (200 • 0,005 • 900 + 800 • 0,009 • 400) = 0,0076 см2/кГ.4.	Определим значения условных ширин подошвы фундаментов
по формулам (6.39):ь» -400 yW-OT.rto • /S -4S2'7 “•*>• = 400 V 2-36 -0,^18-200 У Р5Г “ 4SW5.	Найдем величины шж1 и юж2 по табл. 28При ^=350= 1-546 (0*1=0,661,"Р" ^"«?=2’134 <*«. = 0,718и,	руководствуясь формулами (6.40), получимЯРф1 = 2,0 = 2,0 • 0,661 • 452,7 = 598,5 см,Ярф2 = 2,0 (*>ж26у2 = 2,0 • 0,718 • 468,7 = 673,1 см.6.	Наложив план подошвы фундаментов, вычерченный на кальке
в масштабе 1 : 200, на кольцевые графики приложения 3 для Нг =
=700 см и Я2 = 1000 см так, чтобы центр тяжести подошвы фунда-124Рис. 6.23. Расчетная схема к расчету осадки:
а — фундамента 5 и б — фундамента 4 (пример 6.1?)
Рис. 6.24. План фундаментов:— центр фундамента 5 совмещен с центром расчетного графика при Нх '= 700 см,
jjl — 0,27; б — то же, при Н9 = 1000 см, (t = 0,27
мента 5 совпадал с центром графиков, подсчитаем количество точек
пересечений графиков, приходящихся на каждый соседний фунда¬
мент, т. е. определим п,(рис. 6.24). Для упрощения на рис. 6.24
не нанесено несколько окружностей, которые не попадают на сосед¬
ние фундаменты.При Н1 = 700 см для фундаментов по оси Б п2,8 = 10 • 2 = 20
точек пересечений, для более загруженных фундаментов по осям
А и В ttli3,4,e,7>9 = 10-2 +0,5-4 = 22 точки пересечений при
#2 = 1000 см для тех же фундаментов п2,8Л1 = 1&>0 • 2 + 2 = 38
точек пересечений, ttJl3,4,e,7,e = 18X2 + 6,5X4 = 62 точки пере¬
сечений.7.	Найдем по формуле (6.48) для фундаментов по оси БЬ'	Рл1 	 		П QflQ«н.2, в. 11 — _ уо/1 — 2,56 — 0,0018 • 200 —по осям А и Вк* 3- 4’ 6. 7, 9 = 2,56-0,0018-200 = 0>955и определим по формулам (6.47)НР1 = Нш +4Кб S niyk'ai = 598,5 + 4 • 0,863 х
<=1X (20 • 0,909 + 22.0,955) = 733,8 см,/Яра = Ярф2 + 4/Сб Ё ппк'т = 673,1 + 4 • 0,863 х
i=iX (38 • 0.909 + 62 • 0,955) = 996,7 см.8.	По формуле (6.41) найдем„ _ 733,8 (1000 — 700) — 700 (996,7 — 733,8) _МР ~ (1000 — 700) — (996,7 — 733,8) — у ^ см-Принимаем Яр = 970 см. Условие (6.36) удовлетворено
700 < 973 < 1000.9.	Определим по формуле (6.31) средний коэффициент относи¬
тельной сжимаемости грунтов основания (см. рис. 23, а)аот = ^ (200 • 0,005 • 870 + 770 • 0,009 • 385) = 0,007 5 см*/кГ.10.	Вычислим величину эквивалентной сжимаемой толщи (Я9)
по формуле (6.49), для чего определим шж по табл. 28;"Ри £ = Ш = 2’425 Шш = 0,734и найдем для фундаментов по оси Б2 1kni — I, а по осям А и В hi = ^ = 1.05;126
для fA = 0,30, по табл. 27 7(6 = 1,058Яэ = 1,225-0,734- 400 + 2- 1,058. {l-[20 +	<970 ~ 70°) ] ++ 1,05 [22 + Гб6^~ ?(ю (970 - 700)]} =560 см.11.	Тогда получим осадку фундамента 5 с учетом загружения
соседних фундаментов 1—12 по формуле (6.33)S5	= Нваотрл6 = 560. 0,0075 • 2,0 = 8,4 см.Эта осадка существенно больше, чем найденная в примере 6.11
без учета загружения соседних фундаментов.Б. Расчет осадки фундамента 4. 1. Примем, как и ранее, Нх =
= 700 см, #2 = 1000 см. Тогда согласно расчету осадки фундамента 5
выпишем при Я, = 700 см, и Я2 = 1000 см, аот1 = 0,0070 см%/кГаот2 = 0,0076 см?/кГ, кроме того, &Н2,6.8 = 0,91,1, 3, 4, в, 7, 9, 10 = 0,95.2.	Определим значения условных ширин подошвы фундаменат
по формулам (6.39)= 400 ■ /■ /w "464ь1‘ = 400• /2,56-0^.8.200■	= 480 “•3.	Найдем величины оож1 и сож2 по табл. 28;прн ^ = ж= 1*509 «>*1 = 0,657,ПРИ $ = S = 2’083 “>*2 = 0,715
и, руководствуясь формулами (6.40) получим,Ярф1 = 2,0 • 0,657 • 464 =610 см,Ярф2 = 2,0 • 0,715 • 480 = 686 см.4.	Наложив план подошвы фундаментов на соответствующие
графики (приложение 3) теперь так, чтобы центр тяжести подошвы
рассчитываемого фундамента 4 совпадал с центром графика, под¬
считываем количество точек пересечений, как и ранее (рис. 6.25).При Ях = 700 см для фундаментов по оси А п1(7= 10 • 2=20
точек пересечений, то же по оси Б 1Ц,ЬЛ = 10 + 0,5 *2 = 11 точек
пересечений.При Я2 = 1000 см для фундаментов по осям А и В ni e,7il0 =
= 18,0 • 2 + 2 • 2 = 40 точек пересечений, то же по оси Б п%ъл ——	18,0 + 6,5 • 2 = 31 точка пересечений.127
Рис. 6.25. План фундаментов:а — центр фундамента 4 совмещен с центром расчетного графика при Ht = 700 см;11	= 0,27; б — то же, при Нг = 1000 см, [а = 0,27
5.	Теперь по формулам (6.47) определимHpi — НРф1 -f- 4Кб 2 kai — 610 -j- 4 • 0,863 (20 х
i=iX 0,95 + 11 -0,91) = 710 см,Яр2 = Ярф2 + 4/Сб S я« / = 686 + 4 • 0,863 (40 Xi=1X 0,95 + 31 • 0,91) = 915 сми по формуле (6.41) найдеми 	 710 (1000 — 700) — 700 (915 — 710) 	„qoР~ (1000 —700) — (915 —710)	<oZ СМ,условие (6.36) удовлетворяется 700<730<Ч000.6.	Определим по формуле (6.31) средний коэффициент относи¬
тельной- сжимаемости грунта (см. рис. 6.23, б)йот = ^ (200 • 0,005 • 630 + 530 • 0,009 • 265) = 0,0071 см*/кГ.7.	Теперь найдем по табл. 28 значениеПРИ ^ = 555 = 1,825 <■>* = 0,660и по табл. 27 при ц =0,30 найдем Кб = 1,058, а также вычислим
для фундаментов по оси А Я В kui = 1 и по оси Б8.	Определим по формуле (6.49)Нъ = 1,225 • 0,660 -400 + 2-1,058 {l- [20 + 1(^у0-0 (730 —-700)] + 0,95[ll +	’(730-70°)]} = 3969.	Тогда величина осадки фундамента 4 согласно формуле (6.33)
будетS4 = H3aompAi = 396 • 0,0071 • 2,1 = 5,9 см.Неравномерность осадкиS6 — S4 = 8,4 — 5,9 = 2,5 см.По табл. 18 допускается неравномерность осадки
0,002-/= 0,002-600 = 1,2 см.б Б. И. Далматов	129
Необходимо принять меры по выравниванию осадки. Для этого
требуется уменьшить осадку фундаментов по оси Б, так как для
увеличения осадки фундаментов по осям А а В пришлось бы умень¬
шать размеры их подошвы. Однако такое уменьшение недопустимо
поскольку напряжения по подошве будут больше нормативного
давления на грунт.Увеличение размеров подошвы фундаментов по оси Б можно
установить трудоемким методом последовательного приближения.
Однако проще эту задачу решить, как указано в §41 (см.
пример 6.14).§ 40. Расчет крена фундамента или сооруженияФундаменты или сооружения получают крен вследствие:а)	внецентренного нагружения основания;б)	несимметричной загрузки поверхности грунта около фун¬
даментов;в)	несимметричного залегания слоев грунта в основании.При внецентренном нагружении фундамента рассматриваютраздельно деформации основания от центрально приложенной
нагрузки, приводящей к осадке, и деформации основания от мо¬
мента сил в плоскости подошвы фундамента. Различают три основ¬
ных случая расчета крена фундаментов или сооружений.Первый случай, когда сооружение или отдельная несущая конст¬
рукция опирается на жесткий фундамент, при этом сооружение
или конструкция может поворачиваться относительно горизонталь¬
ной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента
(дымовая труба, колонны эстакады и т. п.).Второй случай, когда жесткое сооружение опирается на несколько
фундаментов (бункерные галереи, водонапорные башни и т. п.).Третий случай, когда поворот фундаментов приводит к искрив¬
лению конструкции (например, нижней части колонн), сопровож¬
дающейся возникновением дополнительных усилий в этих конст¬
рукциях (одноэтажные рамные конструкции и т. п.).А.	Первый случай расчета крена фундамента или сооружения.
Тангенс угла поворота прямоугольного фундамента, т. е. крен,
при действии момента СНиП II-B. 1—62 * рекомендуют определять
по формулам, которые приводятся к виду: крен продольной оси
фундамента\gBi = SAaomk^t-,	(6-50)крен поперечной (меньшей) оси фундаментаtg ба = 8Aaomhi	(6.51)130
где М" — момент от нормативных нагрузок, действующий в верти¬
кальной плоскости, проходящей через продольную ось
подошвы фундамента, в кГ -см\М» — то же, через поперечную ось подошвы фундамента
в кГ -см\I	— большая сторона подошвы фундамента в см\Ь — меньшая сторона подошвы фундамента в см\Оот — средний коэффициент относительной сжимаемости в
см21кГ, определяемый по формуле (6.31) или (6.32);А — коэффициент, зависящий от коэффициента Пуассона ц,
определяемый по табл. 31;Таблица 31Значения коэффициентов (i и АНаименование грунтовАКрупнообломочные 	Пески и супеси	Суглинки 	Г лины	0,270,300,350,421,161,225!’413,10kx и k2—безразмерные коэффициенты,принимаемые в зависимости
от соотношения сторон подошвы фундамента Кп= у
,по графикам М. И. Горбунова-Посадова (рис. 6.26).Рис. 6.26. Графики для определения коэффициентов, необходимых
для вычисления крена фундаментов:а — коэффициента kx\ б — коэффициента ktКрен круглого фундамента при действии момента определяется
по формулеtg Ь=\Ааот^,	(6.52)б»	"	131
где Ма — момент от нормативных нагрузок относительно центра
тяжести подошвы фундамента в кГ • см\
г — радиус фундамента в см.Для кольцевого фундаментаtg6 = ±-Ааот ^(п)	(6.53)где г — наружный радиус кольца в см.Величина©! (п) по данным Ф. Н. Бородачевой зависит от отно¬
шения (п) внутреннего радиуса кольца к наружному, при Osg;n==S
sg 0,6 равна 1; при п — 0,8 (n) = 1,03; при п = 0,9 (п) = 1,10.В формулах (6.50) — (6.53) значение коэффициента А прини¬
мается по табл. 31.Если крен фундамента обусловлен несимметричным относительно
оси фундамента напластованием грунтов или большим влиянием
загружения соседних фундаментов или площадей с одной его сто¬
роны, то СНиП П-Б.1—62* рекомендуют его находить по формулеtg 0 = ,	(6.54)где Sx и Ss — осадки, подсчитанные у краев фундамента в см;
а — размер фундамента в направлении крена.Такой метод определения иногда приводит к завышенным зна¬
чениям крена. По расчету осадка края гибкого фундамента, примы¬
кающего к соседнему тяжело нагруженному фундаменту, получается
значительно больше, чем осадка соседних точек этого же фундамента.
Поэтому правильнее определять осадку в нескольких точках вдоль
оси, для которой устанавливается крен, и по ним находить осреднен-
ное значение крена.Однако часто ограничиваются нахождением осадки двух точек,
расположенных на одинаковом расстоянии от противоположных
краев фундамента. В таком случае в формуле (6.54) величина а
является расстоянием между этими точками.Б. Второй случай расчета крена фундамента сооружения. Когда
высокое жесткое сооружение опирается на несколько фундаментов,
приходится рассчитывать крен всего сооружения. Для этого обычно
ограничиваются определением осадки фундаментов крайних рядов.
Осадка определяется от центрального нагружения фундаментов
и учитывается влияние загружения соседних фундаментов или
площадей.Полученные значения осадок и S2 подставляются в формулу
(6.54), в которой в качестве размера а принимается расстояние
между.осями опирающихся на фундаменты конструкций (колонн,
стен и т. п.).В.	Третий случай расчета крена фундамента. Этот случай отно¬
сится к конструкциям, которые, опираясь на фундамент, ограничи¬132
вают возможность его поворота. Крен фундамента при таких об¬
стоятельствах может быть найден только в результате учета
совместной работы грунтов основания и надземных конструкций.
Следовательно, расчетом приходится учитывать податливую (упру¬
гую) заделку конструкций в фундаментах.Пример 6.13. Определить крен фундамента, рассчитанного в при¬
мере 5.5.Согласно этому примеру / = 5 м, Ь=, 4,1 м, NH — 1090 Т,
«макс = 0,445 м, грунт — крупнозернистый песок на большую глуби¬
ну, а0 = 0,002 см2/кГ.Примем по табл. 31 А — 1,225 и по графику (рис. 6.26) дляЯп = ц- = 1,22, /ех = 0,6.Определим моментAff = N"-e = 1090-0,445 = 478 Т• м.\По формуле (6.5) найдем кренtg 0, = 8 • 1,225 • 0,002 • 0,6	= 0,0045.§ 41. Определение размеров подошвы фундамента
исходя из величины предельных деформацийДо последнего времени проектирование фундаментов по деформа¬
ции сводилось к проверке величин осадок и их неравномерностей.
Расчет осадок фундаментов в этом случае производится после
установления его размеров подошвы, исходя из величины норма¬
тивного давления на грунт основания.Когда эта проверка показывает, что ожидаемые по расчету осадки
или их неравномерности больше предельно допустимых значений,
приходится изменять размеры подошвы или глубину заложения
и находить их методом последовательного приближения, добиваясь
удовлетворения условий (6.2) и (6.3). Такой метод нахождения опти¬
мального решения трудоемок. Целесообразнее определять размеры
фундамента непосредственно из величины предельно допустимых
осадок и их неравномерностей.Руководствуясь методом ограниченной сжимаемой толщи, можно
размеры подошвы найти из выражения *Ь __ АаотК [	, (6 55)^п^пр*	Б. И. Далматов. Расчет оснований зданий и сооружений по пре¬
дельным состояниям. Стройздат, Л., 1968.133
где b — искомая ширина фундамента в см\сож — коэффициент, подбираемый по табл. 28 в зависимостиот соотношения и величины К„,А — коэффициент, принимаемый по табл. 27;
йот — средний коэффициент относительной сжимаемости грун¬
тов основания в см21кГ\N о — нагрузка, ..приложенная к обрезу фундамента, в кГ\К„ — отношение сторон подошвы фундамента;5пр — предельно допустимая осадка фундамента в см.Для нахождения аот зададимся двумя величинами сжимаемой
толщи Ях и Я2, руководствуясь условием (6.36), и определим вели¬
чины аот1 и аот по формулам (6.37).Далее, в формулы (6.39) подставим значение рд и получимЬ у1 = ]/	^	• ]/у У Kn(R"-y0h) V <><»_ I	(6 56)Л2=]/	-\/>а V K„(Rtt-y0h) V aoi )Здесь Ooi — коэффициент относительной сжимаемости первого
слоя грунта в см21кГ;Oomi и аот — средние коэффициенты относительной сжимаемости
соответственно для сжимаемой толщи Нх и Я2;Rн — нормативное давление на грунт основания при ориен¬
тировочном значении ширины подошвы фундамента,
определяемое по формуле (4.5);jo — объемный вес грунта в пределах высоты фундамента
в кГ/см3;h — глубина заложения фундамента в см.При выборе значений R" и Ooi руководствуются пояснением
к формулам (6.34) и (6.35).Зная Ьп и Ьу2, по формулам (6.40) можно найти Яр1 и Яр2 и далее
по формуле (6.41) вычисляется Яр, а из выражения (6.31) опре¬
деляется аот.Таким образом, до нахождения ширины фундамента можно
вычислить величину Оот. Это дает возможность найти численное
значение правой части равенства (6.55), после чего легко подобрать
ширину подошвы фундамента Ь, определяя одновременно по табл. 28
величину а»ж.Достаточность найденного значения b должна быть проверена
исходя из величины нормативного давления на грунт. При найден¬
ных размерах фундамента b и / = К„Ь должно быть удовлетворено
условие (4.1).. По формуле (6.55) определяются размеры подошвы фундамента,
когда влияние загружения соседних фундаментов незначительно.134
Если это влияние существенно, то расчет производят по фор¬
мулам:±_ 		AaomNS	t	(6.57)(0Ж /^п^пр 2/Сп^от^б niP*i
i=1«I=«и+<^p - Hi)•	(6-58)Здесь n;i и /i/2 — количество точек, определенное для соседнего
/-го фундамента по графикам (приложение 3)
соответственно для случаев Нг и Я2;Put—дополнительная нагрузка, под действием которой
уплотняется грунт под соседним i-ым фундамен¬
том в кГ1см2.Остальные обозначения указаны ранее.Следует обратить внимание, что подсчет точек niL и ni2 возможен,
если даже соседние фундаменты не рассчитаны. В этом случае можно
любой соседний фундамент представить в виде квадрата, прямо¬
угольника или круга без уточнения их размеров, но с обязательным
определением величины pAi по формуле<6-59>где Not — нормативная нагрузка на соседний /-ый фундамент в кГ\
Fi — принятая площадь подошвы соседнего /-го фундамента
в см2:При выборе величины Ft целесообразно исходить из величины
нормативного давления на грунт рассчитываемого фундамента
без уточнения этого значения применительно к размерам каждого
соседнего фундамента. Кроме того, важно чтобы площади соседних
фундаментов не накладывались друг на друга.Поскольку расчет по деформации более трудоемок, чем по ве¬
личине нормативного давления на грунт, сначала находят размеры
фундамента исходя из полного использования величины норматив¬
ного давления на грунт, а затем, если ожидаемая осадка фунда¬
мента превышает предельно допустимое значение, по приведенным
выше формулам (6.55) или (6.57) определяют ширину подошвы
фундамента.Когда расчет приводит к неприемлемым размерам подошвы,
то решение надо искать, увеличивая глубину заложения или исполь¬
зуя свайные фундаменты.В ряде случаев расчет по предельному значению осадки отдель¬
ного фундамента приводит к значениям, удовлетворяющим условиям
(6.2). В то же время неравномерность осадки по расчету оказывается135
больше, чем это допускается условием (6.3). Тогда добиваются
удовлетворения этого условия путем уменьшения большей величины
осадки фундамента.Пусть фундамент 1 дает осадку по величине меньше осадки
S2 фундамента 2. Предельное значение осадки фундамента 2 будет
обусловлено максимальной величиной осадки первого фундамента
5хпри давлении по подошве, равном RH, и предельным значением
неравномерности осадки, т. е.Snv2 = S1 + ASnpli	(6.60)где/—расстояние между осями рассматриваемых фундаментов
Л^пр— предельно допустимая относительная неравномерность
осадки (см. табл. 18).Полученное значение предельно допустимой осадки второго
фундамента подставим в формулы (6.55) и (6.57), тогда получим— = АаЬтК ,	/бб1)Кв (St + ASnp0ь	AaomN*s =	-Т	<6-62>K„(Sx + Д5*0 - 2КпаотКб 2J «<Рд<‘i=lВсе обозначения в этих формулах ранее указаны. Расчет по ним
ведется аналогично расчету по формулам (6.55) и (6.57). Для нахож¬
дения величины правой части равенства (6.61) и (6.62) необходимо
предварительно найти значение осадки первого фундамента (обычно
имеющего меньшую площадь). Если это требуется при определении
осадки, учитывается влияние загружения соседних фундаментов,
как это изложено в §39.При расчете размеров фундаментов отдельно стоящих дымовых
труб и других высоких сооружений приходится исходить из пре¬
дельно допустимого крена. Руководствуясь формулой (6.52), не¬
трудно получить требуемый диаметр подошвы фундаментаd==l^i%T"’	(6-63)где tg 0пр — предельно допустимый крен сооружения;Мн — момент в плоскости подошвы фундамента от действия
нормативных нагрузок в кГ-см;
aim — средний коэффициент относительной сжимаемости
грунта в см2/кГ, определяемый для расчетной сжимае¬
мой толщи Яр, которая устанавливается, как указано
выше.136
При кольцевой форме подошвы фундамента, если задаться отно¬
шением диаметров dBH : dHp (рис. 6.27)d„p = \f 6Ла°ш-Цн°>1(") _	(6.64)^	в ^ПрЗначение a*i{n) принимается в соответствии с пояснениями к фор¬
муле (6.53).Задаваясь диаметром внутренней вырезки, необходимо стре¬
миться к тому, чтобы вынос консолей в кольцевом фундаменте
от линии загружения наружу 0£ и внутрь
а2 был бы более или менее одинаков
(рис. 6.27).Пример 6.14. В примере 6.12 получено
недопустимое значение неравномерности
осадки. Требуется 'За счет изменения раз¬
меров подошвы фундаментов по оси Б
уменьшить неравномерность осадки до пре¬
дельно допустимого значения.Согласно табл. 18 допускается пре¬
дельная разность осадокAS I = 0,002-600 = 1,2 см.*.Подберем для фундамента 5 такое значе¬
ние Ь, при котором удовлетворялось бы
равенство (6.62). Для этого найдем вели¬
чины, входящие в правую половину этой формулы. Согласно при¬
меру (6.12) А = 1,225, Кп — 1, по оси Б рдв = 2,0 кГ1см?, по
осям А и В рЛА,в= 2,\кГ/см2. Поскольку величина Яр при из¬
менении b остается постоянной, т. е. равной 970 см, то аот =
= 0,0075 см2!кГ.'2.	ОпределимSl = Px.F = 2,0-400 • 400 = 320 000 кГ,где F — площадь подошвы фундамента 5.3.	Приняв подошвы всех фундаментов 400 X 400 см, по фор¬
муле (6.58) найдем соответствующие значения п;; раздельно для
фундаментов по оси Б и по осям А и В. При этом определим п(1 и
nit по графикам приложения 3 для = 700 см и Я2 = 1000 см
(см. рис. 6.24):"з, 8. п = 20 +	<970 - 700> = 36’2’3. «. 7. • = 22 +	(970 - 700) = 58.Рис. 6.27. Кольцевой фун¬
дамент:а — разрез; б — план
4.	Тогда по формуле (6.62) при Кб = 1,058
Ь 1,225-0,0075-320 ОООож “ 1 • (5,9 + 0,002 • 600) -2-1-1,058 • 0,0075 (36,2 - 2,0 + 58,0 • 2,1) —= 735 см.5.	Подбираем значение Ь так, чтобы при делении его на сож
(см. табл. 28) частное равнялось 735 см. При b =520 см == = 1,865 сож = 0,696, следовательно, = q5^ = 747 735,но если принять Ь — 510 см, то — будет меньше 735. Принимаемс запасом Ъ = 520 см с учетом модуля для ширины подошвы фун¬
даментов 10 см.Производим проверку правильности решения, сохранив при
этом значение RH.Проверка решения. 1. При увеличенных размерах подошвы фун¬
дамента уменьшается давление по подошве, под действием которого
уплотняется грунт основанияК 320 000 , | до	,РлЪ ~ Ь ■ I ~ 520 • 520 ’ кГ/см .2.	Задаемся теми же значениями■пНг = 700 см и #2 = 1 000 см.Тогда, как получено ранее, аот1 — 0,070 см2/кГ, аот2 =—	0,0076 см21кГ.3.	Найдем значения Ьп и Ьу2 по формулам (6.39):и солт/	М83	-ж Г 0,0070 .сосЬп — 520у 2,56 — 0,0018 - 200 ‘ V 0,005 ~ ’ СМ'и СОА-! f 1,183	-| Г 0,0076 ACLQ пby2 = ^20у 2,56-0,0018-200 ‘ У 0,005 = ’ СМ'В примере 6.12 при b = 400 см были получены практически
такие же значенияЬуХ — 452,7 см и Ьу2 = 468,7 см.4.	При этих значениях Ьу1 и 6у2 найдем значения Ярф1 = 598,5см
и Ярф2 = 673,1 см (см. пример 6.12).5.	Наложив план подошвы фундаментов при новых значениях
Ь = 520 см так, чтобы центр тяжести фундамента 5 совпадал с цент¬
ром соответствующих графиков (Ях = 700 и Я2 = 1000 см), подсчи¬
таем количество точек пересечений графиков, приходящихся на каж¬138
дый соседний фундамент, т. е. определим щ. План фундаментов
с уширенной подошвой изображен совмещенно на рис. 6.24. Ушире-
ние фундаментов по оси Б показано пунктиром.При Н1 = 700 см для фундаментов по оси Б п2,в = 19-2 = 38
точек пересечений, для фундаментов по осям Л и Б rtii3 4e,7.e =
= 10 • 2 + 0,5 • 4 = 22 точки пересечений.При Я2 = 1000 см п2811 = 35 • 2 + 3 = 73, «134в7 9 =
= 18 • 2 + 6,5 • 4 = 62.6.	Определим значение k'H по формуле (6.48) для фундаментов
по оси Б при новом значении Rн = 2,71 кГ!см2	<ь' 				1,183	— q ело
«Н 2. 8.11 /^н — уоI, — 2,71 — 0,0018 • 200 — и»ои^>то же по осям А и Бу		 	У		Л OQ4 ,«Н 1,3,4. в. 7,9— 2,71 —0,0018'. 200 —\7.	Теперь по формулам (6.47) при Кб = 0,863 найдем#Pi=tfРФ1+ 4/Сб2 nnkvi = 598,5 + 4 • 0,863 (38 х
/=1X 0,502 + 22-0,894) = 732,3 см,Яр8 = 673,1 + 4 • 0,863 (73 • 0,502 + 62 • 0,894) = 991,3 см.Полученные значения Нр1 и Нр2 приблизительно равны Нр1
и Нр2, полученным до увеличения подошвы фундамента. Ранее было
отмечено, что введением значений Ьу исключается влияние размеров
подошвы фундаментов на величину расчетной сжимаемой толщи.
Расхождение в значениях Яр1 и Яр2 объясняется неточностью
расчета и подсчета точек по графикам.Поэтому примем по данным примера 6.12 значение Яр = 970 см.
Тогда величина аот = 0,0075 см21кГ (см. пример 6.12).8.	Найдем величины, входящие в формулу (6.49).При ^р- = |^ = 1,565, со* = 0,663; по табл. 27 К6 = 1,058,2 1по оси Б kHi = 1, по осям А и Б kni = ущ = 1,78.9.	Вычислим по формуле (6.49) значениеЯ, = 1,225- 0,663 • 520 + 2 • 1,058 {l.[38 + -^0~~Jioo (970~
-700)] +1,78 -[22 + ,06020127200 (970 - 700)]} = 788 см.139
10.	Тогда найдем значение осадки при увеличенных размерах
подошвы фундамента по оси Б по формуле (6.33)S6	= Н„аотрм = 788-0,0075-1,18 = 7,0 см.При определении же размеров подошвы фундаментов по оси Б
исходили из допустимого значения предельной осадкиSbnp — S4 + A SI = 5,9 + 0,002 • 600 = 7,1 см.Следовательно, найденное значение осадки фундамента почти точно
равно предельному значению.Таким образом, по формуле (6.62) действительно можно находить
размеры подошвы фундаментов исходя из предельно допустимого
значения осадки с учетом допустимых перекосов и влияния загру¬
жения соседних фундаментов.§ 42. Расчет осадки фундамента во времениОсадки фундаментов вследствие медленного развития деформа¬
ций водонасыщенных глинистых грунтов часто нарастают в течение
нескольких лет и даже десятилетий. Это связано прежде всего
с медленным процессом выдавливания воды из пор грунта при его
уплотнении (фильтрационная консолидация). Кроме того, это
обусловливается еще явлениями ползучести, развивающимися
в грунте (вторичная консолидация).В настоящеё время наиболее полно разработана теория фильтра¬
ционной консолидации, расчетом по которой часто и ограничиваются
при определении осадок во времени. В этом случае скорость затуха¬
ния осадок в значительной степени зависит от коэффициента фильт¬
рации кф грунта. Цри кф 10~6 см/сек затухание осадок во времени
можно не рассчитывать. При меньших коэффициентах фильтрации
такой расчет проводят.В теории фильтрационной консолидации, излагаемой в специаль¬
ной литературе [29], получены решения сложных задач при про¬
странственном и плоском напряженном состояниях. Однако для це¬
лей практики во многих случаях ограничиваются простыми реше¬
ниями одномерной задачи. В таком случае осадка за время t может
быть найдена из выраженияSt = QS,	(6.65)где Q—степень уплотнения (степень консолидации);S — величина конечной (стабилизированной) осадки в см.Величина Q изменяется от 0 до 1 и определяется из решения
дифференциальных уравнений. Для одномерной задачи при 'поето-140
янной величине уплотняющих давлений по глубинеQ = 1 - А (е-н+ ^ е-олг+ J_ £—25л' + . ..). (6>66)Здесь е — основание натуральных логарифмов;N — величина в условиях односторонней фильтрации отжи¬
маемой воды (т. е. вверх), определяемая по формулеN =	(6.67)где t — время уплотнения от начала загружения в сек\
h — высота уплотняемого слоя в см\
съ — коэффициент консолидации в см2!секу равныйс„ = -Ь-,	(6.68)где &ф — коэффициент фильтрации грунта в см/сек-,а0 — коэффициент относительной сжимаемости грунта в см21кГ;
7В — удельный вес воды в кГ/см3.Помимо равномерного распределения давлений в уплотняющемся
слое (случай 0), эти давления могут распределяться и по другим за¬
конам: при уплотнении от собственного веса — по треугольнику
с вершиной вверху (случай 1), при местной нагрузке — по треуголь¬
нику с вершиной внизу (случай 2). Для этих случаев получены выра¬
жения Q, принципиально сходные с выражением (6.66). Для упроще¬
ния расчетов в табл. 32 приведены значения N в зависимости от QТаблица 32Таблица значений NQВеличины N для случаевQ .Величины N для случаев0120120,10,20,30,40,50,020,080,170,310,490,120,250,390,550,730,0050,020,060,130,24- 0,6
0,7
0,8
0,9
0,950,711,001,402,092,800,951,241,642,353,17€,420,691,081,772,54для разных случаев уплотняющих давлений: 0,1 и 2 (рис. 6.28, а, б, в).
В случаях 1 и 2 рассматривается фильтрация воды только вверх.Если уплотняющие давления распределяются по трапециевид¬
ному закону (рис. 6.28, г, д) с фильтрацией только вверх, то зна¬
чения Q и N можно определить по интерполяции табличных данных
для случаев 0 и 1 или 0 и 2. Обозначим отношение уплотняющих
давлений при z = 0 и z = h через V. Тогда значения для трапе-141
циевидного распределения уплотняющих давлений определяетсявыражениямидля случая 0—1N9_t = N0 + (N1-N0)J,	(6.69)для случая 0—2 ,N0^ = N2+\No-N2)J'.	(6.70)Значения коэффициентов J и J' даны в табл. 33 в зависимостиот отношения V = —.РчЕсли при треугольных или трапециевидных уплотняющих
давлениях фильтрация развивается вверх и вниз, то расчетведется по случаю 0.Приведенные формулы и
таблицы дают возможность
определить осадку слоя грун¬
та как функции времени. Ко¬
нечной целью вычислений яв¬
ляется построение кривой за¬
тухания по ряду ее точек.
Для этого удобно принять
несколько значений Q, на¬
пример, Q = 0,1; 0,2 и т. д.
Затем вычислить осадки, со¬
ответствующие этой степени
уплотнения по формуле (6.65).
Для каждого значения Q по
табл. 32 отыскивают значе¬
ния N, соответствующие рас-
сматриваемому^лучаю уплот¬
няющих давлений и опреде¬
ляют время, необходимое для уплотнения грунта до заданной
степени Q.4Л2‘ = ikN- <6-71>Таблица 33Рис. 6.28. Различные случаи уплотняющих
давленийТаблица значений J и УСлучай о — 1Случай 0 — 2VJVJVГVf0,0
. 0,1 .0,20,30,4'0,51,00,840,690,560,460,360,60,70,80,91,00,270,190,120,060,01,01,523451,00,830,710,550,450,39791215200,30
• 0,25
0,20
0,17
0,13142
Для расчета затухания осадок фундаментов конечных размеров
во времени можно воспользоваться методом эквивалентного слоя
проф. Н. А. Цытовича или методом ограниченной сжимаемой толщи
(см. § 37), В таком случае слои грунта в пределах расчетной мощ¬
ности сжимаемой толщи или мощности активной зоныН = 2hs,будут испытывать уплотнение. Если учитывать только главные
направления токов фильтрации воды (вверх, вниз), в зависимости
от того, будет фильтрация одно¬
сторонняя или двусторонняя,
рассматривают следующие слу¬
чаи уплотняющих давлений
(рис. 6.29).а)	Односторонняя фильтра¬
ция вверх. Вся эпюра находится
в однородном грунте. Расчет
проводится по случаю 2.б)	Двусторонняя фильтра¬
ция (вверх и вниз) в слое толщи¬
ной Н. Вершина * треугольника
лежит на более водопроницае¬
мом слое, чем уплотняющийсяслой. Можно показать, что этот -	нвариант приводится к случаю 0, но для мощности слояПример 6.15. Определить осадку жесткого фундамента с разме¬
рами подошвы 2,5 X 3,5 м, возводимого на мощном слое суглинка.Даны: объемный вес суглинка у0 = 1,84 Т/м3, коэффициенты
пористости, соответствующие естественным условиям залегания
грунта е = 0,9, и коэффициент относительной, сжимаемости при
увеличении нагрузки от 0,3 до 2,3 кГ/см2; а0 = 0,01 см?1кГ; глу¬
бина заложения фундамента h = 1,8 м, удельное давление
на грунт рн = 2,3 кГ/см2; коэффициент фильтрации &ф =
= 6,0 • 10'8 см/сек = 6,0 • 10~83 • 107 см/год =0,6 см/год.Определим величину полной стабилизованной осадки фунда¬
мента.Добавочное (уплотняющее) давление по подошве фундамента
найдем по формуле (6.11)рд = рн — yji = 23 — 1,84 • 1,8 = 20,0 Т/м2 = 2,0 кГ/см2.При отношении сторон подошвы фундаментаК = _L _ _ г 4
Лп Ь 2,5по табл. 26 для жесткого фундамента при ц = 0,3 находимi4©const = 1,27.Рис. 6.29. Уплотнение грунта:а — фильтрация только вверх; б — фильтра¬
ция вверх и вниз143
Тогда мощность эквивалентного слоя грунтаhs = j4<j)Const Ь = 1,27 • 2,5 = 3,18 м.По формуле (6.18) полная стабилизованная осадкаS = hsa0pt = 318 • 0,01 • 2,0 = 6,4 см.Затухание осадок рассчитываем по случаю 2. Вычисляем коэф¬
фициент консолидации по формуле (6.68).Cv = = 0,01 - 0,001 == 60 000 см21год-При односторонней фильтрации (вверх) за расчетную мощность
слоя грунта принимаем полную высоту эквивалентной эпюры
давленийН — 2hs = 2-3,18 = 6,36 м.Тогда по формуле (6.71), 4Л2 « т 4 • 6362 кт 0 7 1Г
— л2 — 10-60 000 ~Задаемся величинами Q, определяем по табл. 32 значения N2
и вычисляем t по формуле (6.71)Q = 0,2	S/ — 0,2 • 0,4 = 1,3	см	t = 2,7 • 0,02 = 0,05 годаQ = 0,4	St = 0,4 ■ 6,4 = 2,6	см	t = 2,7 • 0,13 = 0,35 »Q = 0,6	St = 0^ • 6,4 = 3,8	см	t = 2,7 • 0,42 = 1,1 »Q =0,8	5^ = 0,8 • 6,4 = 5,1	см	< = 2,7-1,08 = 2,9 »Q = 0,9	St = 0,9 • 6,4 = 5,8 см	t = 2,7-1,77 = 4,8 »График затухания осадки во времени приведен на рис. 6.30.Практически считают время полного затухания осадки приt = 0,9, что в данном примере
соответствует 4,8 года.При наличии слоистого на¬
пластования грунтов ниже по¬
дошвы фундамента производится
замена слоистого напластования
условным однородным грунтом,
обладающим средними характе¬
ристиками. Далее устанавли¬
вается вид уплотняющих давле¬
ний и условия фильтрации воды
из основания. После определе¬
ния полной осадки рассчитывают
коэффициент консолидации, задаются величинами Q, вычисляют S,,
а затем с помощью табл. 32 определяют N н t и строят график
затухания осадки во времени.Рис. 6.30. График затухания осадки
, во времени (к примеру)144
Для расчета затухания осадок во времени при слоистом напла¬
стовании необходимо определить три характеристики условного
однородного грунта:йот — средний коэффициент относительной сжимаемости
в смг!кГ, определяемый по формуле (6.20).
ет — средний коэффициент пористости, вычисленный из выра¬
жения=	(6.72)гден=£н„ ff„ = Snb
1 1В этих выраженияхН — полная высота деформирующейся во времени толщи
грунта в см;Н0 — приведенная высота, которую грунт имел бы при отсут¬
ствии пор, в см;
hi — толщина j-го слоя грунта в см, находящегося в пределах
активной зоны Я = 2hs\&i — начальный коэффициент пористости /-го слоя грунта
в пределах активной зоны;
п — число слоев грунта в пределах активной зоны;£фт — средний коэффициент фильтрации в см!сек, определяемый
по формулеЬфт=-1ГЛ—>	(6.73)2 hjгДе £фi — коэффициент фильтрации i-го слоя в пределах активной
зоны в см/сек.Используя осредненные характеристики слоистого основания,
затухание осадок во времени рассчитывают по формулам 6.65—
6.71, 6.74, 6.75t-^-mN	(6.74)с” = ^Йг-	<6-75>Расчетные схемы уплотняющих давлений зависят от числа по¬
верхностей выхода воды при фильтрации ее в направлении дейст¬
вия внешней нагрузки (рис. 6.31).Схема а. Вершина эквивалентной эпюры уплотняющих давле¬
ний лежит в слое грунта, водопроницаемость которого меньше водо¬
проницаемости вышележащих слоев. В пределах Н нет слоев со145
свободным выходом воды. Средние характеристики слоистого осно¬
вания определяются по формулам (6.72).(6.73), а затухание осадок
во времени рассчитывается по случаю 2 (см. табл. 32).Схема б. На глубине Я имеется слой со свободным выходом
воды. Средние характеристики находят по формулам (6.72) и (6.73),
а затухание осадок во времени вычисляется как для основногослучая 0 и за-расчетную мощность слоя принимается h = -j.Схема в. В толще водопроницаемого слоя залегает слой зна¬
чительно менее водопроницаемый (например, в слое песка залегаетРис. 6.31. Различные случаи фильтрации воды при слои¬
стом основаниипрослоек глины). За расчетную толщину слабо проницаемого (гли¬
нистого) слоя при определении среднего коэффициента фильтрации
принимается Лг.Этот случай соответствует случаю 0. Расчетной мощностьюслоя будет h = -j-, где ht — мощность глинистого слоя.Схема г. Водонепроницаемая и несжимаемая порода (скала)
залегает на глубине, меньшей 2hs. При определении средних харак¬
теристик для скалы принимается е = 0, а0 = 0, = 0.Затухание осадок во времени находят как для случая трапецие¬
видной эпюры напряжений (случай 0—2).Случаи ОСлучай 2Случаи ОСлучай 0~2
ГЛАВА 7.РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ§ 43. Общие положенияОснования сооружений, как отмечено выше в ряде случаев
(см. гл. 1), рассчитываются по первому предельному состоянию
(несущей способности).Под действием внешней нагрузки в основании возникает напря¬
женное состояние, которое характеризуется нормальными и каса¬
тельными напряжениями. При возрастании нагрузки в некоторых
точках основания может возникнуть предельное напряженное состоя¬
ние, при котором касательные напряжения в этих точках по некото¬
рым наклонным площадкам достигают сопротивления грунта сдвигу
при действующих по этим площадкам нормальных напряжениях.Дальнейшее возрастание нагрузки будет вызывать в рассматрива¬
емых точках развитие деформаций сдвигов, что приводит к перерас¬
пределению напряжений в массиве грунта. Когда предельное напря¬
женное состояние охватит большую область и площадки сдвигов со¬
седних точек образуют непрерывные поверхности скольжения, прои¬
зойдет нарушение прочности (устойчивости) основания, сопровожда¬
ющееся сдвигом фундамента совместно с массивом грунта основания.В основании образуется поверхность скольжения, охватывающая
всю подошву сооружения. По этой поверхности происходит сдвиг
фундамента или массива грунта вместе с фундаментом. Так как
нарушение прочности грунта сопровождается сдвигом по поверх¬
ности скольжения, предельное состояние по прочности в данной
точке грунта характеризуется равенством касательного напряжения,
действующего по элементарной площадке скольжения, величине
сопротивления грунта сдвигу на той же площадке. Таким образом,
условие возникновения предельного состояния по несущей способ¬
ности (устойчивости, прочности) представляет собой условие пре¬
дельного равновесия при сдвиге.При этом считается, что нормальные и касательные напряжения
а и т по всей поверхности скольжения достигают значения, соответ¬
ствующего предельному равновесию, вычисленному по формулет = crtg ф + с,	(7.1)147
где ф — расчетный угол внутреннего трения грунта,с — расчетное удельное сцепление грунта в кГ1см2.Несущую способность (прочность) основания находят по тео¬
рии предельно напряженного состояния грунта. Схема разруше-
шения основания, принимаемая в расчете, должна быть как ста¬
тически, так и кинематически возможна для данного сооруже¬
ния.Основания сооружений рассчитываются по несущей способности
в случаях, когда: а) на основание передаются горизонтальные на¬
грузки в основном сочетании, б) основание ограничено вниз идущими
откосами, в) основание сложено скальными грунтами.Кроме этого, иногда необходимо проверять несущую способность
основания при вертикальной нагрузке (на выпор), при фундаментах,
работающих на выдергивание, и в других случаях.Расчет оснований по несущей способности в общем случае сво¬
дится к проверке условияЛГ<Ф,	(7.2)где N — заданная расчетная нагрузка на основание в наиболее
невыгодной комбинации,Ф — несущая способность основания для данного направления
нагрузки N.Расчет по несущей способности оснований часто выполняется
с использованием коэффициента запасаk = .	(7.3)В настоящее время методика расчета оснований по несущей
способности по предельным состояниям разработана еще недоста¬
точно. Учет дифференцированных коэффициентов (однородности,
условий работы и др.) для нагрузок и грунтов оказывается сложным.
Кроме того, мало данных по соответствующим коэффициентам.
Поэтому целесообразно разделить области применения методов рас¬
чета на две группы в зависимости от характера действующих уси¬
лий.1.	Усилия (сдвигающие и удерживающие) не зависят друг от
друга. К этой группе относятся: а) расчеты скальных оснований
на вертикальную нагрузку, б) расчет оснований на выдергивание
фундаментов и в) расчет на опрокидывание. В этих случаях руковод¬
ствуются методикой предельных состояний и выражением (7.2).
Нагрузки принимаются расчетные с коэффициентами перегрузки
для сдвигающих сил — больше единицы, для удерживающих —
меньше единицы.2.	Усилия (сдвигающие и удерживающие) зависят друг от друга.
Сюда относятся расчеты фундаментов, загруженных наклонной си¬
лой: а) на сдвиг по подошве, б) расчет устойчивости основания148
совместно с фундаментом. Здесь целесообразно расчет вести с исполь¬
зованием коэффициента запаса и выражения (7.3). При расчете
нагрузки принимаются нормативные. Это объясняется тем, что вве¬
дение разных коэффициентов перегрузки (больше и меньше 1,0) одно¬
временно для разных составляющих одной силы не имеет смысла
(например, при расчете фундамента на сдвиг).Несколько особняком стоит расчет оснований на выпор при вер¬
тикальной нагрузке. По силовым воздействиям этот расчет можно
осуществить по первой группе (предельным состояниям). Однако
авторы теории предельных состояний, основываясь на опытных дан¬
ных, рекомендуют коэффициенты запаса 2,5—3,0. При таких вели¬
чинах запаса Коэффициенты перегрузки 0,8—1,2 уже не имеют зна¬
чения. Учитывая это обстоятельство, можно считать, что при расчете
устойчивости оснований на выпор необходимо использовать коэффи¬
циент запаса и выражения (7.3).Коэффициент запаса (устойчивости) должен быть задан в каждом
отдельном случае. Величина этого коэффициента для мостов k =
1,25; для гидротехнических сооружений при нормативных нагрузках
и основном сочетании нагрузок принимается СНиП П-Б. 3—62
(см. приложение 1):для сооружений 1 класса • • • k= 1,30»	» 11 » • • • k = 1,20»	» III »...*= 1,15»	> IV у ■■■ k = 1,10Расчеты оснований по несущей способности производятся на ос¬
новное, дополнительное или особое сочетание нагрузок.При расчетах оснований по несущей способности используются
расчетные характеристики сопротивления грунтов сдвигу ф и с.
Расчетные величины <р и с определяются из формул (1.9, 1.10).
Окончательный выбор <р и с производится с учётом инженерно-гео¬
логической обстановки.Следует отметить, что условия (7.2) и (7.3) подразумевают
не один, а целый ряд расчетов по несущей способности в зависимости
от конкретных условий. Например, при проектировании подпорной
стенки рассматривают несколько форм нарушения ее устойчивости:а)	сдвиг по поверхности основания, б) сдвиг основания совместно
со стенкой. Условия (7.2) или (7.3) проверяют по обоим случаям.
При расчете на сдвиг по подошве расчетной нагрузкой будет давление
грунта на подпорную стенку, а несущей способностью основания —
суммарные силы трения грунта по подошве стенки. При расчете
на сдвиг основания совместно со стенкой нагрузкой будут силы,
вращающие грунт и стенку вокруг какого-то центра, а несущей"
способностью — силы, сопротивляющееся этому вращению (или
соответственно момент вращающий и удерживающий).В каждом отдельном случае составляют индивидуальную расчет¬
ную схему и проверяют условие (7.2) или (7.3). Некоторые из этих149
расчетов выполняются методом последовательного приближения,
иногда достаточно трудоемким.При составлении расчетной схемы и выборе исходных данных
учитывают ряд обстоятельств.Если грунт основания или подземная часть сооружения нахо¬
дятся ниже уровня грунтовых вод, учитывают взвешивающее дей¬
ствие воды. Взвешивание водой грунта и фундамента значительно
снижает устойчивость сооружений.Определение величины Ф для илов, а также глин и суглинков
текучепластичной и текучей консистенции производится с учетом
нестабилизированного состояния грунта вследствие медленного
отжатия под нагрузкой воды, заполняющей поры грунта. Для этого
используют следующий метод.По обычной методике, т. е. при полном уплотнении грунта
от действующей сжимающей нагрузки, строится график зависимости
сопротивления сдвигу от уплотняющей нагрузки. На этом графике
устанавливается величина сопротивления сдвигу т при природной
нагрузке, а также при суммарной (у0h-\-p), т. е. природной плюс
дополнительной от сооружения.При приложении нагрузкирсопротивлениесдвигу грунта при этой
нагрузке в нестабилизированном состоянии (t = О, Q = 0) равно
сопротивлению грунта сдвигу при природной нагрузке y0h. После
(стабилизации грунта (t = оо, Q = 1,0) сопротивление сдвигу будет
соответствовать суммарной нагрузке (y0h р). По теории консоли¬
дации (см. § 42) в любой момент времени t можно найти степень
консолидации (стабилизации) Qh соответствующую этому вре¬
мени. Затем по линейной интерполяции по полученному ранее
графику определяется сопротивление сдвигу, т соответствую¬
щее Qt.При слоистом основании расчетные схемы составляются с учетом
наиболее опасных сочетаний условий: падение пластов в сторону
возможного сдвига основания, наличие пластов с очень малым со¬
противлением сдвигу и т. п. Наконец, необходимо учитывать воз¬
можные неблагоприятные изменения в основании в период строи¬
тельства и эксплуатации сооружения, например: увлажнение грунта
при подъеме уровня грунтовых вод, устройство в будущем глубоких
выемок рядом с сооружением, значительные нагрузки на поверх¬
ности грунта (склады руды, угля) и т. п.§ 44. Расчет основания по несущей способности
при вертикальной нагрузке (на выпор)При постепенном увеличении нагрузки на основание, как из¬
вестно, различают три фазы напряженного состояния: а) уплотнения,б)	сдвигов, в) разрушения (выпирания). Давление, при котором
происходит переход от фазы сдвигов к разрушению, соответ¬150
ствует пределу несущей способности грунта, т. е. наступлению
предельного состояния по условию несущей способности (проч¬
ности, устойчивости). Это критическое состояние и рассматри¬
вается ниже.Возникает вопрос, в каких случаях требуется определить это
давление. Как известно, в общем случае давление по подошве фун¬
дамента не должно превосходить величину нормативного давления
на грунт. Это условие обеспечивает возможность расчета осадок.
Однако грунты песчаные отличаются весьма малой сжимаемостью
и расчетные осадки фундаментов часто далеко не достигают предель¬
ных. В этом случае появляется возможность увеличить нагрузку
на основание, но до безопасных пределов. Безопасное давление
на основание можно найти, определив предельное давление и раз¬
делив его на коэффициент запаса.Расчет на выпор может потребоваться также при быстром воз¬
растании нагрузки (загружение склада, элеватора, спуск судна
по слипу и др.). Поскольку
грунт не успевает уплот¬
ниться, опасность выпора уве¬
личивается.Под действием вертикаль¬
ной нагрузки под подошвой
фундамента формируется ядро
в виде клина уплотненного
грунта. Это ядро оказывает
расклинивающее действие на
окружающую массу грунта.При значительной нагрузке
окружающие массы смещаются в стороны и вверх (рис. 7.1). На¬
грузка, соответствующая такому моменту выпора грунта, называется
предельной.Теоретическое определение предельной нагрузки в общем виде
достаточно сложно. Однако если некоторые коэффициенты даются
в таблицах, то практическое использование методов значительно
упрощается. Одним из таких методов является метод В. Г. Бере-
занцева.В'.' Г. Березанцев * дал решение для различной формы и глу¬
бины заложения подошвы фундамента (ленточный, круговой,и для разных отношений , где/i — глубина заложения фундаментав м и b — ширина подошвы в м. Рассмотрим, например, фундаментымалозаглубленные ^ 0,5), для которых выпор грунта наиболеевозможен.Рис. 7.1. Выпор грунта при вертикаль¬
ной нагрузке♦Березанцев В. Г. Расчет прочности оснований сооружений. Гос-
стройиздат, Л., 1960.151Уплотненныйклин
Для непрерывных (ленточных) и прямоугольных фундаментов
предельная вертикальная нагрузка (сила) на единицу длины опре¬
деляется по формулеРл = (Алу0Ь + Bnq + Слс) ЬУ	(7.4)где	То — объемный вес грунта в Т!мъ\с — расчетное сцепление грунта в Т1м2\
q — пригрузка на основание на уровне подошвы
фундамента в Т1м2, равная весу столба грунта
выше подошвы, т. е. q = y0h;Лл, Вл и Сл — коэффициенты, зависящие от расчетного угла
внутреннего трения грунта и относительной
глубины, принимаемые по табл. 34.Таблица 34Значения коэффициентов Дл, ВЛ1 Сл для ленточных и Лк» Вк и Ск
для квадратных фундаментов в формулах (7.4) и (7.5)Расчетный
угол внут¬
реннего
трения ф,
градЗначения коэффициентов для фундаментовленточных ц прямоугольных| квадратных и круглых*^лвлслАц*к^к16182022242628303234363840421.7
2,33.03.84.9
6,88.0
10,814.3
19,8
26,237.4
50,1
77,34.4
5,36.5
8,0
9,8 -12.3
15,019.324.732.6
41,554.8
72,098.7	*11.7
13,2 '15.117.219.823.225.8
31,538.047.0	.55.770.084.7
108,84,15,77,39,914,018,925,334,648,869.297.2
142,5~ 216,0
317,0^>4,5 ,6.58.5
10,8
14,1
18,624.832.845.5
64,087.6127.0185.0270.012,8
16,8 "20.9
24,629.936.4
45,055.471.593.6
120,0
161,0219.0300.0Для круглых фундаментов предельная вертикальная нагрузка
(сила) на основаниеРк = я г2 (AKy0r + BKq + Скс),	(7.5)где	г — радиус подошвы фундамента;Ак, Вк, Ск — коэффициенты, зависящие от указанных выше
величин и принимаемые по табл. 34.Формулой (7.5) можно пользоваться и при квадратных фундамен¬
тах, принимая	/“бГгде b — сторона квадратного фундамента.Аналогичные решения разработаны В. Г. Березанцевым для фун¬
даментов > 0,5.152
§ 45. Расчет устойчивости фундамента
при горизонтальной нагрузкеПри горизонтальной нагрузке Н, действующей на фундамент,
последний может: а) сдвинуться по подошве, б) сдвинуться сов¬
местно с массивом грунта, в) опрокинуться. Рассмотрим устойчи¬
вость фундамента на сдвиг по подошве и опрокидывание. Устойчи¬
вость фундамента совместно с основанием рассматривается в § 46.Сопротивление сдвигу по подошве оказывают силы трения.
Коэффициент запаса (устойчивости)u_f(K + G«)	(тК —	/унгде N* — вертикальная составляющая нормативной нагрузки на
фундамент в Т;GH — нормативный вес фундамента и грунта на уступах в Т;
f — коэффициент трения материала фундамента по грунту
^табл. 35);Ян — нормативная величина горизонтальной составляющей
нагрузки в Т.Таблица 35Коэффициент трения каменной или бетонной
кладки па грунтуНаименование грунта/КоэффициенттренияГлина в твердом состоянии	» в Ггластичном > 	Маловлажйый песок	Влажный песок	Суглинок в твердом состоянии 	» в пластичном » 	Супесь в твердом состоянии. 		в пластичном » 	Скальная порода	0,300,200,550,450,450,250,500,350,75Если Я11 f(NJJ + GH), то целесообразно сначала найти вес
фундамента и грунта на ступенях, придать фундаменту желательную
форму, а затем сделать остальные проверки. Необходимый вес фун¬
дамента находят из выраженияG*=kH* — Kf,	(7.7)/Если Я“я«/ (N” + G"), то определяют размеры фундамента как
внецентренно-загруженного, а затем проверяют на сдвиг по фор¬
муле (7.6).Если коэффициент внутреннего трения грунта основания /г =
= tg <р меньше, чем /, то может произойти сдвиг грунта по грунту153
несколько ниже подошвы. Поэтому сравнивают / и /г и принимают
меньшее из них.Проверку фундамента на сдвиг выполняют раздельно для строи¬
тельного и эксплуатационного периодов. Если сооружение осно¬
вывается на каменной наброске или на песчаной подушке,
то делают проверку: а) на сдвиг фундамента по наброске или
подушке, б) на сдвиг наброски или подушки по естественному
основанию.При тщательной засыпке пазух фундаментов их расчет на гори¬
зонтальную нагрузку может быть проведен с учетом сил трения Т
по боковым граням фундамента, параллельным линии действиясдвигающей силы. Для фунда¬
ментов, неодинаково обсыпанных
с различных сторон, учитыва¬
ется разность между активными
давлениями грунта.Силы трения Т определяются
выражениемТ = f^Ea, (7.8)где Е£а — сумма нормальных со¬
ставляющих активного давления
грунта на боковые грани фунда¬
мента, параллельные линии дей¬
ствия сдвигающей силы.Тогда необходимый вес фунда¬
мента	\0„=М--/(Лs + ze.)' (ЩАктивнее давление грунта,
действующее на заднюю грань
фундамента Еа, учитывается
с тем или иным знаком, когда
обсыпка имеется лишь с трех сторон. Пассивное давление учитывать
нельзя, так как оно возникает лишь после уплотнения грунта
при значительных перемещениях фундамента в сторону засыпки.
Для сооружений, допускающих некоторое перемещение фундамен¬
тов в сторону засыпки, влияние разгружающего давления грунта
учитывается в пределах средней величины между активным и пас¬
сивным давлением.Пример 7.1. Проверить устойчивость фундамента арки для усло¬
вий, изображенных на рис. 7.2. Фундамент спроектирован в виде
бетонного массива с размерами подошвы 5x4 м. Фундамент засыпан
с трех сторон, с четвертой — железобетонная шпунтовая стенка.
Перемещение фундамента не допускается. Грунт — мелкозернистый
песок, маловлажный с расчетными характеристиками ср = 32°^ШпунтРис. 7.2. Расчетная схема к примеру154Разрез
с = 0 и объемным весом f0 = 1,85 Т/м3. Требуемый коэффициент
устойчивости k = 1,30.Определяем нормативный вес фундаментаGH = 4-5-3-2,2 = 132 Т.По табл. 35 коэффициент трения / = 0,55. Коэффициент внут¬
реннего трения грунта /г =tg <р = tg 32° = 0,60. Для расчета
принимаем меньшее значение, т. е. f = 0,55.По формуле (7.6)k= 0,55(40 + 132) ^ 1,ц <1,3.Дополнительно учтем активное давление грунта и трение по бо¬
ковым поверхностям фундамента. Равнодействующая давления
грунта на 1 м периметра фундаментаЕа = ^ tg2(45°-tg* (45°- Щ =*= 8,33-0,302 = 2,52 Т.Давление на всю торцевую часть фундамента
Ел = 2,52-4= 10,1 Т.Давление на обе боковые поверхности фундамента, параллельные
линии действия сдвигающей силы,2^ = 2,52-5-2 = 25,2 Т.Вычисляем правую часть уравнения (7.6) с учетом сил трения
и частичного погашения сдвигающей силы активным давлением
грунта0,55 (40 + 132 + 25,2) _ , Лк^ , а
к~ 85-10,1	— l,40>l,d.Устойчивость фундамента при горизонтальной нагрузке может
быть повышена путем придания подошве фундамента наклонного
положения или зуба (рис. 7.3). Этим достигается уменьшение сдви¬
гающей силы Т вдоль наклонной подошвы фундамента. В схеме б,
кроме того, наклонная поверхность сдвига 1—3 проходит внутри
грунта. Исходя из соотношения сдвигающих и удерживающих сил
по подошве фундамента 1—3 и пренебрегая сопротивлением сдвигу
на горизонтальном участке 3—4 (схема а), можно получить условие
равновесия—arctg(m/),	(7.10)где б — угол наклона подошвы к горизонту;Р — угол между нормальной составляющей N и равнодейст¬
вующей R',155
Изменение сил при
наклоне подошвыт. — коэффициент условий работы, принимаемый т = 0,8;
f — коэффициент трения (табл. 35).Для схемы 6 при несвязных грунтахб Р — arctg (mf),	(7.11)где f — коэффициент внутреннего трения грунта, f = tg ф.Для связных грунтов при схеме б коэффициент устойчивости(tgP-tgfl + 1) Ig Ф +дгй^в
* =	ifFHgS	•	<7Л2>Здесь с — расчетное сцепление грунта;I — длина участка сдвига (1—3);Ь — ширина фундамента.Приведенные мероприятия эффективны, когда грунт обладает
достаточно высоким сцеплением. В противном случае может про¬
изойти сдвиг фундамента
вместе с частью грунта по
горизонтальной поверхно¬
сти 2—3.Коэффициент устойчи¬
вости на сдвиг по лини¬
ям 2—3 (схемы а и б) по¬
лучим, пренебрегая влия¬
нием горизонтального
участка на схеме а и участ¬
ка, занятого зубом на схе¬
ме б,k = N^41 + с*к.' (7.13)Рис. 7.3. Увеличение устойчи¬
вости фундамента на сдвиг:а — наклон подошвы; б — устрой¬
ство зуба; в — при скальных грунтахПри расчетах по схемам а и б в действующие нагрузки вклю¬
чается вес грунта в призмах 1—2—3, а для схемы б также и в призме
1—3—5.Схема в применяется для скальных грунтов. Горизонтальный
сдвиг возможен по линиям 1—4 и 2—3 после преодоления сопро¬
тивления скалыванию бетона или скалы.Более подробно расчет сооружений на сдвиг освещен в лите¬
ратуре [29].156
Расчет фундаментов на опрокидывание производится, когда
равнодействующая выходит за пределы ядра сечения подошвы
фундамента.Назовем относительным эксцентриситетом величинуеео — ~ь'где е — эксцентриситет равнодействующей относительно центра тя¬
жести площади подошвы фундамента;	ч
b — размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.Можно показать*1, что при Обычных коэффициентах перегрузки
ца горизонтальные силы п = 1,2 и удерживающие п0 = 0,8 коэф¬
фициент устойчивости на опрокидывание kQ следующим образом
связан с величиной е0\при ео = 0,1	&0 = 3,33г« = 0,167	£о = 2,0,« ео = 0,25	/е0 = 1,33.Следовательно, при соблюдении нормируемых ограничений усло¬
вий эпюры давления по подошве фундамента устойчивость послед¬
него против опрокидывания обеспечена.Расчет фундаментов, защемленных в грунте, является особым
случаем расчета на горизонтальную нагрузку. Этот расчет выпол¬
няется для фундаментов, у которых ширина подошвы значительно
меньше глубины заложения.Ввиду того что глубокие фундаменты с малым размером подошвы
в промышленном и гражданском строительстве встречаются редко,
методы расчета здесь не рассматриваются. С ними можно ознако¬
миться по литературе**.§ 46. Расчет оснований по несущей способности
при горизонтальной нагрузке на фундаментПри оценке устойчивости основания, загруженного горизон¬
тальной нагрузкой (или стоящего на откосе см. ниже), считаются
с возможностью возникновения глубинного сдвига. Глубинный
сдвиг заключается в том, что сооружение с некоторым массивом
грунта смещается по криволинейной поверхности скольжения.
В настоящее время существует несколько методов расчета основа¬
ния при глубинном сдвиге. Теоретически наиболее развитыми мето¬
дами являются методы теории предельного равновесия. Однако* В ой чек В. А. Расчет внецентренно-нагруженных жестких фундамен¬
тов. Фрунзенский политехнический институт, научное сообщение № 1 (3). Фрунзе,
1961.** 3 а в р и е в К. С., Крюков Е. П., Шпиро Г. С. Исследование
несущей способности фундаментов опор контактной сети, Труды ЦНИИС, вып. 39.
Трансжелдориздат, М., 1960.157
большим недостатком этих методов является значительный объем
вычислительной работы. Тем не менее для однородных грунтов
и при наличии табулированных решений или вычислительных ма¬
шин эти методы могут быть использованы.Широко распространенным является метод, основанный на до¬
пущении круглоцилиндрической поверхности скольжения. Этот ме¬
тод достаточно точен и универсален: он позволяет учитывать
неоднородность основания, влияние фильтрационных сил, неста-
билизированное состояние грунтов и т. п. Способ проверен практи¬
кой и обеспечивает надежность получаемых результатов.Метод основан на предположении, что сдвиг основания,, потеряв¬
шего устойчивость, происходит по круглоцилиндрической поверх¬
ности, т. е. основание совместно с сооружением вращается вокруг
некоторого центра 0 (рис. 7.4). Сущность метода заключает¬
ся в определении минимального
коэффициента запаса устойчиво¬
сти ky отвечающего заданным ус¬
ловиям и нагрузкам. Коэффици¬
ент запаса устойчивости k опреде¬
ляется как отношение суммы мо¬ментов всех сил, удерживающих
основание (Муд), относительно
центра вращения 0 к сумме момен¬
тов всех сил, сдвигающих (вращаю¬
щих) основание (А1вр), относительно
того же центра, т. е.*	=	(7.14)При определении сдвигающих
сил учитываются вес сооружения
NH и горизонтальная нагрузка Ян, действующие на него.
К удерживающим силам относятся силы трения Т, развиваю¬
щиеся по поверхности скольжения под действием веса грунти
и сооружения, и силы сцепления грунта с, действующие по
той же поверхности скольжения. Величина расчетного сцепления с
принимается для данного пласта и на длине участка lt поверхности
скольжения. Для определения действующих сил сдвигающийся мас¬
сив разбивается на блоки. Определяются вес блоков G” (на 1 м длины
(^снования) и центры их тяжести. Вес каждого блока приклады¬
вается к неподвижной части основания в точке пересечения вер¬
тикали, проходящей через центр тяжести блока, с поверхностью
скольжения.Сила трения 7? каждого блока7i — N* tg <Рг = G" cos a tg <p,-,	(7.15)Рис. 7.4. Схема усилий при расчете
оснований по несущей способности
при горизонтальной нагрузке на
фундамент158
где jV” — нормальная составляющая веса блока G";ос — угол наклона поверхности скольжения к горизонту в точке
приложения веса G"; угол а численно равен углу, обра¬
зованному вертикалью и радиусом дуги скольжения, про¬
веденным в точку приложения веса G”;Фi — расчетный угол внутреннего трения грунта на поверх¬
ности скольжения i-го блока.Рис. 7.5. Определение минимального коэффициента
устойчивостиТаким образом, удерживающий момент на 1 м длины основанияMyA = R'ZN”itg^i + R'Zcilh	(7.16)\где R — радиус дуги скольжения в м;
сг — расчетное сцепление в Т/м2;/,• — участок дуги скольжения в м.Сдвигающий (вращающий) момент (см. рис. 7.4)Мвр = N"a + Я" d + ajj bx — w2b2.	(7.17)При горизонтальной поверхности грунта можно принять wx =
= w2, и тогдаMBp = Naa + HHd.	(7.18)При использовании последнего выражения нужно вводить
в расчет вес сооружения за вычетом из него веса вытесненного
грунта.159
Таким образом, коэффициент запаса устойчивости основания
сооружения для двухмерной задачи определяется формулой
ъ =^a + Wd '	(7.19)Поскольку необходимо определить минимальный коэффициент
устойчивости основания, намечают новые центры вращения 02,
03, 04, 06 (рис. 7.5) и повторяют расчет для соответствующих по¬
верхностей скольжения. Расчеты удобно вести в табличной форме(см. пример 7.2). В результате расчетов получают коэффициенты
запаса устойчивости klt k2, k3. . . От центров Оь 02, 03. . . в про¬
извольном масштабе откладывают отрезки, равные^, £2..., и кон¬
цы отрезков соединяют огибающей. В точках минимума находйт&мин, &мин, ^мин. Выполнив дополнительное построение, находят ми¬
нимальный коэффициент устойчивости kmiH.Когда коэффициент запаса" устойчивости оснований оказы¬
вается меньше заданного, принимают меры по повышению устой¬
чивости основания, например: а) заглубляют фундамент, б) уве¬
личивают ширину его подошвы, в) применяют свайный фунда¬
мент. После чего выполняется расчет основания с учетом новых
условий.При расчете оснований сооружений на глубинный сдвиг сле¬
дует иметь в виду условия, влияющие на расчет (взвешивающее
действие воды, нестабилизированное состояние грунта и др. см. § 4,3),160Рис. 7.6. Расчетная схема к примеруСуглинокСупесьСуглинок.Уо= № т/м3
у>=22°С -2,0т/м2
Супесь:)/0:19 т/мъу>~26°С-'0}Зт/м2
Силы трения грунта от веса сооружения учитываются только при
быстро уплотняющихся грунтах; при медленно уплотняющихся
(суглинки, глины) — не учитываются.Пример 7.2. Рассчитать по несущей способности основание опоры
эстакады для условий, изображенных на рис. 7.6. Ширина фунда¬
мента 6,0 м, длина 12 м. Нормативные нагрузки на 1 ж длины
фундамента NH = 200Т, Нн = 12Т. Расчетные характеристики
свойств грунтов приведены на рисунке. Требуемый коэффициент
устойчивости К — 1,2.а).	Намечаем первый возможный центр вращения О на расстоя¬
нии от опоры, равном ее ширине. Дугу скольжения проводим через
край подошвы фундамента.б).	Определяем действующие силы на 1 м длины фундамента.
Очерченный'дугой массив разделяем на 8 блоков, измеряем углы
°i. а2> • • •. ав и заносим в табл. 36. Длины отрезков дуги скольже¬
ния /г определяем графически (табл. 36), причем в пределах каждого
отрезка грунт однороден. Находим вес блоков 1, 2, 3... с учетом
разных объемных весов грунтов, принимая форму в виде треуголь¬
ника или трапеции^ Например, вес блока 3G? = 3 • 3,5 -1,8 + (-5’2 ~ (6?3 ~ 3-> 3,5. 1,9 = 36,9 Т.Таблица 36№блокаiа/ вградi в
ТЛГ,-= G? cos а7* == ЛГ” 1tg ф в Тф в
градс в
Т1м*h в
м1234	,5678402717651426428.65
28,45
36,9
44,5
36,433.339.38.658.65.
28,45.36,9.44,5.36,4.33.3.39.3.8.65.. 0,766 =
, 0,897 =
, 0,956 =
. 0,994 =
. 0,996 =
.0,970 =
. 0,898 =
,0,^43 =6,725,635.344.336.232.335.3
6,436,725,635,344,3,36.2,32.3,35.3,
6,43.0,40.0,49.0,49.0,49.0,49.0,49.0,49.0,40г? == 2,68
= 12,5
= 17,3
= 21,7
= 17,7
= 15,8
= 17,3
= 2,57
107,3522262626.2626262220,30,30,30,30,30,324.44.43.63.73.63.35.74.4Вес блоков G? и G% определяем без учета фундамента. Но из на¬
грузки N” вычитаем вес грунта в объеме фундаментаN* =200 — 1 -6-2-1,8 = 178,4 Т./По значениям Gy, Gj ... (табл. 36) находим нормальные состав¬
ляющие Nt и силы трения Г,-.Супеси уплотняются быстро. Учитываем силы трения от на¬
грузки сооружения на блок 7. Тс = 178,4-0,898-0,49 = 79,0 Т.в). Определяем удерживающий момент. Длина дуги скольжения
в пределах суглинка 8,8 ж и в пределах супеси 24,3 м.6 Б. И. Далматов161
Удерживающий момент по формуле (7.16)Муд = 18,6-107,35+ 18,6(2-8,8+0,3-24,3)+79,0-18,6 =2610 7"-м.г).	Определяем вращающий момент по формуле (7.17)Мвр= 178,4-9+ 12-8,8= 1710 Т.д).	Находим коэффициент устойчивости для центра Оу.k = _уд. = 26 = 1 47 \ 1 2
R Мв р 1710	1.-6-Далее нужно наметить новые центры 02, 03 ... (см. рис. 7.5),
найти коэффициенты k2, k3. .. и затем определить минимальный
коэффициент к„ин. Для сокращения примера расчеты не приводятся.§ 47. Расчет основания, ограниченного нисходящим откосомЕсли основание сооружения ограничено нисходящим откосом,
то даже при действии только вертикальных нагрузок может про¬
изойти потеря его устойчивости, так как в данном случае имеется
неуравновешенная сила: вес откоса. Положение будет еще более
невыгодным, если на основание действует горизонтальная нагрузкав направлении скольжения. Принци¬
пиальные основы расчета основания,
ограниченного откосом, такие же, как и
в предыдущем случае. Коэффициент ус¬
тойчивости определяется по формуле
(7.14), удерживающий момент — по фор¬
муле (7.16).Вращающий (сдвигающий) момент
определяется иначе, так как вес массивов
грунта а»! и w2 по обе стороны от центра
вращения разный. Вследствие этого при
разложении сил G" появляются сдви¬
гающие силы S“ (рис. 7.7)S"i = GfSina,-.	(7.20)Тогда вращающий моменте учетом сил, действующих на сооружение,
МВр = R 2 О/sin аг + N”a + Н М.	(7.21)Знак сил S" и Я" принимается положительным, если направление
соответствующей силы совпадает с направлением сдвига откоса,
и отрицательным, если направление силы противоположно напра¬
влению сдвига.Таким образом, окончательно. /?S*1tgg>« + /?Sc«'<R2,s«i + N''a+ H"-d’	}Рис. 7.7. Схема усилий при
расчете основания, ограни¬
ченного нисходящим откосом162
Повторными расчетами, как в предыдущем случае, определяют
минимальный коэффициент устойчивости, который должен быть ра¬
вен или больше величин, указанных на стр. 149.В результате расчета может оказаться, что коэффициент ус¬
тойчивости меньше требуемого. Тогда принимают меры по увели¬
чению устойчивости, например: а) заглубляют фундамент сооруже¬
ния, б) увеличивают ширину подошвы фундамента, в) делают откос
более пологим, г) пригружают нижнюю часть откоса, д) устраивают
свайный фундамент. После того как намечены необходимые меры,
повторно рассчитывают устойчивость с учетом новых условий.Когда для увеличения устойчивости сооружения используют
свайные фундаменты, расчет устойчивости основания производится
в зависимости от положения по¬
верхности скольжения (рис. 7.8).Если поверхность скольжения оги¬
бает нижние концы свай, то расчет
ведется обычным путем по формуле
(7.22) с определением минималь¬
ного коэффициента устойчивости.Если же кривая скольжения пере¬
секает сваи, то дополнительно учи¬
тывается сопротивление свай срезу.Кроме того, производится расчет
прочности свай * на изгиб.Из полученных двух минималь¬
ных коэффициентов устойчивости
принимается наименьший. При ра¬
счете оснований, ограниченных нисходящими откосами, также учи¬
тывают взвешивающее действие воды, гидродинамическое ее давле¬
ние и другие особенности работы основания.Пример 7.3. Рассчитать основание сооружения по несущей способ¬
ности для условий, изображенных на рис. 7.9. Сооружение с фунда¬
ментом в виде плиты с размерами 10 X 40 ж расположено на бровке
откоса. Нормативное давление по подошве фундамента равно
18 Г/ж2. - Грунт — суглинок, однородный на большую глубину.
Расчетные характеристики суглинка: <р = 20°, с = 0,2 кГ/см2 =
= 2,0 Т/ж2, объемный вес у0 = 1,9 Т/м9. Требуемый коэффициент
устойчивости k = 1,3. Расчет ведем на один метр длины откоса.Намечаем первый возможный центр вращения 01( проводя дугу
скольжения через край фундамента сооружения. Сдвигающийся
клин грунта разбиваем на 7 блоков. Все расчеты ведем в табличной
форме. Обозначения сил, углов и др. на чертеже проставлены не все,
чтобы не загромождать его. Определяем вес блоков, сдвигающие
силы и силы трения (см. табл. 37).*Ляхницкий В. Е. и др. Портовые гидротехнические сооружения,ч. 1, Водтрансиздат, JI.—М., 1953.Рис. 7.8. Положение поверхностей
скольжения при свайном фунда¬
менте6*163
Таблица 37164Примечание. Грунт суглинок уплотняется ^дленфо. Силы трения в грунте от веса сооружения не учитываются.Длина
дуги
ll в м6,04,84.3
5,04.3
5,76.3= 36,4Силы трения
^1 = NH. tg ф = cos a tg ф в ТГ" = 21,6 • 0,984 • 0,35 = 7,43
Г“ = 47,2 • 0,999 • 0,35 = 16,5
Г? = 62,0 • 0,996 • 0,35 = 21,6
Гв = 85,0 • 0,970 • 0,35 = 28,8
Г" = 71,0- 0,939 • 0,35 = 23,3
Г? = 51,0 • 0,882 • 0,35 = 15,7
Г? = 19,0 • 0,798 • 0,35 = 5,3
2 Гг =118,63Сдвигающие силы
S4 = G? sin а в ТS“ =-21,6-0,173 = — 3,74
S“ = — 47,2-0,034 = — 1,6
S* = 62,0 - 0,087 = 5,4
S? = 85,0 • 0,241 =20,4
S" = 71,0 • 0,342 = 24,2
S? = 51,0-0,469 = 24,9
S“= 19,0-0,601 = 11,4
2] Si = 80,96Угол а
в град.102514202837Вес блока в Т<3? = ^^ 1,9 = 21,6G" — 4,0 + 6,8 4,6 • 1,9 = 47,2
g^6_,S + 8,3 4)3.1[9 = 62)0—8,3 +10 4,9-1,9 —85,0
G„=10+8,7 4 1.9 = 71,0
C?e = -!—g-^5-1,9 = 51,0G?-4’°25,0 1,9-19,0свмочVO%123456
7
Момент удерживающих и сдвигающих сил по формулам (7.16)
и (7.21).Мул = 118,63 • 36 + 36,4 • 2 • 36 = 6880 Т • м.При #н = О и N* = 10 • 18 = 180 Т.Мвр = 80,96 • 36 + 180 • 19 = 6330 Т ■ м.Коэффициент запасаk — — 6880 __ j 09 1 3
■Мвр —6330Основание не обладает необходимой устойчивостью. Продол¬
жать расчет для других центров 02, 03...не имеет смысла. Необ¬
ходимо принять меры по повышению устойчивости основания(см. выше), а затем рассчитать его заново, добиваясь коэффициента
запаса k ^ 1,3.Расчеты оснований на выдергивание и при наличии скальной
породы в основании являются для промышленного и гражданского
строительства относительно редкими и поэтому не рассматриваются.
При необходимости с ними можно ознакомиться в литературе
(см. приложение 1, п. 1 и п. 28).Рис. 7.9. Расчетная схема к примеру
ГЛАВА 8.РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ
НА ПРОЧНОСТЬ§ 48. Общие положенияРасчет на прочность производится только железобетонных фун¬
даментов. Прочность бетонных и бутовых фундаментов без расчета
обеспечивается ограничением соотношения высоты к выносу их сту¬
пеней. Указанный расчет состоит из определения: а) реактивного
давления грунта под подошвой, б) усилий в расчетных сечениях,в)	размеров сечений элементов фундамента, г) требуемой площади
сечения арматуры.Рис. 8.1. Нагрузки, действующие на фундамент:
а — действительные; б — приведенныеНагрузка от колонн считается приложенной к плоскости обреза
фундамента (место условной заделки стойки при статическом рас¬
чете наземной конструкции). Действительные нагрузки удобно
заменять приведенными (рис. 8.1).Расчет фундамента на прочность производится на наиболее не¬
благоприятные возможные сочетания расчетных нагрузок, прило¬
женные к обрезу фундамента (СНиП II-A. 11—62):а)	наибольшая нормальная сила N0„aKC и соответствующие ей
момент М0 и горизонтальная сила Я0;б)	наибольший положительный момент МомаКс и соответствующие
ему нормальные силы N0 и горизонтальная сила Я0;166
в) наибольший отрицательный момент М0 мин и соответствующие
ему нормальная сила N0 и горизонтальная сила Н0.При определении реактивных давлений по подошве учитывается
только давление от нагрузок, приложенных к обрезу фундамента.
Собственный вес фундамента и вес грунта на его уступах не учиты¬
ваются, так как обусловленные этими нагрузками реактивные дав¬
ления ими же уравновешиваются, не вызывая усилий изгиба в теле
фундамента.§ 49. Определение высоты отдельного
железобетонного фундаментаВысота фундамента назначается по конструктивным соображени¬
ям из условий заделки колонны, анкерных болтов и др. Принятую
высоту проверяют расчетом на продавливание. В зависимости от
результатов этого расчета вы¬
сота может быть изменена.Расчет на продавливание
центрально нагруженных
фундаментов производится из
условияРР^0,75/?рЛАр, (8.1)где Рр — расчетная продав¬
ливающая сила в Т;/?р — расчетное сопроти¬
вление бетона при
растяжении в Т!м2\ '
h0 — полезная высота
фундамента в м;6Ср— среднее арифмети¬
ческое между пери¬
метрами верхнего и
нижнего оснований
пирамиды, образу¬
ющейся при про-
давливании в пре¬
делах полезной вы¬
соты фундамента
(рис. 8.2), в м.Расчетная продавливающая сила Рр равна величине нормальной
силы, действующей в сечении колонны у верха фундамента, за вы¬
четом нагрузок, приложенных к большему основанию пирамиды
продавливания, т. е.Pp = F„Pcp,	(8.1а)Рис. 8.2. Схема усилий и сечений при рас¬
чете фундаментов на прочность167
где Fn — часть площади подошвы фундамента, находящаяся за
пределами нижнего основания пирамиды продавлива-
ния, в м2;/?гр — реактивное давление грунта от расчетной нагрузки по
обрезу N0 в Т/м2.Расчет на продавливание внецентренно нагруженных фундамен¬
тов производится в основном так же, но реактивное давление по по¬
дошве берется только с одной, наиболее нагруженной части подошвы
и проверка по формуле (8.1) делается только для одной грани пира¬
миды продавливания. Расчетная продавливающая сила в этом
случае(8.2)где Рг — площадь многоугольника abcdef в м2 (рис. 8.2);Рмакс — наибольшее краевое давление на грунт от расчетной на¬
грузки по обрезу (с учетом момента) Т/м2.Величина периметра в этом случае заменяется средней шириной
одной грании ' _ Ас +t/cp — 2 »где Ьк — верхняя сторона грани пирамиды продавливания в м;в фундаментах с высоким подколонником — сторона
подколонника;Ьп — нижняя сторона грани пирамиды продавливания в м.
На основании выражения (8.1) полезную высоту фундамента
вычисляют по формуле=	,8.3)где ак и Ьк — соответственно большая и меньшая стороны сечения
колонны или подколонника в м;N0 — расчетная нагрузка по обрезу в Т;•В местах изменения высоты фундамента необходимо делать
проверку прочности наклонных сечений по поперечной силе (сечения
2', 3', рис. 8.2).При этом должно соблюдаться условиеQ^Rpbh0,	(8.4)где Q — поперечная сила в сечении в Т;b — ширина прямоугольного сечения в местах изменения вы¬
соты в м.При этом поперечная сила определяется как суммарная реакция
грунта за пределами наклонного сечения (Си С2 на рис. 8.2). Если
требование (8.4) соблюдается, то поперечной арматуры в рассмат¬
риваемом сечении не требуется.Высоты ступеней фундамента и вынос нижней ступени рекомен¬
дуется принимать по табл. 38 и 39.163
Таблица 38Рекомендуемые высоты ступенейВысота
фунда¬
мента
Н в мВысоты ступеней в мВысота
фунда¬
мента
Н в мВысоты ступеней в мл.л,л.1л,Л»0,300,400,500,600,700,800,900,1000,300,400,500,300,300,400,300,400,300,400,400,300,300,300,301,101,201,301,401,501,601,701,800,400,400,500,500,500,600,600,600,400,400,400,50 ~0,500,50а,60
0,600,300,400,400,400,500,500,500,60Таблица 39Вынос ступени с0ПРИ Р»акс^Марка бетона150| 3002.0	кГ\см22.5	кГ/см23.0	кГ\см23.5	кГ/см24.0	кГ/см22,0 hi
1,6*!
1.3AJ
1,1*1
1,0 hx2,5*!
2,5 К
2,3*!
2,0*!
1,8*!Примечание.с0 — размер выноса нижней ступени от вертикальной (боковой)
грани, второй ступени (рис. 8.2);рмакс — максимальное краевое давление на грунт по подошве
фундамента.§ 50. Расчет сечения арматуры фундаментаПлощадь поперечного сечения арматуры рассчитывают
по моменту, действующему в сечении фундамента по грани ко¬
лонны. В других местах проверяется достаточность принятой
по расчету арматуры. Содержание арматуры должно быть не ниже
минимально допустимого армирования в изгибаемых элементах
(при бетоне марки 200 и ниже — 0,1%)- При прямоугольной по¬
дошве сечение арматуры определяется расчетом в обоих направ¬
лениях.Изгибающий момент определяется на всю ширину фунда¬
мента от среднего по консоли реактивного давления грунта по всей
площади консольного свеса, отсекаемого' рассматриваемым се¬
чением.169
Момент в сечении 1—1 (рис. 8.2)Ми = Ямзкс2+ Pl ■(/ ~ Дк)2 b ,	(8.5)в сечении 4—4М^ = рср(-^=^1 •	(8.6)Если фундамент нагружен внецентренно (в наиболее общем
случае напряжения под всеми углами разные), то для определения
моментов можно воспользоваться следующими формулами.Равнодействующая реактивного давления отсеченной части QK
(объем четырехгранной призмы, усеченной непараллельно осно¬
ванию (см. рис. 8.3).QK = bJ0P-±±&	(8-7)Момент силы QK относительно оси КMK = QjK = b0ll^l+lL.	(8.8)В формулах (8.7) и (8.8)Л 	 Pit + Pl2 . „ 	 Ри + Pi2Р1 2 9 Р2 2 *остальные обозначения-указаны на рис. 8.3.Площадь сечения арматуры определяется по приближенной
формулеFa = 0,9 h0Ra ’где М — расчетный момент в данном сечении в кГ • см\
h0 — рабочая высота сечения в см\R* — расчетное сопротивление арматуры в кГ/см2.Расчет повышенной части фундамента (верхней ступени) тре¬
буется, когда ее высота превышает размеры в плане. Этот расчетпроизводится как центрально
или внецентренно сжатого
элемента (бетонного или же¬
лезобетонного).Расчетная длина подко-
лонника принимается в за¬
висимости от условий за¬
крепления верхнего конца
(нижний защемлен в фун¬
даменте). Если верхний ко¬
нец завязан только фунда¬
ментными балками, полом,
то лучше для расчета этот конец рассматривать как сво¬
бодный.170Рис. 8.3. Напряжения под отсекаемой
частью подошвы фундамента при действии
моментов в двух плоскостях
Глубина стакана и толщина его стенок назначаются в соответст¬
вии с § 8 и в этом случае стенки не армируются или армируются
конструктивно.Расчет стенок стакана и сечение арматуры необходим в тех слу¬
чаях, когда толщина стенок менее величин, приведенных в § 8.Армирование стакана и повышенной верхней ступени (подко¬
лонника) фундамента осуществляют поперечной и продольной арма¬
турой (рис. 8.4). Продольная рабочая арматура определяетсяРис. 8.4. Схема усилий при расчете армирования
стенок стаканапо расчету в сечениях I—I и II—II как для внецентренно нагружен¬
ного элемента. Эта арматура располагается равномерно по периметру
подколонника и стакана и должна проходить внутри периметра
ячеек сеток.Поперечная арматура стакана определяется по расчету в зави¬
симости от соотношения величины эксцентриситета е силы N0 и раз¬
мера колонн ак в плоскости действия момента (рис. 8.4).а).	При е>у по косому сечению III—III, проходящему через
точку К поворота колонны (без учета продольной арматуры).б).	При yеу по косому сечению ИГ—ИГ, проходящемучерез точку К (также без учета продольной арматуры).Сечение поперечной рабочей арматуры каждой сетки опреде¬
ляется по формулам171
172при е>тгM0 + H0fn-N&F* =	RjEzi	^10>при у>е>^p 	M0 + H0zn ,V0 0,7kg	11)x	R& L 2,-Обозначения см. на рис. 8.4.При e<C-jf арматуры по расчету не требуется.Поперечное армирование стенок стакана следует принимать
в виде сварных сеток, образующих сетчатый замкнутый контур
с расположением стержней у наружной и внутренней поверхности
стенки. Диаметр арматуры сеток следует принимать по расчету,
но не менее 8 мм и 0,25 диаметра продольной арматуры стакана.
Расстояние между сетками в верхней трети стенок стакана следует
принимать равным 10 см, в нижней части — 20 см, но не более
0,25 глубины заделки колонны. Сетки поперечного армированиярекомендуется ставить ниже дна стакана на глубину, равную у.Пример 8. 1. Произвести конструктивный расчет монолитного
железобетонного фундамента под сборную колонну сечением
60 Х40 см. Расчетная нагрузка на обрезе составляет: N0 — 316,3 Т,
Л10 = 24,2 Т - м, Н0 = 3,0 Т. Глубина заложения фундамента
2,85 м. Расчетом получены размеры подошвы I =Ь = 350 см. Грунт
маловлажный. Бетон марки 150 с Rp = 5,8 кГ1см2 = 58 Т1м2,
R„ = 80 кГ1см2 = 800 Т 1мг. Арматура класса A-II cRi = 2700 кПсмЬ
а). Определение размеров фундамента.Намечаем размеры в плане верхней ступени (повышенной части)
из условий заделки колонн ак — 1,15 л, Ьл = 0,95 м (рис. 8.5).
Вес верхней ступени и нагрузка с учетом этого веса:</„ = 1,15 0,95 -1,9 -2,4 1,1 =5,45 Т,Nf = 316,3 + 5,45 = 322,0 Т.Реактивное давление по подошве от расчетных нагрузок без соб¬
ственного веса уширенной части фундамента и грунта^“зЙЬ-26'47'/*’-Рабочую высоту фундамента определяем по формуле (8.3)1,15 + 0,95 , 1 ЛГ Щ0	..' ho—	4 +2 У 0,75 • 58 + 26,4 ~ М’Учитывая наличие момента, увеличиваем высоту до h0 = 0,73 м.
Поскольку грунт маловлажный, подготовку не устраиваем, но за-
щитный слой принимаем 70 мм. Таким образом, общая высота фун¬
дамента Н = 0,73 + 0,07 = 0,8 м.По табл. 38 при Н = 0,8 м фундамент двухступенчатый с hx =
= 0,40 м и Л2 =0,40 м. Свес нижней ступени по табл. 39 для крае¬
вых напряжений (см. ниже) ргр sg 3,5 кГ/см2, с0 = 1,1 Лх =
= 1,1 • 0,40 = 0,45 м. Тогда ширина верхней ступени 1г = 1 ——	2 с0 = 3,5 — 2 • 0,45 = 2,6 м.Рис. 8.5. Расчетная схема
к примеруПроверяем фундамент с принятыми размерами на продавливание.
Определяем давление на грунт от расчетных нагрузок с учетом
момента на уровне подошвы.Л1р = 24,2 + 3,0- 2,6 = 32,0 Т-мв соответствии с формулой (5.23) и е = ^ ^ = 0,1 м.322,0 (. . 6 - 0,1\ ос . . . -
Рщт 3,5- 3,5 \ — 3,5 ) 26,4 — 4,5,МИН	'Рмакс = 30,9 Т/м2, />„,,„ = 21,9 Т/м2.173
Графически находим pt = 28,0 Т/м2, р2 = 30,0 Т1м2.Проверку на продавливание выполняем по формулам (8.1) и (8.2)
для наклонной плоскости а — а (с учетом момента)Р\ = Л/W =	0,4- 30,9 = 34,6 Т.Ьср = b-^h = 2’4. + °'95 = 1(68 м.0,75 tfp/tАР = 0,75 • 58,0 • 0,73 • 1,68 = 53,4 > 34,6 Т.Условие (8.1) соблюдается, принятая высота достаточна.
Проверяем прочность наклонного сечения по формуле (8.4)
в месте изменения высоты, т. е. по б — б. На 1 м ширины фунда¬
мента перерезывающая силаQ = 1,0-0,15-30,9 = 4,65 Т,а сопротивление этой силе в сечении б — бRvbh0 = 58,0 • 1,0 • 0,33 = 19,1 > 4,65 Т.Условие (8.4) удовлетворено.Аналогичные расчеты выполняем для стороны фундамента, пер¬
пендикулярной плоскости действия момента.Величина свеса по табл. 8.3 при р = 26,4 Т/м2, с0= 1,3 • hx =
= 1,3 • 0,4 = 0,52 м. Принимаем с0 = 0,5 м.Ширина верхней ступени /2 = Ь — 2с0 = 3,5 — 2 • 0,5 = 2,5 м.
Проверка на продавливание не нужна, так как она уже выпол¬
нена для наиболее неблагоприятных условий. Проверяем прочность
наклонного сечения в — ев месте изменения высоты фундаментаQ = 1,0-0,2-26,4 = 5,3>19,1 Т.б). Расчет на изгиб.В сечении 1—1 момент вычисляем по формуле (8.5)М _ Рмакс ~hPi , U — ак)2 ^ _ 30,9 -f- 28,0 _ (3,5 — 1,15)2 g g _2 - 8 2 8' ’= 71,5 Т- м = 7150000 кГ-см.Сечение арматуры определяем по формуле (8.9)F - М - 7150000 - 43 0 см2
а — 0,9 h0Ra ~ 0,9 • 73 • 2700 ~	'Шаг стержней желательно принимать 20 см. Следовательно, при
b =350 см принимаем 18 0 18 A-II, Fa = 45,81 см2.174
Проверяем достаточность поставленной арматуры в сече¬
нии 2—2.м = 30,9 + 30,0(3,5-2,б)83 5 = 10)8 т.м = 1080000 кГ-см,р 	 1 080 000 	13 5 <^45 81 см2* ~ 0.9-33-2700 —	•В сечении 3—3М = 26,4 (3,5~°’^)- 3,5 = 75,0 Т • м = 7 500 000 кГ ■ см.г 7 500000	„~ 0,9 • 73 • 2700 “ ’ *Принимаем 18 ф 18 A-II, Fa = 45,81 см2.Проверяем достаточность поставленной арматуры в сечении 4—4
М = 26,41?^Ц=2^3,5 = 11,5 Т м = 1150000 кГ-см.р — 1 150 000 _|4 5^45 81 см2
а “ 0,9-33-2700 “	4^,31 СМ .в).	Расчет повышенной части фундамента выполняется по обыч¬
ный правилам железобетона. Для сокращения примера этот расчет
не приводится.г).	Расчет стакана.Принятая толщина стенок стакана 200 мм 0,75 ftB, где hB —
высота верхней ступени (повышенной части). Следовательно, необ¬
ходим расчет стенок стакана.Эксцентриситет на уровне обрезае = Щ = 0,076 м = 7,6 см,
е= 7,6 <2ак = 2*60 = 120 см.Глубина заделки колонны должна быть не менее большего раз¬
мера сечения колонны, т. е. ак (см. § 8). Принимаем глубину заделки
70 см. Толщина стенок стакана должна быть не менее 0,2 ак =
= 0,2 • 60 = 16 см. Принятый ранее размер 20 см допустим. Радиус
ядра сеченияГ =	= ю см = 0,1 м.Эксцентриситет на уровне дна стакана24,2 3 • 0,7 л лоо п ле =— з!бз' = 0,083<0,1 м.175
Следовательно, по расчету поперечная арматура в стенках ста¬
кана не требуется; ставим только хомуты для продольной арматуры.Пример 7.2. Рассчитать поперечную арматуру стакана фунда¬
мента при следующих нагрузках на уровне обреза: N0 = 80,0 Т,М0 = 60 Т • м, Н0 = 5,0 Т. Сечение
колонны 80 X 40 см (рис. 8.6).
ЭксцентриситетМ0 60 Л Пг80 =°’75л1 == 75 см<^2'ак,где ак = 2 • 80 = 160 см.Толщина стенок стакана0,2ак = 0,2 • 0,8 = 0,16 м.
Принимаем толщину стенок 0,2 м.
При е = 75 см^>^- = 40смРис. 8.6. Расчетная схема к примеру	гпоперечную арматуру определяем по формуле (8.10):2 z, = 0,95 + 0,85 + 0,75 + 0,65 + 0,45 + 0,25 + 0,05 = 3,95 м.М0+ H0zn-N<Q 60,0 + 5,0.1,15-80,0^ 3 g75 ш
F* = #a S *; =	27 000 • 3,95	= 2700 • 395 = СМ* Сечение каждого рабочего стержня сеткиfx — -j— = 0,79 смг.Принимаем 7 сварных сеток со стержнями диаметром 10 мм,
арматура класса A-II.Сборные фундаменты, выполняемые из одного элемента или
из элементов, замоноличиваемых между собой таким Образом,
что в результате бетонирования получается монолитный фунда¬
мент, рассчитываются как обычные монолитные фундаменты.
Расчет сборных фундаментов, составленных из двух или более
элементов, рассматривается в специальной литературе *.Сборнаясетка* Ри.вкин С. А. Расчет фундаментов. Изд-во «Буд1вельник», Киев,
1967.Ривкин С. А., Коршунов Д. А., Френкель М. М.
Сборные железобетонные фундаменты каркасных зданий, Госстройиздат УССР,
Киев, 1962.176
§ 51. Выбор метода расчета гибких фундаментовГибким называется фундамент, деформации которого приводят
к перераспределению реактивных давлений грунта по подошве.
Для расчета гибких фундаментов (балок и плит) условная линейная
эпюра распределения напряжений под его подошвой,условно при¬
нимаемая при жестких фундаментах, не может быть использована.
Поэтому при расчете учитывают возникающие в фундаментах изги¬
бающие моменты и поперечные силы, которые подсчитываются только
после определения контактных реактивных давлений по подошве.
Ошибка в определении этих давлений приводит к значительным
погрешностям при определении сечений и армирования гибкого
фундамента.Таким образом, для расчета гибких фундаментов приходится
решать задачу о взаимодействии фундамента и основания, которая
дает возможность находить контактные напряжения в плоскости их
соприкосновения. Задача о кон¬
тактных напряжениях является
очень сложной. В настоящее
время нет единого метода опреде¬
ления реактивных напряжений.Существуют три принципиаль¬
ных направления, каждое из ко¬
торых имеет свои достоинства,
недостатки и преимущественную
область применения. Примени¬
мость метода расчета, а следова¬
тельно, и его выбор в значительной степени зависят от грунтовых
условий и деформативности фундамента. В данном случае рассмат¬
ривается выбор метода расчета с указанных выше позиций. Расчет
гибких фундаментов (балок и плит на упругом основании) тем или
иным методом рассматривается в специальной литературе [8, 10, 23].1.	Метод прямолинейной эпюры. Существо метода заключается
в том, что реактивное давление принимается по прямолинейной
эпюре, как для жесткого фундамента, а затем определяются усилия
в фундаменте (рис. 8.7). Изгибающие моменты в сечении находятся
по формулеМ = мр — 2Р,/,; + 1Ж	(8.12)где Мр — момент от площади эпюры реактивных давлений, распо¬
ложенных левее данного сечения;2Р,7,- — сумма моментов от нагрузок, передаваемых колон¬
нами, расположенными левее данного сечения (Р,- —
нагрузка от колонны i, lt — расстояние от колонны
до сечения);2М| — сумма внешних моментов, передаваемых колоннами,
расположенными левее данного сечения.177Рис. 8.7. Схема к расчету по прямоли¬
нейной эпюре
За положительное направление моментов принимается направ¬
ление по часовой стрелке. Поперечные силы определяются обычным
путем, т. е. как сумма проекций всех сил с одной стороны сечения.
За расчетный принимается наибольший момент по длине балки.Этот метод противоречит тому, что было сказано в самом начале.
Поэтому он имеет лишь вспомогательное значение и очень узкую
область применения. Расчет по методу прямолинейной эпюры при¬
меняется только в следующих случаях:а)	если при расчете не требуется большой точности;б)	при предварительных расчетах для подбора размеров фунда¬
ментов, так как при расчете точными методами (см. ниже) необхо¬
димо знать размеры поперечных сечений фундаментов;в)	при сильно сжимаемых грунтах и жестких фундаментах, когда
деформации фундамента гораздо меньше деформаций основания,
т. е. деформации фундамента почти не отражаются на перераспреде¬
лении контактных давлений.2.	Методы местных деформаций. Основной предпосылкой этой
группы методов является гипотеза Винклера, которая связываетРис. 8.8. Схема работы основания
по гипотезе Винклеравеличину осадки основания в каждой точке с реактивным давлением.
Эта связь выражается формулойp = C2z,	(8.13)где р — реактивное давление упругого основания в какой-либо
точке;z — осадка фундамента в той же точке;С2 — коэффициент осадки (коэффициент постели) — обобщенная
характеристика деформативности основания.Механической моделью гипотезы Винклера является фундамент,
опирающийся на систему независимых пружин. Осадки грунта
(пружин) за пределами нагруженных участков равны нулю
(рис. 8.8).Гипотезе Винклера в идеальной форме отвечает группа рядом
плавающих понтонов. При загружении одного понтона он будет опу¬
скаться в воду и реактивное давление воды на дно понтона будет про¬
порционально этЪму опусканию. Нагрузка или разгрузка соседних
понтонов ^совершенно не сказываются на осадках и реактивном дав¬
лении на дно рассматриваемого понтона.178Рис. 8.9. Схема к методам расчета,
основанным на гипотезе ВинклераСкала-4-4-4-
Методы, основанные на гипотезе Винклера, применяются:а)	при слабых грунтах в основании,б)	при близком залегании скалы (рис. 8.9), когда при загружении
основания грунт за пределами фундамента практически не можетоседать; критерием этого является отношение -^-^=0,4;в)	для расчета лент и фундаментов из перекрестных лент.Методы, основанные на предпосылках Винклера, изложеныв справочнике *.3.	Методы общих деформаций. Группа этих методов основана
на использовании решений теории упругости для определения
совместной работы фундамента и
грунта основания. Грунт рассматри¬
вается как упругое тело. Исходя из
этого и учитывая степень гибкости
фундамента и характер нагрузок,
определяются реактивные давления
по подошве. Как ранее было отме¬
чено, грунт является линейно дефор¬
мируемым, а поэтому при одноразо¬
вом приложении нагрузок одного
знака можно использовать соответ¬
ствующие уравнения теории упру¬
гости. Характеристикой деформируе¬
мости грунтов основания является
их модуль деформации. Непосред¬
ственное определение реакций осно¬
вания может быть проведено по раз¬
личным методам.Метод проф. И. А. Симвулиди
[23] основан на использовании функ¬
циональных прерывателей. Реактивные давления по подошве фун¬
дамента, моменты и перерезывающие силы описываются простыми
уравнениями. При переходе с одного участка нагрузки балки на дру¬
гой соответствующие члены уравнений включаются и выключаются.
Последовательность расчета: а) определяются свойства грунта,б)	назначаются размеры фундамента (или рассчитываются по упро¬
щенным приемам), в) определяются параметры уравнений и вспомо¬
гательные члены, г) определяются реактивные давления по подошве,
моменты и перерезывающие силы, д) проводится конструктивный
расчет фундамента. Для многих случаев загружения И. А. Сим¬
вулиди составлены вспомогательные таблицы.Метод проф.-Б. Н. Жемочкина [10] заключается в следующем.
Фундамент разбивается по длине на несколько участков, причем*	Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных
зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. Госстройиздат, М., 1960.Рис. 8.10. Схема к расчету гиб¬
ких фундаментов по методу
Б. Н. Жемочкина179
чем больше будет участков, тем большая степень точности расчета
будет достигнута (рис. 8.10.). Криволинейная эпюра реактивных
давлений грунта по подошве (еще неизвестная) заменяется в пре¬
делах каждого участка равномерной. Далее суммарное реактивное
давление, равное объему эпюры напряжений, заменяется равно¬
действующей. Равнодействующие можно представить как усилия
в опорных стержнях балки. Таким образом, в расчетной схеме фун¬
дамент опирается уже не на сплошное основание, а на систему заме¬
няющих его стержней, опирающихся на упругое основание. Стержни
разрезаются и заменяются неизвестными силами Хъ Х2, ... Состав¬
ляются канонические уравнения. В результате решения уравнений
получают величины усилий в стержнях, после чего нетрудно опре¬
делить реактивные давления по подошве и усилия в сечениях фун¬
дамента.В основу метода проф. М. И. Горбунова-Посадова [8] положена
гипотеза, по которой закон распределения реактивных давлений
описывается полиномом высокой степени.Для большинства случаев загружения ленточных фундаментов
и фундаментных плит М. И. Горбуновым-Посадовым составлены
таблицы, позволяющие определять реактивные давления по подошве,
изгибающие моменты и перерезывающие силы. Последовательность
расчета такова: а) принимаются характеристики грунта и материала
фундамента, б) определяется расчетная категория фундамента
(полоса, плита), в) задаются размерами и определяются показатель
гибкости фундамента и категория балки, г) по таблицам находят
единичные реакции по подошве и усилия в фундаменте, д) вычис¬
ляются полные реактивные давления и усилия в фундаменте, е) про¬
водится конструктивный расчет фундаментов.Учитывая предпосылки методов общих деформаций, они приме¬
няются в следующих случаях:а)	при средне- и малосжимаемых грунтах в основании,б)	при большой суммарной мощности сжимаемых слоев;в)	для расчета плит, коробчатых фундаментов и т. д.Конструирование гибких фундаментов освещено в литературепо железобетонным конструкциям [14, 17].
ГЛАВА 9.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ§ 52. Общие положенияСвайный фундамент состоит из свай, ростверка и конструкции,
опирающейся на ростверк (иногда последняя отсутствует). Свай¬
ные фундаменты применяются при слабых грунтах или вследствие
технико-экономических преимуществ (быстрота производства ра¬
бот, экономичность и др.).Основными рабочими их элементами являются сваи, т. е.
стержни, принимающие нагрузку от сооружения и передающие
ее грунту.В условиях промышленного и гражданского строительства при¬
меняются преимущественно свайные фундаменты с низким рост¬
верком, т. е. заглубленным в грунт. Их проектирование произво¬
дится в соответствии со СНиП П-Б. 5—67 (см. приложение 1).Проект свайного фундамента составляется на основании ис¬
ходных данных, включающих: а) материалы инженерно-геологи¬
ческих изысканий, б) сведения о сооружении, в) данные о на¬
грузках.Инженерно-геологическими изысканиями устанавливается на¬
пластование грунтов и их свойства при нагрузках на колонну
до 300 Т или ленточных фундаментах до глубины не менее 5 м ниже
острия свай, при нагрузках свыше 300 Т — не менее 10 м ниже
острия свай. А также определяются: положение уровня грунтовых
вод, возможность его изменения и степени агрессивности среды.
Материалы изысканий могут дополняться результатами испыта¬
ния свай пробной нагрузкой, а также зондирования.Проект свайных фундаментов содержит:1.	План размещения свай с привязкой их к осям фундаментов
(масштаб 1 : 100 или 1 : 200).2.	Геологические разрезы с нанесением на них контура подземной
части здания, включая сваи с отметками и привязками. Эти разрезы
вычерчиваются в общем масштабе по вертикали и горизонтали
(1 : 50 или 1 : 100).3.	Монтажный план ростверков и рандбалок, который может
быть совмещен с планом свай.181
4.	Опалубные и арматурные чертежи ростверков со схемами
нагрузок.5.	Проектный отказ, рекомендуемый тип молота, принятая на¬
грузка на сваю и допуски при забивке свай.6.	Экспликация свай по типоразмерам.§ 53. Выбор типа и конструкции свайСваи по характеру работы разделяются на: а) сваи-стойки и б)
висячие сваи (сваи трения).Свая-стойка работает как сжатая стойка. Она передает нагрузку
только нижним концом на скальные, крупнообломочные или мало-
сжимаемые глинистые грунты. Когда под нижним концом сваи
залегают сжимаемые грунты, нагрузка передается и боковой по¬
верхностью на грунты основания и свая является висячей или сваей
трения. Такие сваи более экономичны при малом поперечном сече¬
нии и большой длине.Выбор типа сваи производится на основании данных инженерно¬
геологических изысканий.При выборе конструкции сваи принимают материал, форму сече¬
ния и размеры сваи (последние уточняются при расчете). Выбор мате¬
риала свай определяется гидрогеологическими условиями и мест¬
ными особенностями строительства.Основным материалом для забивных свай является железо¬
бетон. Железобетонные сваи применяются независимо от уровня
грунтовых вод и в любых грунтах при отсутствии включений ва¬
лунов. Железобетонные сваи изготавливают: сплошные, квадрат¬
ные (см. табл. 40), пустотелые, круглые.с открытым и закрытым
нижним концом.Трубчатые железобетонные сваи делают диаметром до 1 м. Они
имеют меньший вес, более экономичны. Такие сваи изготавливаются
на заводах.Деревянные сваи допускаются к применению при заложении
их голов ниже наинизшего уровня грунтовых вод (с учетом сезон¬
ных колебаний и возможности его понижения в будущем) и при
отсутствии в грунте твердых включений (валуны и др.). Деревян¬
ные сваи применяют в районах, где древесина является местным
материалом. Размеры деревянных свай принимаются в соответст¬
вии с ГОСТом * (см. табл. 41).Длина бревна принимается на' 1 м больше рабочей длины сваи
(на устройство острия и срезку головы после забивки).Еще раз отметим, что размеры сваи выбираются предварительно
и изменяются в зависимости от результатов последующего расчета,
или сравнения вариантов.*	ГОСТ 9463—60. Лесоматериалы круглые хвойных пород.182
Таблица 40Сваи железобетонные забивные квадратного сечения
с обычной арматурой (по ГОСТ 10628—63)Марка сванДлина сваи
в мСечение сваи
в смМарка бетонаВес сваи в ТПродольнаяарматураСУ 3-20
СУ 3-25
СУ 3-30
СУ 3,5-20
СУ 3,5-25
СУ 3,5-30
СУ 4-20
Ctf 4-25
СУ 4-30
СУ 4,5-20
СУ 4,5-25
СУ 4,5-30
СУ 5-20
СУ 5-25
СУ 5-30 /
СУ 5,5-20-*-
СУ 5,5-25 *
СУ 5,5-30
СУ 6-20
СУ 6-20
СУ 6-30
С 7-20
С 7-25
С 7-30С 8-25
СУ 8-30
СУ 8-35
С 9-30
С 9-35с ю-зоС 10-35
С 11-30
С 11-35
С 12-30
С , 12-35
С 13-35
С 13-40
С 14-35
С 14-40
С 15-35
С 15-40
С 16-35
С 16-4033.544.555.5678910
И
121314151620x2025x2530X3020x2025X2530X3020X2025x2530X3020x2025x2530x3020X2025x2530X3020X2025X2530x3020X2025x2530x3020X2025X2530X3025X2530x3035X3530x3035x3530X3035X3530x3035X3530x3035X3535x3540x4035X3540x4035X3540x4035x3540x402002002002002002002002002002002002002002002002002002002002002002002002003003003003003003003003003003003003003003003003003003003000,310,480,720,360,560,830,410,650,940,460,721.05
0,51
0,80
1,46
0,56
0,88
1,28
0,61
0,95
1,39
0,71Ml1,621.27
1,842.502.06
2,80
2,29
3,122.50
3,42
2,74
3,71
4,035.28
4,34
5,62
4,64
6,05
4,95
6,454ф124ф124ф124ф124ф124ф124ф1240124ф124ф1240124ф1640168ф168ф168ф168ф16183
Длина сваи (размер от головы до начала заострения) определяется
глубиной залегания слоя хорошего грунта, в который заглубляется
свая, а также отметкой заложения подошвы ростверка. При на¬
значении длины сваи слабые грунты (насыпные, торф, илы, грунты
в текучем и рыхлом состоянии) необходимо прорезать и острие
сваи заглублять в плотные грунты. При очень мощной толще сла¬
бых грунтов оставляют нижние концы свай в слабых грунтах. Если
кровля несущего слоя имеет наклон, применяют сваи разной длины/При наличии вблизи свайных фундаментов местных заглублен¬
ных помещений, каналов и др., возводимых после устройства фун¬
даментов, длина свай должна назначаться с учетом возможного
оголения верхней их части.Минимальная длина свай при центральной сжимающей на,-,
грузке принимается не менее 2,5 м, при дополнительном же дей-'
ствии горизонтальной нагрузки и момента — не менее 4 м. Длина
свай назначается с учетом заделки сваи в ростверк. Длина свай-
стоек обусловливается глубиной поверхности прочных пород и мо¬
жет быть переменной.Нижний конец сваи рекомендуется заглублять в несущий слой!
грунта на 1—2 м.Сваи большого поперечного сечения используют, когда: а) они
имеют большую несущую способность и напряжения в сечении
приближаются к прочности материала свай, б) на сваи передаются
большие изгибающие моменты.В плотных грунтах применяются трубчатые сваи с открытым
нижним концом. В слабых грунтах (глинистые с консистенцией'
В 0,5) прйменяют трубчатые сваи с закрытым нижним концом.Окончательное решение принимается на основе технико-эконо¬
мического сравнения вариантов.Одновременно с выбором типа и конструкции свай намечается
глубина заложения и конструкция ростверка.Таблица 41Сортамент свайного лесаДлина сваи
в мОбъем в jw3 при диаметре свай в верхнем отрубе всм161820222426283032344.55.05.56.07.08.09.0	•
10,0
11,012.00,110,120,140,160,190,230,270,310,360,410,140,160,180,190,230,280,330,380,440,500,170,190,220,240,280,340,390,450,520,590,200,230,260,280,340,400,470,540,610,700,240,270,300,330,400,470,550,630,710,810,280,320,360,390,470,550,630,720,830,930,330,370,410,450,540,630,730,830,951,070,380,430,470,520,620,720,830,950,981,210,430,480,540,590,700,820,941,081,221,370,490,540,600,660,790,921,061,211,361,53184
Глубина заложения подошвы свайного ростверка назначается
в зависимости от следующих факторов (см. гл. III): а) наличия под¬
валов и подземных коммуникаций, б) возможности пучения грун¬
тов при промерзании, в) глубины заложения фундаментов примы¬
кающих сооружений, г) размеров ростверка.Ростверк, как правило, располагается ниже пола подвала.
Для удобства производства работ ростверк стремятся делать выше
уровня грунтовых вод. Исключение составляет случай применения
деревянных свай, когда подошва ростверка опускается ниже уровня
грунтовых вод. В пучинистых грунтах ростверк закладывается
не выше расчетной глубины промерзания.Ростверки бесподвальных зданий могут закладываться.^ подерх-
ности. уа 0.10 — 0.15 м 'ниже| планшювоыных отметок. Сваи
располагаются вдоль стен в 1 или
несколько рядов, пустотелые,
как правило, в 1 ряд. При пучи¬
нистых грунтах под ростверками
наружных стен в таком случае
укладывается слой шлака, тол¬
щи йой не менее 30 см' или
песка не менее 50 см, а под
внутренними стенами слой то¬
щего бетона, шлака или песка,
толщиной 0,1 м. При недучи-
нистых грунтах ростверк _укла-
дывается по слою бетона,
щебня или песка толщиной
ОД м. - Техническое подполье
при этом защищается от про¬
мерзания.Ростверки под внутренние стены бесподвальных крупнопа¬
нельных зданий устраиваются выше пола технического подполья
с отметкой верха ростверка на уровне низа перекрытия над
подпольем. При значительных уклонах местности допускаются
уступы (перепады) в ростверке. Осадочные швы разрезают и
ростверк.В качестве материала для ростверков используется бетон и же¬
лезобетон. Желательно применять сборные ростверки, разработан¬
ные для гражданского строительства (см. приложение 1, п. 5).
Более подробно конструкции ростверков освещены в § 57.Пример 9.1. Выбрать тип, конструкцию и размеры свай для строи¬
тельства промышленного здания в Ленинграде. По данным изы¬
сканий на площадке залегает сверху слой пылеватого песка мощ¬
ностью 6,0 м с коэффициентом пористости е = 0,77. Песок содержит
органические вещества. Ниже песка находится суглинок с показа¬
телями WT = 36, Wр = 25, W = 30%. Наинизшее стояние уровня
грунтовых вод — на глубине 2,0 м (рис. 9.1, а).Песок:СуглинокУГ.В.гПесокСуглинокСкалаРис. 9.1. Расчетные схемы к примерам
У. Г. В.—уровень грунтовых вод;
Г.П.Р. — глубина промерзания185у_пв_
По СНиП П-Б. 1-62* пылеватые пески с е =■ 0,77 находятся
в состоянии средней плотности, но близком к рыхлому. Наличие
органических веществ увеличивает его сжимаемость. Этот слой
желательно прорезать сваями. Показатель консистенции суглинка
найдем по формулам (1.3)В = - W~ WP- = 3-°-~~-25 = 0 45
WT — W? 36 — 25Консистенция — тугопластичная. Суглинок является относительно
хорошим грунтом. Свая будет висячей, поскольку В 0. Заглуб¬
ляем острие сваи в суглинок на 2 м.Определим глубину заложения ростверка. По табл. 11 при пыле-,
ватых песках^ высоком стоянии грунтовых вод ростверк нужно
Заложить	^асчетной^^^р^ промерзания, Эта глубинадля неотапливаемых зданий Ленинграда равна 1,44 м (см. гл. 3).
Принимаем глубину заложения ростверка 1,50 м.Принимаем сплошные железобетонные сваи. На заделку сваи
в ростверк предусматриваем 0,5 м. Тогда длина сваи (без острия)/ = 6,0 +2,0 — 1,5 + 0,5 = 7,0 ж.Из соображений экономии материала для первого варианта
принимаем по табл. 40 сваю С 7-25 (сечением 0,25 X 0,25 м). В дру¬
гих вариантах изменяем длину и сечение сваи.Пример 9.2. Выбрать тип и конструкцию сваи для условий при¬
мера 1, но при мощности слоя суглинка 4,0 м, подстилаемого гра-
нито-гнейсом (рис. 9.1, б).В данном случае можно принять тип и размеры сваи по при¬
меру 1. Однако более целесообразно удлинить сваю и опереть ее
на скальную породу. Тогда свая будет работать как стойка, ее
несущая способность резко возрастет, количество свай уменьшится
и решение будет более экономичным.Сопротивление сваи*будет обусловлено прочностью ее матери¬
ала. Поэтому принимаем сваю сплошную. Длина сваи I = 6 +
+ 4 — 1,5 + 0,5 = 9,0 м. По табл. 40 принимаем сваю С 9-30.§ 54. Определение несущей способности свай
при вертикальной нагрузкеНесущая способность сваи определяется дважды: а) по проч¬
ности материала, б) по прочности грунта. Из них принимается
меньшее. Сопротивление сваи по материалу определяется, как
для соответствующего стержня (из дерева, железобетона и др.).
Расчет висячих свай по материалу, как правило, не требуется,
так как чаще всего оно больше, чем по грунту. Сопротивление сваи
по грунту определяется: а) расчетом по таблицам и формулам186
СНиПа, б) испытанием сваи статической нагрузкой, в) испытанием
сваи динамической нагрузкой.А.	Несущая способность свай по материалу железобетонной сваи
(Р) определяется по формуле (СНиП II-B. 1-62)Р = т6 <р (Я npF + #ас Fa),	(9.1)где те — коэффициент, принимаемый для сечений менее 30 X
X 30 см, равным 0,85, в остальных случаях т6 = 1,0;<р — коэффициент продольного изгиба, принимаемый
<р = 1 или определяемый как для стержня в упру¬
гой среде;R4 — расчетное сопротивление бетона при сжатии в кГ1см2;F — площадь поперечного сечения сваи в см2-,Rue-— расчетное сопротивление сжатой арматуры в кГ/см*;
Fа — площадь сечения сжатой арматуры в см2.Несущая способность деревянных свай по прочности материала
в соответствии со СНиП II-B. 4-62 находят из выраженияР = mFRc,	(9.2)где т — коэффициент условий работы, принимаемый т = 0,75;
Rc— расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волЬ-
кон, принимаемое для сосны и ели Rc = 130 кГ/см2\
F — минимальная площадь поперечного сечения сваи.Если сваи рассчитываются с учетом кратковременных и особых
нагрузок, то величина Rc умножается на коэффициент тх = 1,2.Б. Определение несущей способности свай—стоек по грунту
основания. Несущая способность свай—стоек по сопротивлению
грунта под острием определяется по формулеР = kmR*F, '	(9.3)где k — коэффициент однородности грунта, принимаемый k = 0,7;
т — коэффициент условий работы, принимаемый т = 1,0;
F — площадь поперечного сечения сваи у острия в м2;RH— нормативное сопротивление грунта основания в плос¬
кости острия свай в Т/м2, принимаемое по табл. 42.
Для промежуточных глубин забивки свай и промежуточных
значений консистенции В глинистых грунтов значения RH по
табл. 42 определяются интерполяцией. Для плотных песчаных
грунтов значения Rн увеличиваются на 30%. Для скальных крупно¬
обломочных грунтов с песчаным заполнением нормативные сопро¬
тивления принимаются RH = 2000 Т/м2.Глубину расположения острия сваи и среднюю глубину располо¬
жения слоя грунта (см. табл. 43) при планировке территории срез¬
кой или подсыпкой до Зм принимают от уровня природного рельефа;187
при срезке или подсыпке более 3 м — от условной отметки, распо¬
ложенной на 3 м выше уровня срезки или на 3 м выше1 уровня
природного рельефа в случае подсыпки.Если предусматривается погружение свай не забивкой, а дру¬
гими способами, то на сопротивление грунта вводятся поправочные
коэффициенты (см. СНиП).Таблица 42Нормативные сопротивления грунта
под нижними концами забивных свай /?н в Т/м8Глубина
забивки
сваи
в мНормативные сопротивления #н в TJm2песчаных грунтов средней плотностиграве¬листыхкрупных-среднейкруп¬ностимелкихпылева¬тых-глинистых грунтов консистенции В, равной==500,10,20,30,4Ч),50.6.,3457101520253035750Ш830880970105011701260134014201500660400660510■fto6206907307508208809401000. 300
3804004305005606206807408002*о200Эйр250#0280330350400450500550600180
• 120
190
1602002202402803103403704001201001251301401501601701801902006070808590100110120130140Примечание: В случаях, когда значения указаны дробью, числитель
относится к пескам, а знаменатель — к глинам.Пример 9.4. Определить несущую способность сваи-стойки
типа СУ 8-30 (см. табл.40), забитой до крупнообломочных грунтов.
Бетон марки 300, арматура 4 ф 12 A-II, /а = 4,52 см2.Определяем несущую способность по материалу сваи. При
#пР = 130 кГ1см2, Ric = 2700 кГ/см2, т = 1,0 найдем несущую
способность по формуле (9.1)Р = 1,0 -1,0. (130 -30 -30 + 2700 -4,52) = 129 200 кГ = 129,2 Т.Определяем несущую способность сваи по грунту. Из табл. 42
Rн = 2000 Т 1м2. По формуле (9.3)Р = 0,7-1,0-2000-0,3-0,3= 126 Т.Принимаем меньшее значение, т. е. Р = 126 Т,188
В. Определение несущей способности висячих свай по таб-
лицам и формулам СНиП Н-Б.5.67. Несущая способность висячей
сваи по грунту определяется как сумма сопротивления грунтов
основания под нижним концом сваи и по ее боковой поверхности
по формулеР = km (R"F + и 2 /"/,-). (	(9.4)где k, т, Ru и F — имеют те же значения, что и в формуле 9.3;и — периметр поперечного сечения сваи в м\—	нормативное сопротивление t-ro слоя грунта
по боковой поверхности сваи в Т/м2, (табл. 43);
li — длина участка сваи в пределах/-го слоя грунта,со¬
прикасающегося с боковой поверхностью сваи ,в м.Таблица 43Нормативные сопротивления грунта основания К* ~ V
на боковой поверхности забивных свай /“ в Т/м* \ С&сьиЮ-		гСредняя глу¬
бина располо¬
жения слоя в мНормативные сопротивления /н в Т(мгГпесчаных грунтов средней плотности (для свай, забитых без подмыва)крупных и
средней круп¬
ностимелкихпылева¬тых---'глинистых грунтов консистенции В, равной<0,20,30,40,50,60,7-12345
71015202530353.54.24.85.35.6
6,06.57.27.98.69.3
10,02.33.03.5
3,84.04.34.65.15.66.16.6
7,01.5
2,02.52.7
2,9
3,23.43.8
4,14.4
4,7
5,01,21.7
2,0
2,22.42.52.62.8
3,0
3,2
3,4
3,60,50,70,80,91,01,11,21,41,61,82,02,20,20,30,40,50,60,70,8'1,01,2При определении f" пласты грунтов расчленяются на слои,
толщиной не более 2 м. Для плотных песчаных грунтов значение
увеличивается на 30%.Пример 9.4. Определить несущую способность сваи, погружен¬
ной в мощную толщу пылеватых песков средней плотности. Свая
принята СУ 8-30. Глубина заложения ростверка—1 м.Составляем расчетную схему (рис. 9.2, а). При глубине забивки
сваи от природного рельефа, L = 8,5 м из табл. 42 нормативное18?
сопротивление в плоскости нижних концов свай (по интерполяции)
R* = 145 Г/л2.В пределах длины сваи разбиваем грунт на слои 2 м или
менее и находим среднюю глубину расположения слоев zv z2ПесокпылеватыйПесокпылеватыйРис. 9.2. Расчетные схемы к примерами др. Из табл. 43 для г1=1,75 Т/м2 /“=1,5. Аналогично на¬
ходим /" для z2, z3 и др. По формуле (9.4) найдем несущую спо¬
собность сваиР = 0,7-1,0 -[145 -0,3-0,3 + 0,3 -4- (1,75- 1,5++ 2,6-2+2,95-2+ 3,25-2)]=26,1 Т.Пример 9.5. Определить несущую способность сваи СУ 8-30
(см. рис. 9.2, б) при условиях: насыпной слой неуплотненный,
песок средней плотности, суглинок с консистенцией В = 0,4.Поскольку свая висячая, расчет по прочности материала не
производим. Составляем расчетную схему (рис. 9.2, б). В пределах
длины сваи разбиваем грунт на слои толщиной 2 м или менее. На-,
сыпной слой является неуплотненным, его влияние не учитываем.
При глубине забивки сваи L = 6,5 м по табл. 42 Ru = 215 Т/м2.
Нормативные сопротивления по боковой поверхности для пыле¬
ватого песка при глубине слоев от уровня природного рельефа
zx = 0,75 м, из табл. 43 /? = 1,30 Т/м2, при z2 = 2,5 м /“ =
= 2,25 Т/м2, а для суглинка при В = 0,4 и z3 = 4,5 м /“ = 2,8 f/м2
и при z4 = 6 м /? = 3,05 Т/м2. Несущая способность сваи по фор¬
муле (9.4)Р = 0,7 • 1,0 [215 • 0,3 • 0,3 +0,3-4 (1,3 1,5 + 2,25 • 2 ++ 2,8 • 2 + 3,05 • 1)] = 26,2 Т.Г. Определение несущей способности сваи по результатам
испытания статической нагрузкой. Расчетное сопротивление сваи
с наиболее полным учетом конкретных условий площадки опре-190Природный рельеф—rwIОтм. планирАОтм. природн.
рельефаHacbmHQU
чдн. СЛ0Ц;Суглинок
Рис. 9.3. Графики, построенные по ре¬
зультатам испытания свай статической
нагрузкойделяют по результатам испытания сваи на строительной площадке *.
Свая погружается в грунт и после отдыха (см. ниже) загружается
статической нагрузкой (ступе¬
нями). Определяются осадки
сваи от каждой ступени на¬
грузки и строятся графики за¬
висимости между нагрузкой и
осадкой. Графики испытаний
можно разделить на три типа
(рис. 9.3).	/Тип I. График пологий, от¬
носится к случаю залегания под
острием сваи плотных грунтов.Несмотря на значительные на¬
грузки при испытании, предель¬
ное состояние не достигнуто.Максимальная нагрузка при
испытании приближается к пре¬
делу прочности сваи по мате¬
риалу. Предельная нагрузка
Рпр условно принимается рав¬
ной максимальной нагрузке при испытании, если она более полу¬
торной, несущей способности, вычисленной по формуле (9.3).Тип II. График характерен резким переломом, после ко¬
торого осадка значительно и непрерывно возрастает дажепри малом увеличении нагрузки. Рпр
принимается по графику в точке пере¬
лома.Тип III. График имеет большую кру¬
тизну; чем слабее грунт в основании, тем
круче кривая. Нагрузка доведена до пре¬
дельного состояния. Однако определение
этой предельной нагрузки часто затруд¬
нено ввиду отсутствия резкого перелома
на графике. Рпр принимается в зависи¬
мости от предельно допустимой осадки
возводимого здания. Иногда Рпр прини¬
мается при осадке, равной 20 мм для зда¬
ний, малочувствительных к неравномер¬
ным осадкам (рамные, арочные конструк¬
ции и др.).При слабых грунтах (Ленинград) за
Рпр принимают нагрузку, соответствую¬
щую осадке 40 мм (см. приложение 1, п. 3).Нагрузка, т
0 10 2030405060 10Рис. 9.4. График к при¬
меру*	ГОСТ 5686—51 Сваи пробные. Методы испытаний (см. также СНиП
П-Б. 5—67).191
Несущая способность сваи по данным испытания сваи стати¬
ческой нагрузкой определяется по формулеР = kmPн,	(9,5)где k — коэффициент однородности грунтов основания, прини¬
маемый k = 0,8.
т — коэффициент условий работы, принимаемый для графи¬
ков I и II т = 1,0, а для графиков III т = 0,85;Рн— нормативное сопротивление сваи, принимаемое равным
предельному сопротивлению Рн — Рпр.Пример 9.6. Определить несущую способность сваи по данным
испытания пробной нагрузкой (рис. 9.4).Предельная нагрузка, соответствующая точке перелома
Рпр = 60 Т. Несущая способность сваиР = 6тРпр = 0,8 -1 • 60 = 48,0 Т.Д. Определение несущей способности сваи динамическими ис¬
пытаниями. Динамический метод заключается в определении
сопротивления сваи нагрузке по величине ее погружения от удара
молота — отказа, получаемого при динамических испытаниях.
Отказом называется величина погружения сваи в грунт от одногоудара молота. Величину отказа
вычисляют как среднее значе¬
ние погружения от числа уда¬
ров в залоге, т. е. серии ударов.
Число ударов принимают для
молотов подвесных и одиночно¬
го действия 4—5, для молотов
двойного действия и дизель-мо¬
лотов — не более 10. Динамиче¬
ские испытания проводятся после
«отдыха» сваи, т. е. перерыва между погружением сваи до проект¬
ной глубины и началом испытания. Продолжительность «отдыха»
при песчаных грунтах 3—5 дней, а при глинистых — 2—4 недели.Предельное сопротивление сваи при испытании ее динамической
нагрузкой определяется по формуле Н. М. Герсеванова*>.,=-£[/> +W-™ ■<№?--'}■ <®-6>где п — коэффициент, принимаемый по табл. 44г-
F — площадь поперечного сечения сваи в м2\
q — вес сваи и наголовника в Т (без коэффициента перегруз¬
ки);Q — рес ударной части молота в Т;Н — расчетная высота падения ударной части молота в м,
принимаемая по табл. 45;' е — отказ (погружение сваи от одного удара) в м.Тип сваи и наголовникап, п Т1мгЖелезобетонная (с наго¬
ловником) 	Деревянная (без наголо¬
вника) 	150100192Таблица 44
Значение коэффициента п
Таблица 45Расчетная высота Н в см3Тип молотаВертикальные сваиСваи с наклоном не положе 1 :3Подвесной или оди¬
ночного действия. . . . .Дизельный или двой¬
ного действия 	я=я,„ ОЛЕ
И= QН = 0,8HtВ табл. 45 Нг — величина хода ударной части молота в сму
Е — энергия удара молота в кГм, принимаемая по паспорту.Между весом молота и весом сваи при испытании выдерживают
соотношение:при забивке свай молотом одиночного дей¬
ствия или штанговым дизель-молотом вслабых грунтах	Q:^ = 1,0,то же, и в грунтах средней плотности.,. . Q:# = l,25,то же, и при грунтах плотных	 Q: <7 = 1,50,при трубчатых дизель-молотах	 Q: ^ = 0,7.%Несущая способность сваи по результатам испытания динами¬
ческой нагрузкой определяется по формулеР = krtiP”,	(9.7)где k и т — имеют прежние значения, что и в формуле (9.3);Рн — нормативное сопротивление сваи, принимаемое равным
предельному, определяемому по формуле (9.6).
Пример 9.7. Определить несущую способность сваи СУ 6-25
(табл. 40) по результатам динамических испытаний при q = 0,94 Т,
Q = 1,1 Т, Н = 1,5 м. Отказ после отдыха е = 1 см = 0,01 м.По табл. 44 п — 150 Т/м2. Площадь поперечного сечения сваи
F = 0,25 • 0,25 = 0,0625 м2.Предельное сопротивление сваи по формуле (9.6)р _ 150 • 0,0625 Г -« /^ J | 4	1,1 • 1,5 1,1+0,2-0,94 . 1_"Р . 2 [г	150-0,0625 ' 0,01 ' 1,1+0,94	J=26,8 Т.Несущая способность по формуЛе (9.7)Р = 0,7-1,0-26,8= 18,7 Т.Динамические испытания используются для контроля несущей
способности сваи. Для этого при проектировании определяется
несущая способность сваи Р по формуле (9.4). Принимают пара-7 Б. И. Далматов	193
метры сваебойного оборудования, которое будет использовано
на площадке, и вычисляют проектный отказ е по формуле	 kmn FQH Q + 0,2q	•	/п оч/ Т\	\ О 4- а ’p{hF+nF)где все обозначения — прежние. ‘Если фактический отказ по данным динамических испытаний
равен проектному или меньше его, свая имеет несущую способность
не меньше принятой в проекте. Если же фактический отказ больше
проектного, то свая имеет недостаточную несущую способность
и в проект необходимо ввести исправления.Пример определения отказа см. § 59.§ 55. Частные случаи определения несущей
способности сваиА.	Сваи в торфянистых грунтах и илах. Работа сваи в торфяни¬
стых грунтах зависит от положения слоя торфа. Различают торф
открытый (рис. 9.5, а) и погребенный (рис. 9.5, б).При открытом торфе в процессе забивки свай происходит от-
жатие и уплотнение торфа, ц также возникают силы трения по боко¬
вой поверхности сваи. Однако, как показывают исследования *, эти
силы незначительны и со временем уменьшаются. Уменьшаетсяи давление торфа на сваи. Поэто¬
му влияние торфа на сваи не
учитывают и рассматривают
свайный фундамент как высокий
свайный ростверк. Аналогич¬
ным образом поступают при
слабых илах, залегающих с по¬
верхности.В этих случаях сопротивле¬
ние сваи обусловлено сопротив¬
лением подстилающих грунтов.Несущая способность сваи
по грунту определяется любым
указанным выше способом.
Уровень грунтовых вод в торфе
обычно находится у поверхности земли и объемный вес взвешен¬
ного торфа практически равен нулю. Поэтому при определении
нормативного сопротивления грунта под нижними концами свай
и по боковой поверхности глубину до острия и середины слоя
принимают от подошвы слоя торфа.Тощ'Минеральный ,
{грунтМинеральный
:.грунт\^ .\'-r- V VТорфМинеральный:.';	гРУНГРис. 9.5. Сваи в торфянистых грунтах:а — свая в грунте с открытым торфом;
б — свая в грунте с погребенным торфом*Морарескул Н. Н. Свайные фундаменты в открытом торфе. Научные
труды ЛИСИ, вып. 37, JI., 1962.194
При расчете по материалу свая рассматривается как стержень*
в упругой среде (торфе), что несколько увеличивает ее сопротивле¬
ние продольному изгибу.При наличии погребенного торфа, а также ила работа сваи зави¬
сит от характера передачи нагрузки на торф.а)	Торф уплотняется от внешних причин (усадка при осушении,
пригрузка на поверхности и др.). Вся толща грунтов выше подошвы
торфа оседает, и силы трения пригружают сваю, т. е. возникает
«отрицательное трение». Соответственно в формуле (9.4) силы трения
грунтов выше подошвы слоя торфа принимаются со знаком минус.б)	Торф сжимается усилием, передаваемым сваей. Величина
и .направление сил трения грунтов выше прослойки торфа зависят
от соотношения осадок слоя торфа и грунта. Могут быть два слу¬
чая.1	случай.А + S01, <Snp.Здесь А — конечная осадка слабой прослойки;S0B — предельная сдвиговая осадка грунта, расположенного
над прослойкой (табл. 46);SnP — предельно допустимая осадка сваи.Таблица 46Предельные сдвиговые осадки свай S0B для некоторых грунтовНаименование грунта•^ов в МЛ*Песок мелкозернистый, средней плотности	Супесь легкая, пылеватая, средней плотности	Супесь пылеватая, мягкопластичная	Суглинок тугопластичный	Суглинок пылеватый с гравием, мягкопластичный (морена)Суглинок пылеватый, слоистый, мягкопластичный	Суглинок пылеватый, ленточный, мягкопластичный	Глина пылеватая, ленточная, тугопластичная1.	Глина пылеватая, ленточная, мягкопластичная	5678
10
15
18
22
25В этом случае величины сил трения в грунте, расположенном
выше сильносжимаемой прослойки, находятся по таблицам норма¬
тивных сопротивлений грунта по боковой поверхности сваи и опре¬
деление несущей способности сваи расчетом производится обычным
порядком.2	случай.A +S0BI>Snp.Трение в пределах верхних слоев будет проявляться непол¬
ностью. Снижение величины трения можно учесть коэффициен¬
том kTk'=afhp + S0B-E’	(9’9)7*195
здесь h и Е — соответственно мощность слоя и модуль деформации
слабого грунта;Р — безразмерный коэффициент, зависящий от коэффи¬
циента бокового расширения грунта ц;
а — коэффициент, зависящий от отношения глубины за¬
легания слабой прослойки от поверхности к величине
радиуса сваи, принимаемый а = 1,15;
f — средняя величина сил трения на участке ствола сваи
выше прослойки.В этом случае при подсчете несущей способности свай табличные
значения сил трения грунта берутся с понижающим коэффициен¬
том kT.Таким образом, при незагруженной вокруг сваи поверхности
во всех случаях определение несущей способности свай практичес¬
ким способом целесообразно производить с учетом возможной ра¬
боты грунта, лежащего над сильносжимаемой прослойкой *.Б. Сваи в просадочных грунтах. Если в верхней части напласто¬
вания залегают просадочные (макропористые, лёссовые) грунты,
то сваи должны прорезать всю просадочную толщу и погрузиться
в непросадочный грунт не менее чем на 1,0 м. Несущая способность
висячей сваи в пределах непросадочных грунтов определяется
по формуле (9.4) или полевыми испытаниями с замачиванием. Тре¬
ние просадочного грунта по свае не учитывается. При определе¬
нии нормативных сопротивлений (RH и /") глубина забивки свай
и средняя глубина расположения слоя принимаются как- указано
ранее.В.	Сваи, работающие на выдергивание. Несущая способность
сваи на выдергивание определяется исходя из сопротивления:а)	материала сваи на растяжение Р9 б) сваи по грунту основания Рв.При расчете на растяжение железобетонных свайP=RaFa,	(9.10)где — расчетное сопротивление продольной арматуры;Fa — площадь сечения продольной арматуры.Для деревянных свай	^Р = mRvF,	(9.11)где т — коэффициент условий работы на повышенную влажность
среды, принимаемый т = 0,75;Rv —расчетное сопротивление древесины при растяжении вдоль
волокон;F — площадь ослабленного поперечного сечения сваи в месте
. заделки.*	Несущая способность свай в слабых грунтах. Материалы к семинару Ле¬
нинградского Дома научно-технической пропаганды, ч. 2. J1., ЛДНТП, 1966
(см. статйю Б. И. Далматова и Ф. К. Лапшина).196
Величина Rp для сосны и ели принимается равной 100 кГ 1см2,
а при расчете на кратковременные и особые нагрузки она умно¬
жается на коэффициент, соответственно 1,2 и 1,4 независимо от дру¬
гих коэффициентов.Расчетное сопротивление основания сваи Рв, работающей на вы¬
дергивание, определяется по формулеРв = Ьш2/Ч/„	(9.12)где k, и, li — имеют прежние значения, причем k = 0,7;т — коэффициент условий работы, принимаемый для свай,
забиваемых в грунт на глубину до 4 м, т = 0,6;
а для свай,забиваемых в грунт на глубину 4 м и более,
т = 0,8;fi — нормативное сопротивление i-ro слоя грунта осно¬
вания по боковой поверхности сваи в Т 1м2,, прини¬
маемое по табл. 43.Несущая способность основания сваи при использовании дан¬
ных испытаний срай статической нагрузкой на выдергивание оп¬
ределяется по формулеРв = kmPs,	(9.13)где Л и m — имеют указанные выше значения и численно равны:
k - 0,7, m = 1,0;Pi — нормативное сопротивление грунта основания сваи,
работающей на выдергивание, равное предельному со¬
противлению при испытании на выдергивание.Г. Трубчатые (полые) сваи с открытым нижним концом. Полые
сваи-стойки, забиваемые с открытым нижним концом, рассчиты¬
ваются по сопротивлению грунта основания, причем в качестве
расчетной площади опирания принимается площадь железобетон¬
ного кольца оболочки. Если грунт из полости удаляется и свая
заполняется бетоном, то в расчет принимается вся площадь попе¬
речного сечения сваи.Для висячей полой сваи с открытым нижним концом различают
два случая ее работы в грунте.Первый случай соответствует погружению сваи в несущий слой
(песок) на глубину (условно 100 см), при которой грунтовое ядро
находится в стадии формирования.Второй случай, когда свая погружена в несущий слой на глу¬
бину, при которой завершено образование рабочей части грунто¬
вого ядра, и работа ее близка к свае сплошного поперечного се¬
чения. При этом глубина погружения трубчатой сваи в несущий
слой Н ^> НТ. Величина Нт определяется по формулеЯг = №(4^ + 1),	(9.14)197
где k0 — коэффициент, характеризующий условия образования
грунтового ядра и принимаемый k0 = 1,3;DB — внутренний диаметр сваи;
f — коэффициент трения, для песка / = 0,6;| — коэффициент бокового давления, для песка £ = 0,40.Таблица 47
Значения коэффициента тВнутренний -диаметр
трубчатой связи D в см100 см
(первый случай)н>нг(второй случай)40506070800,90,80,70,60,50,90,90,90,90,9Несущая способность висячей трубчатой сваи с грунтовым
ядром определяется по формуле (9.4), в которой значение коэф¬
фициента т принимается по табл. 47.Д. Влияние способов погружения свай. Если для погружения
висячей сваи применяется подмыв (с добивкой последнего метра сваи
без подмыва), то сопротивление по боковой поверхности уменьшается
введением для песчаных грунтов коэффициента т = 0,9, для глинис¬
тых т = 0,6.Несущая способность висячей сваи, погруженной вибро¬
погружателями, определяется по формулеР = km [aiR"F + и Jfafili],	(9.15)где aj и а2 — коэффициенты, учитывающие влияние вибропогру¬
жения и принимаемые по табл. 48.Остальные обозначения указаны ранее.Таблица 48Коэффициенты ai и а2Коэффици¬ентыПесчаные грунтыГлинистые грунтыKpyiNныемелкиепыле¬ватыесупесьсуглинокглина0В = 0,5В ^ 0В = 0,5£< 0В = 0,5<Х81,21,0i,i1,01,01,01,01,00,90,91,01,00,80,91,01,00,70,9198 >
Значения асТаблица 49Вид грунтаКоэффициент ас при сейсмичности7 баллов8 баллов9 балловКрупнозернистый сухой песок (ока¬
танный) 	Мелкозернистый сухой песок (уг¬
ловатый) 	Глина песчанистая сухая (смесь
глины и крупнозернистого песка) .Мелкозернистый водонасьпденный
песок 	0,90,90,90,80,70,80,70,70,40,60,50,4Е. Сваи в сейсмических условиях. Работа свай в условиях сейс¬
мических воздействий мало исследована. Рекомендуется * несущую
способность висячей сваи по грунту в сейсмических условиях
определять, исходя из выраженияР = асРу	(9.16)где Р — несущая способность сваи без учета сейсмических воз¬
действий;ас — коэффициент понижения, обусловленный сейсмическим
воздействием (табл. 49).§ 56. Расчет центрально-нагруженных свайных фундаментовЦентрально-нагруженным называется свайный фундамент, у ко¬
торого равнодействующая нагрузок проходит через центр тяжести
площади поперечного сечения свай в плоскости верхних концов
(низа ростверка).Важной особенностью проектирования свайного фундамента
является вариантность решений, выбор оптимального варианта.
Намечают ряд вариантов: с разными конструкциями и размерами
свай, размещением их (кусты, ряд) и т. п. Эти варианты рассчиты¬
вают, производят технико-экономическое сравнение и принимают
наиболее рациональное решение.Последовательность расчета: а) принимают тип, материал,
конструкцию и размеры сваи (см. § 53), б) производят выбор глу¬
бины заложения ростверка (см. § 15), в) определяют несущую спо¬
собность сваи (см. § 54), г) подсчитывают нагрузки, передаваемые
на свайный фундамент, д) находят количество свай в кусте, е) кон¬
струируют ростверк, производя его расчет (см. § 53 и § 57), ж) про¬
веряют фактическое давление на сваи и основание, з) рассчитывают
осадку свайного фундамента.*НапетваридзеМ. Г., Санков Б. Н. О работе свай в сейсми¬
ческих условиях. «Промышленное строительство», 1965, .№ 4,199
Определение нагрузки на свайный фундамент, включая ориен¬
тировочный вес ростверка и грунта на его ступенях, производится
по следующим соображениям. Минимальное расстояние между сва¬
ями в кусте обычно составляет 3d. Следовательно, среднее давление
на основание под ростверком= (3d)2 ’	(9-17)где Р — принятая несущая способность сваи. Зная рр, опреде¬
ляют площадь подошвы ростверкаvypЛ> =	д—к—,	(9.18)р рр — Yep Лл	v 'где Nl — расчетная нагрузка по обрезу фундамента в Т;Vcp — средний объемный вес материала фундамента и грунта,
принимаемый vcp = 2 Т1м3\
п — коэффициент перегрузки, равный 1,1;
h — глубина заложения ростверка в м.Тогда ориентировочный расчетный вес ростверка и грунтаNlt = nFpycfh.	(9.19)Количество свай в фундаменте определяется по формулеД?Р _L ДГР«с = ° р рг •	(9.20)Полученное количество округляется до целого числа свай в кусте,
удобного для размещения и забивки псф. При необходимости изме¬
няют количество свай, принимая их других размеров. В этом слу¬
чае соответственно уменьшается или увеличивается несущая спо¬
собность. Размещение свай в ленточных фундаментах см. § 57.После размещения свай и конструирования ростверка нахо¬
дится фактический вес ростверка и грунта — N$, определяется
фактическое давление на каждую сваю Рф и проверяется условиеДалее рассчитывается среднее давление на грунт в плоскости
нижних концов свай по СНиПу. При этом весь свайный фундамент
рассматривается как условный сплошной массив, включающий
грунт и 'сваи. Контуры условного массива abed (рис. 9.6) опреде¬
ляются сверху поверхностью планировки, с боков — вертикальными
плоскостями, снизу — плоскостью в уровне нижних концов свай
в границах, находимых пересечением с этой плоскостью наклонных200
фпод углом к вертикали линии, проведенных от наружного кон¬
тура свайного куста (или ряда) в уровне подошвы ростверка
(при наличии наклонных свай нижняя граница условного мас¬
сива определяется концами этих
свай). Расчетом устанавливается
условие(9.22)г мгде 5jNh — сумма нормативных
нагрузок в плоско¬
сти подошвы свайно¬
го фундамента, вклю¬
чая вес указанного
выше усло&ного мас¬
сива в объеме abed
в Т; при высоком
уровне грунтовых
вод учитывается
взвешивающее дей¬
ствие воды на услов -
ный массив;FH — площадь подошвы ус¬
ловного массива в м\Ru — нормативное давле¬
ние на основание ус¬
ловного массива в
Т!м\Величина Ru определяется по формуле (4.5) или в обозначе¬
ниях рис. 9.6Rl = m {{АЬа + ВНК) Yo + Dc"],	(9.23)где А, В, D, сн — имеют прежние значения;m — коэффициент условий работы, принимаемый
m = 1,0.Ьм и Нш— соответственно ширина и глубина заложения
условного массива abcd\Vo — средневзвешенный объемный ьес грунта при¬
родного залегания в пределах высоты условно¬
го массива.Угол фср (при слоистом напластовании в пределах длины сваи)
принимается средневзвешенным	 *Pi^i ~Ь Фг^а ~Ь • • • + фnU	/п олчфср“ + ^+ ••• + /» ’ (’
где Фх, ф2 •••. фп — нормативные значения углов внутреннего тре¬
ния грунта в пределах соответствующих участков сваи 1и /2, ..., /„•
Соблюдение условия (9.22) показывает, что можно принять ли-" 201Рис. 9.6. Расчетная схема к примеруЭпюра-уплотняющихдавленийЭпюра давления
от собственного
Веса I
нейную зависимость между напряжениями в основании и дефор¬
мациями, а следовательно, определять осадку .свайного фунда¬
мента.Осадка свайного фундамента из висячих свай рассчитывается
аналогично расчету осадок обычного фундамента (см. гл. 6). При
этом контур условного массива, заменяющего свайный фундамент,
определяется, как указано выше (см. рис. 9.6). Уплотняющее дав¬
ление р по подошве массива находится по формуле (9.22).При сильносжимаемых грунтах учитывают влияние соседних
фундаментов; Расчетные величины осадок свайных фундаментов
не должны превышать предельно допустимых значений, ’ указан¬
ных в табл. 17 и 18. Для свай-стоек расчета по деформациям нетре-
буется.Проверка устойчивости (расчет) по несущей способности
основания производится, когда основание свайного фундамента ог¬
раничено откосом. В этом случае рассчитывается устойчивость от¬
коса, загруженного весом ^сооружения (см. гл. 7). Если сваи пере¬
секаются поверхностью скольжения, то дополнительно учитывают
их сопротивление перерезывающей силе.Комплексной пример расчета свайного фундамента приведен в
§ 59.§ 57. Конструкции и расчет свайных ростверковРостверк устраивается по верху свай для обеспечения совместной
работы свай под нагрузкой. Конструкция ростверка проектируется
с учетом условий передачи нагрузки, количества свай, принятого
материала и др.Рис. 9.7. Расположение свай в ростверке:а, б — отдельные фундаменты; в, г — ленточные фун¬
даменты	wО	глубине заложения ростверка см. § 53.Конструирование ростверка начинается с разбивки (размещения)
свай. Из условия облегчения производства работ желательно сваи
размещать в плане фундамента правильными рядами. Оси одиночных
свайных рядов должны совпадать с линиями действия нагрузок.202
Оси свайных рядов и кустов привязываются к осям здания. Каж¬
дая свая в проекте должна иметь свой порядковый номер.Разбивка свай в ростверке центрально загруженного фундамента
производится равномерно. Сваи размещаются в рядовом (рис. 9.7, а)
или шахматном (рис. 9.7, 6) порядке. Ряды свай располагаются
на равных расстояниях. Минимальное расстояние с между осями
висячих свай принимается не менее 3d (где d — диаметр или сто¬
рона поперечного сечения сваи) и не менее 0,7 м. Расстояние между
сваями-стойками не регламентируется и зависит от нагрузок и воз¬
можности их забивки до прочного грунта. Между стенками полых
свай с открытым нижним концом и оболочек расстояние принимается
не менее 1,0 м.В ленточных фундаментах (под стенами) сваи располагаются
в 1, 2, 3 ряда. Расстояние доежду сваями (в метрах)v -где k — число рядов свай;Np — расчетная нагрузка от здания и собственного веса рост¬
верка на 1 м длины фундамента.Если ширина плиты ростверка позволяет установить расстояние
между рядами свай с 5= 3d, можно принять рядовое расположе¬
ние (рис. 9.7, в). При меньшей величине с обязательно шахмат¬
ное расположение (рис. 9.7, г). При размещении свай под стену
в один ряд наличие свай в углах_здания обязательно, в узлах пе¬
ресечения стен — желательно.При проектировании ростверков следует учитывать возможные
отклонения свай при забивке. Эти отклонения для однорядного
расположения сплошных свай допускаются до 0,2d, двух- и трех¬
рядного — до 0,3d, свыше 3 рядов — до 0,4d. Расстояние в, свету,
от края сваи до края ростверка (с учетом отклонения) должно-быть
не менее 5 см. .Круглые в плане сооружения имеют обычно фундаменты круг¬
лые или кольцеобразные. Сваи размещаются по концентрическим
окружностям и на равных расстояниях. При этом число свай в каж¬
дом последовательном кольцеобразном ряду принимают 6, 12, 18,
24, 30 и т. д. Тогда расстояние между сваями получается одинако¬
вым. В кольцевых ростверках расстояние между сваями в каждом
ряду желательно принимать одинаковым. При небольшом числе
рядов (2—4) можно принимать одинаковое количество свай в ряду,
располагая их по радиусам.Ростверки под стены проектируются из сборных железобетонных
элементов (балок) из бетона марки не ниже 200, но могут приме¬
няться и монолитные из бетона марки не ниже 150. Ростверки под
колонны, как правило, устраивают монолитные. Верх ростверка,
если он шире надземных конструкций, принимается ниже уровня
пола. Толщина ростверка и уступов определяется расчетом (см.
ниже). При связных водонасыщенных грунтах пластичной и те¬
кучей консистенции под ростверком устраивают подготовку из
щебня или бетона толщиной 10 см. Санитарно-технические трубо¬
проводы не должны пересекать ростверки колонн. ОсадочнымиРис. 9.8. Конструкции ростверков:а — под стены бесподвальных зданий (сваи сплошные); б — под стены беспод-
вальных зданий (сваи пустотелые); в — под колонну; г — под колонну каркас¬
ного здания; д — деталь (узел Л)швами следует разрезать и ростверки. Ширина ростверков под стены
устраивается не^менее 400 высота — не менее 300 мм. Конст¬
рукция ростверка колонн проектируется таким образом, чтобы
возможно было на обрезах уложить рандбалки.Верхние концы железобетонных свай заделываются в ростверк
на величину:204После забивкиПослеобрубкиПодготовка-Фундаментная
'валка ~КолоннаКолоннаТехническоеподпольеПодготовкаСваяБалка /
ростверкаСвая „
пустотелаяСтена
а)	при передаче на сваи вертикальной сжимающей нагрузки —
ствол сваи не менее 5 см, а выпуски арматуры в случае необходи¬
мости для связи ее с ростверком не менее 25 см;б)	при действии на сваи вертикальной растягивающей или гори¬
зонтальной нагрузки—ствол не менее 10 см, а выпуски арматуры не
менее 40 см, но не менее 30 диаметров стержней рабочей арматуры.Ростверки армируются в соответствии с расчетом или конструк¬
тивно. По верху свай обычно укладывается, апматурняя сетка.Примеры конструкций ростверков приведены на рис. 9.8 и более
подробно в литературе [22,5].Расчет свайных ростверков производится на: а) продавливание
по наклонным плоскостям, б) разрушение по наклонным плоскостям
(на главные растягивающие напряжения), в) на изгиб.А. Ростверки под стены. Ростверки под сгены представляют
собой многопролетную железобетонную балку, опирающуюся на
отдельные опоры-сваи. Такая балка по существу не отличается от
неразрезной рандбалки, опирающейся на отдельные фундаменты.
Для расчета таких ростверков используют метод расчета рандбалок
Б. Н. Жемочкина. Ростверк рассматривается как балка на упругом
основании (стене), находящаяся под действием сосредоточенных
сил (реакций свай). Эпюры нагрузок от стены имеют вид треуголь¬
ников с наибольшими ординатами у опор. При наличии двух рядов
свай, расположенных по прямоугольной сетке, за расчетный пролет
принимается расстояние между осями свай;\при расположении свай
в шахматном порядке за расчетный пролет принимается расстояние
между осями по диагонали.{При многорядном расположении свай'
под стенами зданий, когда один или несколько рядов расположены
вне контура стены, ростверки рассчитывают также на продавлива¬
ние и разрушение по косым трещинам аналогично ростверкам^
свайных кустов.При нагрузках строительного периода (от неокрепшей кладки)
изгибающие моменты и поперечная сила определяются [27] как для
балки с защемленными концами по формуламМ0П = ^,Мп р = ^-,	(9.26)Q = ^,где Mon, Мпр, Q — соответственно опорный момент, пролет¬
ный момент и поперечная сила в кГ-см и кГ;
qK — вес кладки высотой 0,51 и собственный вес
ростверка (в кГ на 1 см длины ростверка);/ — расстояние между сваями (в осях) в см;Lp = 1,05 (/ — d) — расчетный пролет в см\d — ширина грани призматической сваи в см.I/	205
Когда высота кладки Н от верха ростверка до низа проема менее
1/3/, учитывается вес кладки до верхней грани железобетонных
перемычек (рис. 9.9). Если перемычки каменные, то вес кладки
стен определяется до отметки, превышающей отметку верха проема
на 1/8 его ширины.Расчет на эксплуатационные нагрузки производится в за¬
висимости от местных условий по различным расчетным схемам
(рис. 9.10). При сплошных (глухих) стенах или стенах с проемами,
расположенными на высоте более L,,, расчет ведется по схемам
а, б, в (рис. 9.10) в зависимости от соотношения между а и Lp. При на¬
личии проемов непосредственно над ростверком расчет' ведется
по схемам г, д (рис. 9.10). В последнем случае, если расстояние
от грани сваи до проема меньше а, то эпюра нагрузки принимается
в виде трапеции, равновеликой площади треугольника.Размер а для всех схем нагрузок определяется по приближенной
формуле“ =3'3 у'тй-	<9-27>где EJ — жесткость ростверка (Е — модуль упругости железобе¬
тона ростверка в кГ/см2, J — момент инерции попереч¬
ного сечения в сж4),Ьк — толщина кирпичной или крупноблочной стенц, опираю¬
щейся на ростверк, в см\Ек — модуль упругости кладки стены в кГ/см2.Максимальная ордината эпюры нагрузки над гранью сваи в
кГ1см для схем а и б определяется по формулеА, =	.О-»»P.=?(l	(9.29)где q — расчетная равномерно распределенная нагрузка от здания
на уровне низа ростверка в кГ/см длины стен.Из полученных по этим формулам двух значений за расчетную
нагрузку р0 принимают меньшее значение.Для схемы ^расчетную величину р0 принимают равной q.Опорный изгибающий момент и поперечная сила для схем
а, б, г ид определяются по формулам(2—£).	(9.30)« = Т.а для схемы в, как для многопролетной балки, загруженной равно¬
мерной нагрузкой.206
По Мon и Q подбирают сечение ростверка и арматуру. Армиро¬
вание ростверка обычно осуществляется сварными пространствен¬
ными каркасами, собираемыми из вертикальных плоских кар¬
касов.Прочность кладки на смятие над сваей проверяется по
формуле(9.31)где RK — расчетное сопротивление кладки сжатию. Более детально
расчет на смятие проводится по
СНиП П-В. 2—62.Иногда проемы начинаются не¬
посредственно от верха ростверка
и сваи располагаются под прое¬
мом. На этом участке ростверк
рассчитывают как однопролётную
балку на действие силы, равной
фактической нагрузке на сваю.Расчетный пролет принимают рав¬
ным 1,05В, где В — ширина прое¬
ма. По найденному моменту под¬
бирают дополнительную арматуру.Рис. 9.9. Схема к расчету ростверка
под стену на нагрузки строительного
периодаРис. 9.10. Схема к расчету ростверка
под стену на эксплуатационные ha-
грузкиРасчет ростверков крупнопанельных зданий производится по
схеме нагрузок, зависящей от конструкции несущих панелей.Пример 9.8. Рассчитать ростверк под стену кирпичного дома
(рис.9.11). Нагрузка (расчетная) от стены на ростверк <7СТ=28,0 Т/м.
Толщина стены Ьк = 51 см, кирпич марки 100, раствор марки 75.
Расположение свай однорядное через 125 см, сваи сечением 30 X
X 30 см.Учитывая возможное отклонение свай при ^забивке, прини^
маем ширину ростверка 50 см, высоту 35 см. Б^тон марки 150.207Перемычка;нагрузка
Из-табл. 31 СНиП II-B. 1—62 (см. приложение 1) принимаем мо¬
дуль упругости Е = 230 ООО кГ/см2. Из СНиП II-B. 2—62 для за¬
данных марок материалов находим Ек = 37 500 кГ/см2, RK —
= 17 кГ/см2.40а-зоРис. 9.11. Расчетная схема к примеруа)	Расчет на нагрузки строительного периода. Интенсивность
нагрузки<7К = 0,51 • 0,63 • XJTj, 1,0+0,5 • 0,35 • 2,5 -1,0 = 0,98 Т/м — 9,8 кГ/см.Расчетный пролет, моменты и перерезывающие силы по формулам
(9.26) будутLp= 1,05(125 — 30) = 100 см,.. 9,8-ЮО2 01СЛ „
оп "12— = кГ-см,м„ р = -Э'-^4—- =4080 кГ ■ см,Q = 9:8510-° = 490 кГ.б)	Расчет на нагрузки эксплуатационного периода.Момент инерции ростверкаJ =	= 178 000 см4.Длина полуоснования эпюры нагрузки по формуле (9.27)„ „ */‘230 000 • 178 000 по
«=3,3|/	= 92 СМ.Поскольку а < и в то же время а	расчет ведем по схеме б(см. рис. 9.10). Расчетная нагрузка на уровю» низа ростверкаV.. ч	0,35 • 1,0 • 2,5 =^ф/м * 284 феи. .
Максимальная ордината нагрузки по формулам (9.28) и (9.29)Ро — 0,3 • 284 • 100 230 ООО • 178 ООО ~^06 кГ/см,
р0 = 284 (1 + =760 кГ/см.Из полученных величин для дальнейшего расчета принимаем
меньшее, т. е. р0 = 306 кГ/см.Опорный момент и поперечная сила для схемы б по формуле
(9.30) vМоп = 30612922 (2-^-)= 238000 кГ/см,Q = -31°2 92 =14 200 кГ.По полученным значениям М и Q проверяют принятое
сечение ростверка, подбирают продольную и поперечную арма¬
туры.Проверяем кладку стены на смятие по условию (9.31)t = ^==6’1<2,17-Б. Ростверки под колонны. Расчет ростверков под колонны про¬
изводится: ё) на продавливание по наклонной плоскости, б) на раз¬
рушение по»косым трещинам (на главные растягивающие напряже¬
ния) и в) ра изгиб.Расчет на продавливание производится по формулам для каждой
плоскости продавливания колонной (аналогично фундаментам на
естественном основании). Общая рабочая высота ростверка (см.
рис. 9.12) определяется из условия<9-32>где Р„р — расчетная продавливающая сила, равная сумме реакций
свай, расположенных за пределами плоскости продав¬
ливания, в Г;Rp — расчетное сопротивление бетона растяжению в Т!м2\Ьср — среднее арифметическое между верхним и нижним осно¬
ваниями трапециевидной плоскости продавливания в пре¬
делах рабочей высоты Н0 в м.Если сваи располагаются за пределами пирамиды продавлива¬
ния, то необходимо проверить ростверк на продавливание одной
или несколькими сваями (аналогичным путем). ( ^J ,; '№• -*09'
Реакции свай принимаются от расчетных нагрузок по обрезу
фундамента. Вес ростверка и грунта на ступенях не учитывается,
так как эти нагрузки не вызывают усилий изгиба в ростверке.
При наличии моментов реакции свай вычисляются с учетом этихмоментов. Общая рабочая высота роствер¬
ка Н0 принимается:а)	от верха ростверка до оси нижней
арматуры при-^>0,5,П. стб)	от дна стакана до оси нижней арма¬
туры при <С 0,5. Здесь аст и Лст соот-/2</тветственно толщина стенок и глубина ста¬
кана под колонну. При монолитном сопря¬
жении ростверка и колонны высота Н0
всегда принимается от верха ростверка.
Расчет по наклонным сечениям требуется в местах изменения
высоты ростверка, причем должно соблюдаться условиеQ^Rpbh0, '	(9.33)rjjpQ — поперечная сила, равная сумме реакций свай, расположен¬
ных за пределами наклонной плоскости, проходящей через
данное сечение, в Т\
h0 — рабочая высота ростверка в данном сечении в м;
b — ширина подошвы ростверка в м.Величина Q определяется от нагрузок, по которым определя¬
ется Р„ р.Расчет на изгиб производится по моментам в вертикальных се¬
чениях ростверка по грани колонны и в местах изменения его
высоты. Учитываются реакции свай, расположенных в ^пределах
отсекаемой части и только от нагрузок по обрезу. Площадь сече¬
ния арматуры	—^Fа = 0,9л0/?а ’	$.34)где М — момент в данном сечении в кГ •см\h0 — рабочая высота данного сечения в см;— расчетное сопротивление растянутой арматуры в
кГ/см2.Площадь сечения арматуры принимается наибольшей из полу¬
ченных значений.Рис 9.12. Схемз нагрузок
и сечений при расчете
ростверка под колонну210/
Пример 9.9. Рассчитать ростверк под колонну с центрально
приложенной расчетной нагрузкой No = 565 Т. Количество
свай — 25; намечены размеры ростверка (рис. 9.13). Бетон рос¬
тверка марки 200, арма¬
тура класса A-II.Реакция одной сваи от
нагрузки по обрезуР = 15Г= 22,7 Т.а).	Расчет на продав¬
ливание.Поскольку-0,43 <0,5,рабочую высоту роствер¬
ка Н0 принимаем от дна
стакана до арматуры, т. е.Я0 = 1,0 я, 2,7 + 0,7 . „ Q
Ь'Р = 2	= ’ М')Расчетная продавли¬
вающая сила райна сумме
реакции св'ай за преде¬
лами пирамиды продавли-
ванйя, т. е. но линии свай
№ 1—5—25—21—1.Р.ф = 22,7 • 16 = 362 Т.Для бетона марки 200 R„ == 7,2 кГ1см2'= 72 Т 1м2.Требуемая минимальная высота ростверка по формуле (9.32)— 0,75• 72• 6,8 = ^ ^>0 м-б).	Расчет прочности наклонных сечений.Проводим наклонную плоскость 2—2 (возможную трещину) в месте
изменения высоты. Определяем Q, равную в данном случае сумме
реакций свай 1,6, 11, 16, 21Q = 5-22,7 = 113 Т,/?рМ„ = 72 • 4,7 • 0,6 = 202 > 113 Т.211Рис. 9.13. Расчетная схема к примеру
Условие (9.33) соблюдается,в). Расчет на изгиб.Момент в сечении 3—3 по грани колонны от реакций свай № 1,2,	6, 7, 11, 12, 16, 17, 21, 22Л18 = 5 • 22,7 • 0,65 + 5 • 22,7 • 1,65 = 261 Т-м.Для арматуры А—II RA— 2700 кГ/слг. Площадь сечения арма¬
туры находим по формуле (9.34); рабочая высота в данном слу¬
чае 100 см.с 26 100000 .Л{} „
а — 0,9-100.2700 — СМ •Момент в месте изменения высоты, т. е. в сечении 4—4 от реакций
свай № 1, 6, 11, 16, 21М4 = 5• 22,7• 0,9 = 102 Т-м,_ 10 200 000 _Га ~ 0,9-60-2700 ~ /и СМ ■Принимаем 24 ф 24 А—II, = 108,58 см2.§ 58. Расчет внецентренно нагруженных свайных
фундаментовВнецентренно нагруженным свайным фундаментом называется
такой, у которого равнодействующая нагрузок не проходит через
центр тяжести площади поперечного сечения свай в плоскости верх¬
них концов (низа ростверка).Конструкции и лоследовательность расчета внецентренно нагру¬
женных свайных фундаментов в целом такие же, как и центрально
нагруженных (см. § 56). Дополнительно учитывают следующее.
Если сваи нельзя разместить так, чтобы давление на них было оди¬
наково или если эксцентриситет переменный, то, количество свай
заранее увеличивается. Проверяется давление на крайние ряды
свай. При расчете ростверка учитываются реакции этих наиболее
нагруженных рядов. Проверка давления на грунт в плоскости
острия свай осуществляется, как для внецентренно, нагруженного
фундамента на естественном основании. Общим принципом проекти¬
рования является следующее: необходимо стремиться к тому, чтобы
равнодействующая постоянных сил проходила возможно ближе
к центру тяжести площади сечения свай в плоскости их нижних
концов при возможно более равномерном расположении свай.
Эксцентриситет нагрузки влияет на количество и размещение свай.
Это учитывается тремя способами:212
\/ а). Количество свай принимается несколько увеличенным. Сваи
забиваются по равномерной сетке. Давление на крайние сваи
со стороны эксцентриситета равно расчетному сопротивлению сваи.
Остальные сваи недогружены.- б). Количество свай принимается без учета эксцентриситета.
Сваи забиваются неравномерно, но так, чтобы давление на все сваи
было одинаково.в). Количество свай принимается без учета эксцентриситета.
Сваи забиваются равномерно. Ростверк со сваями смещается на ве¬
личину эксцентриситета. Таким образом, центр тяжести свайного
куста совмещается с точкой приложения равнодействующей в плос¬
кости подошвы ростверка. Давление на все сваи одинаково.Первый способ более удобен в производстве работ и при пере¬
менных величинах сил и эксцентриситетов. Второй и третий спо¬
собы более экономичны, но применимы при относительно постоян¬
ной величине эксцентриситета.При равномерной забивке свай производится расчет как цент¬
рально нагруженного фундамента по формулам (9.17—9.24), но ко¬
личество свай принимается больше, чем это требуется при расчете
на центральную нагрузку. После размещения свай и выбора раз¬
меров ростверка проверяется давление на сваи по формулер 	 А^р , М?-у 1	.q+ (9‘35)
где Np — расчетная вертикальная нагрузка на свайный фунда¬
мент, включая вес ростверка и грунта, т. е. NP=N% + N£г
(см. формулы (9.18) и (9.19)) в Т\
псф — количество свай;Мр — расчетный момент в Т-м, действующий на фундамент
в плоскости подошвы ростверка при данной комбинации
нагрузок;у — расстояние от центра тяжести площади сечения всех
свай в уровне низа ростверка до оси рассматриваемой
сваи в м\ величина у положительна, если она отклады¬
вается от центра тяжести площади сечения свай в ту же
сторону, куда происходит вращение ростверка; если
у откладывается в сторону, обратную вращению,—
она отрицательна;—	сумма квадратов расстояний от центра тяжести пло¬
щади всех свай до оси каждой сваи в ле2; эту сумму
условно называют моментом инерции свайного фунда¬
мента.Если момент действует одновременно в двух направлениях, то' Р, = — н- -и МУ	(9.36)у ясФ	2U? ’213
Здесь Мх и Mpv — расчетные моменты относительно главных осей
в плоскости подошвы ростверка в Т -м\
х и у — расстояния от главных осей площади всех свай
до оси рассматриваемой сваи в м\
xt и уi — расстояния от главных осей свайного фунда¬
мента до оси каждой сваи в м.При этом должно соблюдаться условие(9.37)где Р — несущая способность сваи.При кратковременных и особых нагрузках (см. СНиП Н-Б.
5—67) допускается перегрузка крайних свай до 20% расчетного
их сопротивления, т. е. должно бытьЯФ<1,2Р.	(9.38)Если эти условия не удовлетворяются, то увеличивают либо коли¬
чество свай, либо расстояния между ними. Перегрузка свай не до¬
пускается, недогрузка не должна превышать 5%.Пример 9.10. Определить давление на крайние сваи фундамента
дымовой трубы (рис. 9.14). Постоянные расчетные нагрузки: вес
трубы No = 2200 Т, вес ростверка и грунта NpT — 865 Т. Временная
ветровая нагрузка Hi = 61 Т создает момент Ml = 2760 Т • м.
Несущая способность сваи Р = 45 Т. Определяем количество свай
по формуле (9.20). Вследствие наличия большого момента увели¬
чиваем его на 20%.„ = 2200 + 865 и = 82.Размещаем сваи по окружностям с равномерным шагом не менее
3d. По условиям размещения /гсф = 81 (см. рис. 9.14). Расчетные
нагрузки на свайный фундаментJVp = 2200 + 865 - 3065 Т,Мр = Ml +Я£/1Ф = 2760 +61 • 4 = 3004 Т • м.Величину условного момента инерции %у} определяем через по¬
лярный момент инерцииЛ,ол = 1>г = 6,552.34 + 5,352.26 +4,152-21 = 2556 м2.• 1Следовательно,2# =0,5/пол = 0,5 • 2556 = 1278 м2.214
Нагрузка на крайние сваи по формуле (9.35)D _ 3065 . 3004 • 6,55 ___ со л гр
М> “ “8Г 4 1278 “ 1 *Момент создается кратковременной нагрузкой'. Следовательно,
Допускается перегрузка крайних свай до 1,2 Р = 1,2 • 45 = 54 Т.
Услфвие (9.38) удовлетворено.Неравномерная забивка свай. Когда вертикальная нагрузка и
эксцентриситет являются постоянными по величине и во времени(например, подпорные стенки), можно сместить центр тяжести пло¬
щади поперечного сечения свай, расположить сваи неравномерно
и добиться одинакового давления на каждую сваю без смеще¬
ния ростверка. Распределение свай выполняется в этом случае
с помощью графического построения, изложенного в литера¬
туре.По условиям производства работ и работы грунта ниже острия
свай более целесообразна равномерная разбивка свай й смещение
ростверка со сваями в сторону эксцентриситета на величину, рав¬
ную эксцентриситету.215Рис. 9.14. Расчетная схема к примеру
§ 59. Пример, расчета свайного фундамента (комплексный)Спроектировать фундамент под сборную железобетонную ко¬
лонну сечением 40x60 см. Действующие нагрузки в основном
и дополнительном сочетаниях приведены в табл. 50.Таблица 50НормативныеРасчетныеУсилияпост.пост.4- врем,
слевапост.+ врем,
справавсе на¬
грузкипост.пост.врем.слевапост.врем.справавсе на¬
грузкиNм73,0
0,7 •76,51,081,55,087,54,1588,00,8592,01,2598,06,4105,05,0Грунтовые условия даны на рис. 9.15, свойства грунтов —
в табл. 51. Здание неотапливаемое. Нормативная глубина промер¬
зания Ян = 1,50 м, расчетная
при mt= I, Н = mt Я" = 1,0х
х 1,50 = 1,50 м.а)	Выбираем тип, материал
и конструкцию сваи. По геоло¬
гическим условиям свая — ви¬
сячая. Можно рассмотреть ва¬
рианты свай: 1) короткая свая
с острием в глине; 2) свая,
заглубленная в песок на 2—3 м\3)	длинная свая со значительным
заглублением в песок. Первый
вариант нецелесообразен: ост¬
рие в слабой глине воспримет
небольшую нагрузку. Варианты2	и 3 необходимо сравнить по
экономическим показателям. Для
сокращения примера рассмат-Рис. 9.15. Расчетная схема к примеру Р^ается только вариант 2.Заглубляем сваю в песок
на 3 м, назначаем минимальное
сечение. Принимаем типовую железобетонную сваю С 7—25
(табл. 40). Длина сваи I = 7,0 м, сечение 25 X 25 см, вес q = 1,1 Г,
бетон марки 200, арматура 4 ф 12 A-II.б)	Выбираем глубину заложения ростверка. Суглинок находится
в мягкопластичном состоянии, так как В = 0,6, грунт пучинистый.
Глубину заложения ростверка принимаем ниже расчётной глубины
промерзания, h = 1,60 м. Ростверк бетонный из бетона марки 200.216Глубинапромерзания
Таблица 51в)	Определяем несущую способность сваи (по грунту) по фор¬
муле (9.4) при k = 0,7, т = 1,0, и = 4-0,25 = 1,0 м, F = 0,25а -
= 0,0625 м2. Консистенция суглинка В = 0,6, глины — 0,4.Из табл. 42 и 43 для песка средней крупности при L = 8,4 м
Rн = 340 Т/м2,для суглинка zL = 2,5 м	= 0,75 Т/м2,» глины	z2 = 4,4	/“ = 2,8 Т/м2,» песца	z3 -- 6,4	= 5,85 Т/м2,» песка	z4 = 7,9	/“ = 6,15 Т/м2,Р= 0,7 • 1,0 [340 • 0,0625+1,0 (0,75 • 1,8+2,8 • 2+5,85 • 2+6,15 • 1)]== 32,0 Т.Г) Определяем несущую способность сваи (по материалу) прит = 0,85, ^?пр = 80 кГ/см2, Fa = 4,52 см2, — 2700 кГ/см2.
Р = 0,85 (80 • 625 + 4,52 • 2700) = 53 000 кГ = 53 > 32 Т.Принимаем меньшее из двух значений, т. е. Р = 32,0 Т.д)	Равсчитываем вес ростверка по максимальным расчетным
нагрузкам. Среднее фиктивное давление под ростверком при расстоя¬
нии между сваями 3 d по формуле (9.17)W- (SW=57'° wОриентировочная площадь подошвы ростверка по формуле (9.18)р 	 105,0 — 1 95 «гГР — 57,0-2-1,6 — ,УО М 'Вес (приблизительный) ростверка и грунта на ступенях при коэф¬
фициенте перегрузки п — 1,1 по формуле (9.19)JV£r = 1,1-1,95-2,0-1,6 = 6,9 Т.е)	Определяем количество свай по формуле (9.20) и увеличиваем
его на 20%, так как на фундамент действует моментПс = 1,2Щ+М. = 4,2.Принимаем псф — 4.217ГрунтМощность в мY0
в Г/см*Уудв
Г/см3Wb%\гтWwvф в
градс вкГ/смйа всм*1кГеСуглинок
Глина сло¬
истая 	Песоксреднейкрупности...3,42,08,01,921.941.95	.2.722.722,65263019304820182218320,20,10,010,030,040,0050,80,810,61
Рис. 9.16. Ростверк
(к примеру)Рис. 9.17. Проверка давлений в плоско¬
сти нижних концов свай (к примеру)ж)	Конструируем и рассчитываем ростверк, назначая его размеры
и уточняя нагрузки. Сваи размещаем на расстоянии 3d = 3 • 0,25 =
= 0,75 м (рис. .9,16). Минимальная высота ростверка по условиям
заделки колонныН = -}— £0 -f-1 = 60 -j- 20 20 = 100 см.Обрез на отметке — 0,15 для удобства производства работ нулевого
цикла. Принимаем ростверк двухступенчатый hx = 0,7л*, h2 = 0,75м.Расчет на продавливание колонной и по наклонным сечениям
не требуется, так как головы свай находятся в пределах пира¬
миды продавливания.з)	Проверяем фактические давления на сваи. Объем бетона рост¬
верка и колонны1,25.1,25.0,7 + 0,75 • 1,1 • 0,9 + 0,4 • 0,6. 0,15 = 1,87 м\
Объем грунта на ступенях1,25.1,25.1,6 — 1,87 = 0,63 м3.Вес ростверка и грунта при т — 1,1.АГрг = 1,1 (1,87 • 2,4+ 0,63 • 1,92) = 6,3 Т.Нагрузку на сваю в крайнем ряду найдем по формуле (9.35)d 	 105,0 -f- 6,3 1 5,0 • 0,38 	q j q qc) т*• *ф “	4	I" 4 • б,382 ~ 61	^,U 1 ‘оол	qi оНедогрузка •—’-320 ’’ 100 = 2,2% допустима.218
На другие комбинации нагрузок проверки не делаем, так как рас¬
смотренные усилия — наибольшие.и) Рассчитываем осадку свайного фундамента по нормативным
нагрузкам. Составляем расчетную схему (рис. 9.17 — условный
фундамент 1—2—3—4). Находим по формуле (9.24)_ И<Рih _ 22-1,8+18.2 + 32.3 _ 0/|0
ФСР_ ЪЬ ~	1,8 + 2 + 3a = Y = X=6°-Тогда F0 = (А + 2Ltga)2 - (1,0 + 2 • б, 8 • 0,09)? = 4,85 м2.В« =VJ; = ViM =2,2 ж.Объемный вес грунта ниже уровня грунтовых вод (взвешенного):
слоистой глины (по формуле 1.8)v' 	^уд * 	 2,72 1 	о 95 Т 1мл7взв— 1+е — 1+о,81 ~и,уь 1/м 'пескат»з- = тгаг = 1*03 Т,м'-Вес условного фундамента 1—2—3—4JV”r - F0 2Тоih = 4,85 (3,4 • 1,92 + 1,6 • 1,94 ++ 0,4 • 0,95 + 3-1,03) = 75,8 Т.Средневзвешенный объемный вес грунта по формуле (4.8)
для Н„ = 8,4 мОпределяем нормативное давление в основании условного фунда¬
мента при фн = 32° и сн = 0,01 кГ/см2 = 0,1 Т/м2. По табл. 13
А = 1,34, В = 6,35, D — 8,55, тогда по формуле (9.23)Rl = 1,0 [(1,34 -2,2 + 6,35 -8,4) 1,86 + 8,55-0,1] == 105,8 Т/м2.Среднее фактическое давление по подошве условного фундаментари =	=	33,7 < 105,8 Т/м2.Максимальное краевое по формуле (5.27)'Рмакс = 87,54|575’-- +	= 36,0<1,2-105,8 Т/м2.Условия (4.1) и (5.20) удовлетворены.219
Для определения осадки свайного фундамента используем методА 2 2эквивалентного слоя (формула 6.18). При	= 1>0 и И= 0,2 по табл. 26 Аат= 1,01. Тогда hs ="1,01 ’ 220 = 222 см.
Уплотняющее (дополнительное) давлениерд = р — ТсрЯм = 33,7—1,86-8,4= 18,1 Т1 /л*2 =1,81 кГ/см2.
Коэффициент относительной сжимаемости (см. табл. 51.)“• = ттг + TTW = °’0031 см‘1кГ ■ОсадкаS = 222-0,0031-1,81 = 1,2 см.По табл. 17 5пред = 10 > 1,2 см.к) Определяем проектный отказ сваи. Из табл. 44 п = 150 Т/м1.
Вес сваи с наголовником<7= 1,1 +0,1 = 1,2 Т.Вес ударной части молота для грунтов средней плотностиQ= 1,25(7= 1,25 1,2 = 1,5 Т.Высоту падения принимаем Н = 2,0 м.Требуемый проектный отказ для расчетного сопротивления Р =
= 32,0 Т получим по формуле (9.8)._ 0,7-1,0-150-0,0625-1,5-2 1,5 + 0,2 • 1,2 =32,0 ('07' JQ- 32.° + 150 • 0,0625j 1,5 + 1,2= 0,007 м = 0,7 см.§ 60. Расчет горизонтально нагруженных свайных фундаментовНесущая способность сваи при горизонтальной нагрузке опрёде-
ляется дважды: а) по грунту, б) по материалу. Принимается мень¬
шее из полученных величин.В литературе нет теоретически обоснованного метода опреде¬
ления несущей способности сваи по грунту. Можно использовать
полуэмперический метод, излагаемый ниже.Несущая способность сваи (по грунту) РТ в Т, работающей на
горизонтальную нагрузку, голова которой заделана в бетонный
ростверк, определяется по формуле= <9-39>
где р — коэффициент, принимаемый в зависимости от плотности
грунта (в пределах глубины заделки): для железобетон¬
ных свай р = от 0,65 (для глинистых грунтов текучей220
консистенции) до 1,2 (для песков средней плотности); для
деревянных свай соответственно р = от 2 до 3;Дг — горизонтальное перемещение сваи у поверхности грунта в см,
задаваемое в проекте;EJ — жесткость поперечного сечения сваи в кГ • см2 (где Е — мо¬
дуль упругости материала сваи в кГ/сма, J — момент инер¬
ции поперечного сечения сваи в см*)\10 — глубина заделки сваи в грунт в см, принимаемая от 4,5d
до 8d согласно табл. 52, где d — диаметр в см круглого или
сторона квадрат^го сечения сваи.Таблица 52Нормативные сопротивления вертикальных забивных свай
горизонтальной нагрузке Р" при горизонтальном перемещении сваиДг = 1 емВид грунтов,
залегающих от подошвы
ростверка до глубины
1.5/0Расчетная глу¬
бина заделки
в грунте /оНормативные сопротивления сваи в Тдере¬вянныхжелезо¬бетон¬ныхдеревянных диаметром
в смжелезобетонных раз¬
мерами сечения в см283032зохзо35X3540X40Пески (кроме пыле¬
ватых) средней плот¬
ности; суглинки и гли¬
ны тугопластичные
Пески рыхлые и
пылеватые; супеси
пластичные; суглинки
и глины мягкопла¬
стичные 	Илы, суглинки и
глины текучепластич¬
ные 	4,5 dЫ
6 d6d7	d8	d2,61,40,52,81,50,52,81,60,66,02,51,07.03.0
1,5-8,03,52,0Жесткость железобетонных свай, в которых появление трещин
не допускается, принимается 0,85£7, а при возможности появле¬
ния трещин определяется по СНиП II-B. I—62.Несущая способность свай горизонтальной нагрузке по ма¬
териалу определяется как для консоли, защемленной в грунте
и подвергающейся одновременно сжатию вертикальной нагрузкой
и изгибу горизонтальной нагрузкой. Глубина заделки определяется
по табл. 52. Верхний конец сваи принимается либо защемленным
в ростверке, либо шарнирным — в зависимости от условий заделки
головы сваи. Определение несущей способности производится
как для железобетонного или деревянного стержня по указа¬
ниям СНиП.221
Расчет горизонтально нагруженной сваи по деформации сво¬
дится к ограничению нормативной величины нагрузки N*t дейст¬
вующей на сваю. Эта нагрузка не должна превышать нормативного
сопротивления Р". Значения нормативных сопротивлений приве¬
дены в табл. 52.Расчет свайного фундамента в целом на горизонтальную на¬
грузку зависит от намеченного расположения свай в вертикальной
плоскости. При малых горизонтальных нагрузках, т. е. Нп <^ Рт>
где #п — горизонтальная нагрузка на одну сваю, сваи забиваютсяРис. 9.18. Схемы усилий при расчете свайных фундаментов на гори¬
зонтальные нагрузки:а — вертикальные сваи; б — наклонные сваи; в — козловые сваивертикально (рис. 9.18, а), при больших, т. е. На ^>РТ, но постоян¬
ных — наклонно (рис. 9.18, б), при очень больших, т. е. Нп Рг
или знакопеременных при Нп^> Рг, применяются козловые сваи
(рис. 9.18, в). Расчет ведется методом последовательного прибли¬
жения с целью добиться наиболее полного использования несущей
способности свай.Вертикальные усилия на сваи Рф определяются по формуле
(9.35). Далее по формулам (9.40) — (9.47) вычисляются усилия
в зависимости от намеченного расположения свай в вертикальной
плоскости (рис. 9.18). Эти усилия не должны превышать несущей
способности сваи осевой нагрузке или нагрузке, нормальной к оси
сваи. Затем проводится проверка всего свайного фундамента по
устойчивости при воздействии горизонтальных нагрузок по фор¬
муле (9.48).а) Сваи забиты вертикально (рис. 9.18, а). Усилия Рф опреде¬
ляют по формуле (9.35).Горизонтальная составляющаяНр = /?sina =^VPtga,	(9.40)222
где Np — вертикальная расчетная нагрузка на уровне низа рост¬
верка, т. е. вертикальная составляющая равнодействую¬
щей R,а — угол между вертикалью и направлением равнодействую¬
щей R.Горизонтальная нагрузка на каждую сваю составляет 'Hn = ^tga,	(9.41)"сфгде псф — число свай в фундаменте.б)	Сваи забиваются наклонно (рис. 9.18, б).Вертикальные усилия на сваи Рф определяются по формуле
(9.35). Осевую (продольную) нагрузку на сваю определяют по фор¬
мулер-=рфссв(^°} ■ <9-42>
а горизонтальную составляющую — по формуле#„ = Рф tg а.	(9.43)Нагрузка, нормальная к оси сваи (поперечная),<М4>В формулах (9.42) и (9.44) правило знаков следующее. Если
рассматриваемые сваи наклонены в ту же сторону, куда наклонена
равнодействующая, то р0 принимается со знаком минус, т. е. как
написано в формулах. Когда сваи и равнодействующая наклонены
в разные стороны, в формулах (9.42) и (9.44) р0 принимается со зна¬
ком плюс.Легко убедиться, что при а = ji0Р0 = РФ и Н„ = 0.в)	Сваи забиты с разным наклоном (козловые сваи, рис. 9.18, в).Чаще всего сваи забиваются не по парам, например 5 свай вер¬
тикальных и 3 наклонных и т. п. Вертикальные давления на узел
козла Рф определяются по формуле (9.35). Осевые (продольные)
усилия в каждом направлении составят:для направления № 1D 	 Р "Ь Р	(TV /. С \sin (а + Р) ’	(y,4t)'для направления № 2р 	Иф COS я Рф Sin аИог~ sin(a-H) •223
Усилие в одной наклонной сваеРо=^>	(9-47)где Poi — усилие в данном направлении, вычисленное по формулам
(9.45) и (9.46);—	количество свай в данном направлении.Во всех трех случаях требуется, чтобы удовлетворялось усло¬
вие (9.21) и для вертикальных и для наклонных свай, т. е.Ро^Р,где Р — несущая способность сваи. Нормальная к оси (попереч¬
ная) нагрузка на сваю не должна превышать величины Рг, опре¬
деляемой по формуле (9.39).г) Проверка устойчивости всего свайного фундамента.
Проверка основания всего свайното фундамента по устойчивости
при воздействии горизонтальных нагрузок производится по фор¬
мулеЯсфРг + 2"н^т’	(9'48)где^Яр—сумма всех внешних расчетных сил, действующих па¬
раллельно подошве ростверка, в Т;—	сумма всех составляющих параллельно подошве рост¬
верка от продольных расчетных сил в наклонных сваях
в Т (см. выражение 9.43);псф — число вертикальных и наклонных свай в фундаменте;
Рг — несущая способность сваи при горизонтальной нагрузке
в Т, определяемая по формуле (9.39);
m — коэффициент условий работы, равный m = 0,9.Пример 9.11. Рассчитать свайный фундамент на горизонтальную
нагрузку при следующих условиях. На фундамент в плоскости'
низа ростверка в центре тяжести площади поперечного сечения
свай действует сила R = 249 Т, направленная под углом а = 5°
к вертихали. Сваи деревянные d. — 22 см в количестве псф = 12 за¬
биты в пластичный суглинок вертикально, защемлены в ростверке.
Несущая способность сваи при вертикальной нагрузке Р = 22,0 Т.
Допускаемое горизонтальное смещение ростверка Дг = 1,0 см.Определяем несущую способность сваи по грунту Рг. Для плас¬
тичного суглинка принимаем коэффициент р = 2,5. Модуль упру¬
гости дерева Е — 100 000 кГ 1см2.J ' ПГ* 3,14 ,\4* опппп IJ =—г- = -■ = 30200 см1.4	4224
Из табл. 52 расчетная глубина заделки l0 = 5d = 5 • 28 =
= 140 см. По формуле (9.39)п 0 с 1,0.100 000-30 200 о -с гр
Рг = 2,5	1000-140»	= 2’75 Т-Вертикальная составляющаяNP = R cos 4° = 249 . 0,997 = 248 Т.Вертикальное давление на каждую сваюР = — = ^- =20,7<22 Т.^сф	1 ^Горизонтальная составляющая нагрузкиЯр = flsina = 249sin4° = 249 . 0,069 = 17,7 Т.Наклонных свай нет, поэтому £//„ = 0.Условие (9.48) выполнено	= ^Проверяем сваю по деформациям. Из табл. 52 для А = 1 см нор¬
мативное сопротивление Р? = 1,4 Т. На каждую сваю действует
нормативная нагрузка= = 1,23 < 1,4 Т'Требование расчета по деформациям удовлетворяется. *Пример 9.12. Рассчитать свайный фундамент для условий,
изображенных на рис. 9.19. На фундамент в плоскости низа рост¬
верка действует сосредоточенная сила, направленная под углом
к вертикали. В зависимости от комбинации нагрузок сила в верти¬
кальной плоскости меняет свою величину, точку приложения и на¬
клон. Сваи железобетонные сечением 30 X 30 см, длиной 8,0 м с
несущей способностью Р = 27,0 Т и Рг = 2,5 Т. Грунт — плас¬
тичный суглинок.Намечаем план свайного фундамента из двух рядов по пяти
свай в каждом. Наклон свай с учетом величины и наклона силы при¬
нимаем 1 : 3 и 1 : 10. Номера рядов по короткой стороне фундамента
обозначаем 1, 2, 3, 4, 5. Определяем центр тяжести площади попе¬
речных сечений свай через статический момент относительно левой
грани фундамента.L = 0,4 ’2 + 1,3 ‘2 + 2,2 02 + 3,5 '2 + 4>4 ‘2 ^ 2 36 м. '
Условный момент инерции свайного фундамента2у? = 2(1,962+ 1,062 + 0,162 + 1,142 + 2,042) = 20,93 лА
1»/28 Б. И. Далматов	225
226Рис. 9.19. Расчетная схема к примеру1-я комбинация нагрузок.Составляющие RNp = R cos 16° = 240-0,961 =231 Т.Яр =/? sin 16° = 240-0.275 = 66 Т.Определяем вертикальные давления Рф(- на сваи. Момент, на¬
правленный против часовой стрелки, считаем положительным, в об¬
ратном направлении — отрицательнымD _ №> , М?у __ 231 , (231-0,11) 1,96 _ ла ггГф1- —+ S	“Тот н	2рЗ - Zb’4tS 1 ’Щп . _ 231 , (231,0,11) 1,06 _0/( Qn ^= То"т	Щз	_ 1 ’п _ 231 , (231-0,11)0,16 _ 00 Qn тМ>з + :	2рЗ	~ 1 >/ комбинация	2 комбинация
р 231 , (231 -0,11) (- 1,14) ol т
М>4 — ю “г	20,93	—41,11 1,р _ 231 (231-0,11) (-2,04) _onfio тМ>5~ “То" 4 2рЗ — ^U,C)Z ,1 •Определяем осевые (продольные) усилия Р0 в сваях по формуле
(9.42).Общий множитель для рядов 1, 2, 3cos (а — ро) 	 cos (16°— 18,5°) 	 0,999 	 in/*cos а ~ cos 16”	0,961 ’ТогдаР01 = 25,48 • 1,04 = 26,50 < 27,0 Т,Р02 = 24,39-1,04 = 25,4 Т,Р03 = 23,30- 1,04 = 24,2 Т.Для рядов 4 и 5 определяем постоянный множитель, принимая
в формуле (9.42) угол наклона + р, так как наклоны свай и наклон
равнодействующей R — в разные стороны.cos (« + р0) _ cos (16° +5,7°) _ 0,929 _ n q7
cos a	cos 16°	0,961 ’ ’Р04 = 21,70-0,97 = 21,0 Т,Р05 = 20,62-0,97 = 20,0 Т.Проверяем сваи на горизонтальную нагрузку по формуле (9.48).
По заданию Рг = 2,5 Т. Ранее найденоЯр = 2#р = 66,0 Т. 'Для рядов 1, 2, 3= 2 Pot tg Ро = Й (26,5 + 25,4 + 24,2) tg 18,5° = 50,8 Т.1 1Для рядов 4, 52#„ = 2(21,0 + 20,0)tg5,7° = 8,2 Г,4В2 #н = 50,8 + 8,2 = 59,0 Т.• 1По формуле (9.48)—2ЯР— 	66Д)— 66^0 о 79о 9пРт + SA/„ 10-2,5 + 59,0 84,0
*/»8*	227
Таким образом, при несущей способности Р = 27,0 Т сваи пер¬
вого ряда недогружены на 2%, пятого ряда — на 26%. Горизон¬
тальная составляющая воспринимается удовлетворительно.Аналогичным путем нужно рассчитать фундамент на вторую
комбинацию нагрузок. В зависимости от результатов второго рас¬
чета можно изменить наклон или даже размеры и количество свай
и повторить расчет, добиваясь более равномерного и полного ис¬
пользования несущей способности свай при обеих комбинациях
нагрузок.
ГЛАВА 10.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ИСКУССТВЕННЫХ ОСНОВАНИЙК устройству искусственного основания прибегают в тех слу¬
чаях, когда естественное основание оказывается недостаточно проч¬
ным или сильно сжимаемым и его использование экономически
нецелесообразно. При устройстве искусственного основания грунт
в пределах части или всей активной зоны заменяется, уплотняется
или закрепляется. Вид основания, как и способ его устройства,
выбирается в результате технико-экономического сравнения вари¬
антов. В табл. 53 перечислены наиболее распространенные искус¬
ственные основания.§ 61. Проектирование песчаных подушекПесчаные подушки — простейший вид искусственного основа¬
ния. При их устройстве слабый грунт вынимается на некоторую
глубину и заменяется крупнозернистым или среднезернистым пес¬
ком, укладываемым с заданной плотностью. Песчаные подушки
используются для передачи давления от фундамента на более проч¬
ный грунт, залегающий ниже подошвы фундамента, или на боль¬
шую площадь слабого грунта. Применение подушек способствует
уменьшению и выравниванию осадок сооружения и более быстрому
их затуханию, а также уменьшению объема и глубины заложения
фундаментов.При устройстве подушки песок отсыпается в котлован и уплот¬
няется или послойно, или сразу в пределах всей ее высоты, в зави¬
симости от вида уплотняющего механизма. Уплотнение осуществ¬
ляется механическими трамбовками, виброуплотнителями, катками,
бульдозерами и т. д. Плотность песка должна соответствовать объ¬
емному весу скелета не менее 1,6 Г/ж3.Если подушка устраивается в сухом котловане, а песок имеет
малую влажность, то при укладке его увлажняют до оптимальной
влажности (W0). При укладке более влажного песка для достижения
проектной его плотности применяют глубинное виброуплотнение
или гидровиброуплотнение.8 Б. И. Далматов229
Таблица 53Искусственные основания и способы их устройства230Наименование методов устрой¬
ства основанийВид основания или способ
его устройстваГрунтовые условия, при кото¬
рых может применяться дан¬
ный способI.	КонструктивныеII.	УплотненияIII.	ИнъекционныеIV.	ЭлектрическиеV.	Термические1.	Песчаные и грунто¬
вые подушки2.	Каменные, песчано¬
гравелистые и др. от¬
сыпки1.	Поверхностное уп¬
лотнение грунтов:а)	тяжелыми трам¬
бовками;б)	катками и други¬
ми механизмами;в)	вибраторами2.	Глубинное уплотне¬
ние грунтов:а)	грунтовыми сва¬
ями;б)	песчаными сва¬
ями;в)	виброуплотнение
или гидровибро¬
уплотнение;г)	взрывами1.	Силикатизация2.	Укрепление синте¬
тическими смолами3.	Цементация1.	Электрохимическое
закрепление2.	Электроосмос3.	Электроискровой1. Термоукрепление
(обжиг)Слабые сильносжима-
емые грунты (торф, ил,
заторфованный и насып¬
ной грунты)Илы, залегающие под
слоем водыМакропористые лессо¬
вые, рыхлые песчаные и
свежеуложенные связные
грунты при (7^0,6
То же, при послойной ук«-
ладкеРыхлые песчаные грун¬
тыМакропористые лёссо¬
вые грунтыСлабые водопроница¬
емые грунтыРыхлые песчаные грун¬
тыТо жеПески и макропори¬
стые лессовые грунтыТо жеТрещиноватая скала,
гравелистые и песчаные
грунтыСлабые глинистые
грунты (при коэффи¬
циенте фильтрации
£ф^0,01 м/сутки)То жеПески рыхлые, водо¬
насыщенныеМакропористые лёссо¬
вые грунты
Песчаную подушку не рекомендуется применять при возможной
суффозии (вымывании) песка из тела подушки, а также при заложе¬
нии фундамента выше расчетной глубины промерзания, в случае
высокого уровня грунтовых вод и возможности заиления подушки.Расчет песчаной подушки сводится к определению ее размеров
и осадки возводимого на ней фундамента.Подушку в известной мере можно рассматривать как верх¬
ний слой основания, подстилаемый грунтами природного сло¬
жения. Грунт в объеме подушки находится в более сложном напря¬
женном состоянии, чем в слоистом основании. Это объясняется тем,
что по периметру подушки находится слабый грунт, который
в большей степени, чем песок,
уплотняется в горизонтальном
направлении. Для гарантии обес¬
печения устойчивости основа¬
ния нормативное давление на
подушку рекомендуется ограни¬
чивать значениями, не превыша¬
ющими величин, указанных
в табл. 14 для песка средней
плотности и соответствующей
крупности. Высоту песчаной по¬
душки выбирают таким образом,
чтобы давление, передаваемое
на подстилающий слой, не пре¬
вышало нормативного давленияRen на этот грунт (см. § 26),
т. е. должно удовлетворяться условие (5.13). Если это условие
не удовлетворяется, то увеличивают высоту подушки или площадь
подошвы фундамента.Для обеспечения устойчивости основания песчаная подушка
должна иметь также достаточную ширину. При малой ее ширине
слабый грунт, находящийся по сторонам подушки, будет уплот¬
няться, кроме того, в нем могут возникнуть пластические деформа¬
ции, в результате чего подушка будет раздаваться (выдавливаться)
в стороны.Опыт строительства свидетельствует о том, что устойчивость
подушки заведомо обеспечивается при угле а = 45—60° (рис. 10.1).
При этом, чем больше различие в деформативных и прочностных
свойствах слабого грунта и песка, используемого для подушки,
тем угол а принимается меньше. Ширина подушки понизу в данном
случае определяется по формулеBn = b + 2hn ctga,где b — ширина фундамента;Лп — высота подушки;a — угол наклона линии АВ к горизонту.Рис. 10.1. Фундамент на песчаной по¬
душке, частично заменяющей слабый
грунт8*231
Для экономии материала песчаной подушки котлован отры¬
вается с предельно крутыми откосами или ограждается креплением.
Однако при значительной высоте подушки объем ее получается
чрезмерно большим.Меньшая ширина подушки Ви, а следовательно, более экономич¬
ное решение может быть получено при проектировании песчаной
подушки по методу Б. И. Далматова*, который предложил опреде¬
лять ее размеры, исходя из условия устойчивости песчаной призмы
АСД — случай 1 (рис. 10.2, а) или АСЕД — случай 2 (рис. 10.2, б).
Полученные им формулы (10.2) и (10.3) справедливы при любом
характере распределения давления по подошве фундамента.Размеры подушки определяются методом последовательного при¬
ближения по формуламD = м2 tg вГУ % Р. +.2Ч _ ^ф£. _ Уд] (Ю 2)Р" 2Ъ lgPbtg(P-<pn) ytgp YoJ ’	{ ’Уо Г hп (Аф + 0,5йп) + а (Аф + khn — nhф) [tg (pt + tg (Р — фп)]Рп n'l	(fin —e)tg(P —Фп)—atgcp![сйф -f 0,5 (ft -f с + a) kh„] tg (P — фп) 1	/in o\(fin tg (P фп) ^ tg ф^ J’где рп — предельное давление от расчетных нагрузок, которое
можно передать по подошве фундамента в Т1м*\Р — угол наклона поверхности возможного сдвига (прини¬
мается больше угла <р„);
фп и — соответственно расчетные значения угла внутреннего
трения песка и угла трения песка о подстилающий грунт;
Лф — глубина заложения подошвы фундамента в м;
ha — высота песчаной подушки в м\
с — уширение подушки в каждую сторону от фундамента в м;
Yn и Yo — соответственно объемный вес песчаной подушки и заме¬
няемого грунта в Т1м3;
b и Вп — соответственно ширина фундамента и подошвы подушки
в м;а — отрезок ДЕ (см. рис. 10.2, б) в м\у==вл + ь = ъ + с.п — —• k = —"fin* * Yo-Приняв определенные размеры подушки и задавшись различными
значениями угла наклона плоскости скольжения р, по формулам
(10.2) и (10.3) находят минимальное значение рш которое не должно
быть меньше средней интенсивности давления рср по подошве фун¬
дамента от расчетных нагрузок дополнительного или особого со¬*	Дал матов Б. И. Устройство песчаных подушек под фундаментами.
«Архитектура и строительство Ленинграда», Л.—М., 1946.232
четания. Если эти условия не соблюдаются, производят расчет
при большей ширине подушки и фундамента.Размеры подушки считаются удачно принятыми, если соблю¬
дается условиеРср^ц.	_ (10.4)где 1,1 —коэффициент запаса устойчивости.После установления размеров подушки производится расчет
основания по деформации (см. главы 4—6). Если осадка превышает
предельные величины, указан¬
ные в табл. 17 и 18, то увели¬
чивается высота подушки и рас¬
чет повторяется или переходят
на другой вид искусственного
основания.При большой стоимости песка
вместо него используют местные
малосжимаемые материалы, под¬
дающиеся уплотнению.При отсутствии грунтовых
вод для устройства подушек
можно использовать супеси и
даже суглинки и глины. Проек¬
тирование подушек из этих ма¬
териалов ведется аналогично из¬
ложенному выше.Укладка в подушку связного
грунта производится при его
оптимальной влажности с весьма
тщательным контролем за одно¬
родностью и степенью уплотне¬
ния грунта.Пример 10.1. Определить раз¬
меры песчаной подушки под фун¬
дамент колонны, по обрезу кото¬
рого действует сила от нормативных нагрузок A/'S = 155 Т. На пло¬
щадке строительства от поверхности до глубины 10 м залегает сла¬
бая мягкопластичная глина, имеющая: объемный вес у0 = 1,9 Т/м3,
угол внутреннего трения срн = 18°, удельное сцепление сн =
= 0,14 кГ/см2, модуль деформации Е = 30 кГ/см2.Принимаем для подушки крупнозернистый песок. Нормативное
давление при средней плотности песка в подушке согласно табл.' 14
Rн = 3,5 кГ/см2 = 35 Т1м2. Примем по табл. 2 модуль деформации
Е = 330 кГ/см2. Глубину заложения фундамента принимаем рав¬
ной Аф = 1,0 м, а средний объемный вес материала фундамента
и грунта на его уступках ^ср = 2,2 Т/м3.Рис. 10.2. Схема к расчету песчаной
подушки по формулам Б. И. Далматова233
Тогда площадь подошвы фундамента по формуле (5.1) будетF — ^0		4 73 м*Ян-УсрЬ*~ 35-2,2. 1,0 -*’,а М-По условиям опирания колонны и работы фундамента соотношение
между его длиной и шириной принимаемКп=у= 1,2.Тогда I = 2,4 м, Ь — 2 м.Давление по подошве фундамента составляетРн = ^ + ТсрЛф = .^ + 2,2 • 1,0 = 34,5 Т/м2.Природное давление на отметке подОшвы фундаментаРб = Уо^ф = 1,9-1,0 = 1,9 Т/м2.Дополнительное давление по подошве фундамента, под дей¬
ствием которого уплотняется грунт в основании, найдем по фор¬
муле (6.11)рд — рп — Рб = 34,5 — 1,9= 32,6 Т/м2.Зададимся высотой песчаной подушки h„ = 1,5 м. Уплотняющее
давление на кровле слабого подстилающего грунта определим по
формуле (5.14)V I 2,4 А О	2z 2Лп 2-1,5 , спри *п = -*=-£- = 1,2 И ОТ=т = _Д=_2- = 1,5а = 0,510 (см. табл. 20), откуда
р2 = а(рн — рб) = арл = 0,510-32,6 = 16,6 Т/м2.По формуле (5.16) вычисляем площадь условного фундаментаF -	- -i“ _ q ооРг - 16)6 -У,<М м.Ширину условного фундамента определяем по формуле (5.18)Ьу = 0,5 [— (2,4 — 2) + У(2,4 — 2)2 + 4 • 9,33] = 2,86 м.Нормативное давление на слабый подстилающий грунт в соответ¬
ствии с формулой (5.19). и табл. 13.#нсл = 1,0 [(0,43 • 2,86 + 2,72 • 2,5) 1,9 + 5,31 • 1,4] = 22,7 Т/м*.
234
Найдем природное давление по кровле подстилающего слоя по фор¬
муле (5.15)Рвн^ 2/г‘^оi = 2.5- 1,9 = 4,8 Т/м2.1=1Условие (5.13) удовлетворяется, поскольку 16,6 + 4,8 = 21,4 <
< 22,7 Т/м2.При конструировании подушки угол а принимаем равным 50°.
Тогда ширина песчаной подушки понизу в соответствии с (10.1)Вп = b 2hn ctg ct = 2,0 -f- 2 • 1,5 • 0,84 = 4,52 4,5 м.Пример 10.2. Определим размеры песчаной подушки по методу
Б. И. Далматова при следующих исходных данных. От поверхности
на глубину 3,3 м залегает торф с объемным весом у0 = 1 Т1м39
ниже — песок средней крупности с объемным весом уп = 2,0 Т/м3
и расчетным углом внутреннего трения <рх = 33°. Расчетная на¬
грузка в наиболее невыгодной комбинации, действующая на погон¬
ный метр обреза ленточного фундамента под стену, Nl = 15,2 Т.Задаемся глубиной заложения фундамента йф = 2,0 м\ подушка
устраивается из песка с расчетными характеристиками подстилаю¬
щего слоя, т. е. уп = 2,0 Т/м3; <рп = 33°.Принимаем глубину заложения фундамента Лф = 2 м и его ши^
рину Ъ = 1 Му высоту песчаной подушки hn = 1,3 му уширение по¬
душки в каждую сторону с = 0,5 м.Задаемся последовательно значениями угла Р = 36, 41, 45 и 50°.В первом случае линия, проведенная из точки А под углом
р = 36°, пересечет вертикальную стенку песчаной подушки. По¬
этому рп определяется по формуле (10.2)_ 1 ■ l,5a 72 I 1,5 ■ 0,727 + 2-2 2.2 ■ 0,5 2,01 - т 2
Р"~ 2(1,5-0,5)	L 1,5 - 0,052 1,52 - 0,727 1,0J	1 /м *При р = 41° линия АЕ проходит через нижний угол подушки.
В этом случае можно воспользоваться любой из приведенных фор¬
мул (10.2 или 10.3). При этом среднее давление под подошвой фунда¬
мента, соответствующее предельному состоянию устойчивости по¬
душки, соответствует величине рп = 21,5 Т/м2.При углах р = 45 и 50° линия АД пересекает основание по¬
душки, и отрезки а (см. рис. 10.2, б) получаются соответственно
равными 0,2 и 0,41 м. Здесь напряжения /?п, вычисленные по фор¬
муле (10.3), соответственно равны 26,6 и 34,6 Т/м2. Итак, минималь¬
ное значение предельной нагрузки при принятых размерах песчаной
подушки рп = 21,5 Т/м2.Для обеспечения устойчивости песчаной подушки необходимо
удовлетворить условие (10.4):-ft-. Лр = ^ = ^ = 19,5Г/>Я235
Здесь Qp — расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта, лежа¬
щего на его уступах;F — площадь фундамента. Тогда19,5<^= 19,6 Т/м2,т. е. условие (10.4) удовлетворено.§ 62. Поверхностное уплотнение грунтовПоверхностное уплотнение грунтов применяется для:а)	устранения просадочных свойств макропористых лёссовидных
грунтов;б)	устройства песчаных и грунтовых подушек;в)	уменьшения сжимаемости грунтов, в том числе и насыпных.
Уплотнение грунтов производят при их оптимальной влажности(IF0), которая зависит от вида грунта.Для доведения грунта до оптимальной влажности на 1 м3 уплот¬
няемого грунта добавляется вода в количествеq = 0,01 {W0 — W)yCK>	(10.5)где W0 — оптимальная влажность в %;W — естественная влажность перед увлажнением в %“;Тск — объемный вес скелета уплотняемого грунта в Т/м3.
Оптимальная влажность в проекте принимается на основе стан¬
дартного уплотнения грунта.Для предварительных расчетов
оптимальную влажность прини¬
мают по табл. 54.Таблица 54Ориентировочные значения опти¬
мальной влажности грунтовНаименование грунтовооПески	• .Супеси	Суглинки	• . . . .Глины	• .7—119—1413—1918—24В тех случаях когда естест¬
венная влажность превышает опти¬
мальную (W ]> Го), грунт перед
уплотнением, подсушивается, так
чтобы W = Wо.А. Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками. Этот способ
применяется при песчаных, глинистых, макропористых просадоч-236Рис. ЮЛ. Железобетонная трам¬
бовка диаметром 1,4 м:/ — петля для подъема; 2 — окаймляю¬
щее стальное кольцо; 3 — арматурный
каркас из стержней ф 8 мм
ных и насыпных грунтах, имеющих степень влажности (водо-
насыщенности) G ^ 0,6. Для уплотнения используют трамбовки
весом 2,0 — 4 Т> подъем и сбрасывание которых с высоты3,5—5 м производится краном с фрикционной лебедкой. Трам¬
бовка делается из железобетона или чугунного литья в виде усечен¬
ного конуса (рис. 10.3).Трамбованием можно достигнуть уплотнения грунта на глубину
1,5 — 2,3 м. Толщина уплотняемого слоя зависит от параметров
трамбовки, высоты ее падения и свойств грунта. Мощность доста¬
точно уплотненного слоя грунта (в м) при диаметре трамбовки
1—1,5 м и ее падений с высоты 3,5—4 м определяется по прибли¬
женной формулеh = kd, (10.6)где d — диаметр рабочей поверхности трамбовки в м\k — коэффициент, принимаемый при уплотнении:песка			1,55супесц		1,45лёссовых грунтов		1,3—1,2насыпного глинистого грунта		1,2глин природного сложения		1,0Трамбование грунта ведется до тех пор, пока поверхность при
каждом последующем падении трамбовки не будет понижаться
на одну и ту же величину, называемую «отказом». Величина отказа
устанавливается при опытном уплотнении грунта и ориентировочно
принимается равной: при глинистых грунтах 1—2 см, для песчаных
грунтов 0,5—1 см. Отказ достигается после 5—12, а иногда и боль¬
шего числа ударов по одному месту.При уплотнении этим способом связных грунтов ориентировочное
значение оптимальной влажности принимается:»У=1Рр-(1-*-3)%,	<10-7)где Wp — влажность на границе раскатывания.Уплотнение грунтов этим способом целесообразно, если пониже¬
ние поверхности при опытном трамбовании превышает 7—8 см для
связных и 5 см для песчаных грунтов.Откопка котлована производится с недобором до проектной от¬
метки на величину ожидаемой осадки грунта при его уплотнении,
и с учетом срезки 10—15 см разрыхленного трамбовкой верхнего
слоя грунта.Ориентировочное значение расчетной величины возможного по¬
нижения поверхности при уплотнении грунта (АЛ) определяется
по формулеДЛ = тЙ?’А’	(10.8)237
где h — толщина слоя уплотнения в м\е — коэффициент пористости грунта до его уплотнения;
еср — среднее значение коэффициента пористости уплотненного
грунта, определяемое по формулееср = ?£!4±пр,	(Ю.9)где еуп — минимальное значение коэффициента пористости у по¬
верхности уплотненного слоя;
епр — коэффициент пористости на нижней границе достаточно
уплотненного слоя (на глубине К).Ориентировочно еуп и епр определяются по формуламV “ Т5г£ •	<1010>епр = Ycit — 1 ’	(1011)где Wо — оптимальная влажность в %;7уд — удельный вес твердых частиц грунта (2,65—2,7 77лс3);
Yb — удельный вес воды (1 Т/м3)\Тск — объемный вес скелета грунта на нижней границе уплот¬
няемого слоя, принимаемый по табл. 55.Таблица 55Минимальное значение объемного веса скелета грунта
на нижней границе уплотняемого слояЕсли толщина уплотняемого слоя не превышает 1,5—2,3 лс, то
трамбование ведется на всю эту глубину. При большей мощности
слоя котлован отрывается ниже его проектной отметки (например,
при устройстве грунтовых подушек) и уплотнение основания ве¬
дется сначада ниже дна котлована, а затем укладываемого послойно
грунта. Площадь уплотняемого основания определяется по формуле/7ос = (/ + с)(Ь + с),	(10.12)238Наименование грунтовYCK в Т1м&Пески	Супеси	Суглинки и глины (в зависимости от влаж¬
ности на границе раскатывания) 	Макропористые просадочные грунты	1,61,651,55—1,751,6
где I и b — соответственно большая и меньшая стороны фунда¬
мента в м\с — уширение уплотняемого слоя в каждую сторону от
фундамента в м.При назначении величины с руководствуются теми же соображе¬
ниями, что и при определении размеров песчаной подушки в плане
(см. выше). Вместе с тем уплотняемый слой должен выходить за на¬
ружные грани фундамента не менее чем на 0,3 м, а при возведении
крупнопанельных и других чувствительных к неравномерным осад¬
кам зданий и сооружений — не менее 0,8 м.Вес трамбовки принимается таким, чтобы статическое удельное
давление по ее подошве было не менее 0,15 кГ/см2 для песчаных
грунтов и 0,2 кГ1см2 для глинистых, а ее диаметр определяется
из формулы (10.6). При необходимости доувлажнения грунта ко¬
личество заливаемой воды в Т на 1 м2 уплотняемого основания при¬
нимается равным' Q = q-h,	(10.13)где q — количество воды в Т, определяемое по формуле (10.5),h — толщина уплотняемого слоя в м.Если грунт после его уплотнения достиг проектной плотности
(см. табл. 55), то проектирование фундаментов на искусственном
основании ведется так же, как и на естественном. Нормативное
давление на уплотненный грунт и осадки фундаментов определяются
с учетом средних значений его характеристик <рн, с11, у0, Е> которые
устанавливаются по образцам грунта, отобранным после пробного
уплотнения.Б. Уплотнение грунтов катками. Этот способ применяется при
послойной укладке грунтов. Толщина уплотняемого слоя при кат¬
ках среднего веса принимается 15—20 см. Минимальная плотность
грунта (yck) назначается по табл. 55.Высота уплотняемой подушки выбирается, исходя из условия
(5.13), а ее размеры в плане (Foc) определяются, как и в случае
уплотнения грунта тяжелыми трамбовками (см. выше).Оптимальная влажность уплотняемого катками грунта прини¬
мается равной^ок = «% + (1-ьЗ)%,	(10.14)где Wр — влажность на границе раскатывания в %.Количество воды на 1 м3 грунта, потребное для доувлажнения,
определяется по формуле (10.5).В ходе уплотнения контролируют влажность и плотность грунта
и уточняют число проходов катка для получения проектного значе¬
ния плотности. Одновременно проверяются характеристики грунта(фн, Сн, Yo И Е).В. Поверхностное уплотнение грунтов вибрированием. Вибро¬
уплотнение грунтов применяется при послойной отсыпке грунта239
в котлован. Например, при устройстве песчаных подушек, основа¬
ний под полы, оборудование и т. п. Виброуплотнение применяется
преимущественно для несвязных грунтов.Зиброуплотнение производится посредством виброкатков, само¬
ходных вибротрамбовок, виброплит. Вес виброуплотнителей колеб¬
лется от 0,25 до 20 7\ Число колебаний принимается в пределах
от 600 до 3000 в минуту. Толщина уплотняемого слоя в зависимости
от типа вибромашины изменяется в пределах от 0,3 до 1,5 и даже
до 2 м. При маломощных площадочных вибраторах грунт уплот¬
няется относительно слабо и на малую глубину порядка 10—20 см.
Поэтому применение таких вибраторов малоэффективно. При
виброуплотнении можно достигнуть объемного веса скелета пес¬
чаных грунтов 1,60—1,75 Т!м3. Это соответствует среднему или
плотному сложению песка.Проектная плотность грунта принимается в зависимости от его
работы в основании, но не меньше значений, указанных в табл. 55.
Контроль уплотнения* ведется в ходе производства работ.§ 63. Глубинное уплотнение грунтовt Глубинное уплотнение грунтов осуществляется, когда поверх¬
ностного уплотнения недостаточно для требуемого улучшения
основания. Уплотнение распространяется на всю глубину слабого
слоя или на глубину активной зоны, влияющей на осадку фун¬
дамента, если эта зона меньше, чем мощность слабого слоя. Метод
глубинного уплотнения грунтов выбирается в зависимости от
особенностей уплотняемого грунта. Чаще всего производится
уплотнение песчаных водонасыщенных грунтов и просадочных
грунтов.А.	Уплотнение песчаных водонасыщенных грунтов песчаными
сваями. При этом методе в грунт с помощью вибропогружателя
опускается инвентарная трубчатая свая диаметром 420—500 мм,
снабженная раскрывающимся наконечником. При погружении сваи
грунт уплотняется. Затем внутрь трубы засыпается песчаногра¬
вийная смесь или песок и при работающем вибраторе свая посте¬
пенно извлекается из грунта. При этом наконечник открывается
и песок высыпается в образовавшуюся скважину. В результате
весь объем скважины заполняется песком, т. е. образуется песчаная
свая. Следует подчеркнуть, что название «песчаная свая» обуслов¬
лено только сходством технологии изготовления такой сваи с тех¬
нологией изготовления набивных свай. Но в отличие от них пес¬
чаные сваи не являются прочными несущими стержнями, а служат
лишь средством уплотнения грунтов.♦Неклюдов М. К. Справочное пособие по механизированному уплотне¬
нию грунтов. Госстройиздат, 1965.240
Сваи располагаются по такой сетке, чтобы уплотненные ци¬
линдрические зоны пересекались, образуя сплошной уплотненный
массив. На этом массиве грунта возводятся фундаменты как на
естественном основании.Порядок расчета глубинного уплотнения следующий. По образ¬
цам, отобранным из скважин, или зондированием определяют коэф¬
фициент пористости грунта природного сложения е0.После уплотнения грунт будет обладать коэффициентом пори¬
стости еуп. За расчетное значение этогс/ коэффициента при¬
нимается величина, при которой степень плотности D составляет
0,7—0,8.Значение еу11 можно найти по формуле%п ®макс D (^макс ^мин)*	(10.15)где емакс — коэффициент пористости песка в наиболее рыхлом со*
стоянии;е„ин — коэффициент пористости песка в наиболее плотном со¬
стоянии.В плане уплотняемое основание должно превышать размеры
подошвы фундамента на 0,2 Ь. Площадь уплотняемого основания^уп = 1,46 (/ + 0,46),	(10.16)где Ь — ширина фундамента в м\I	— длина фундамента в м.Отношение площади основания всех песчаных свай FCB к площади
уплотняемого основания Fyn определяется по формуле=Q= -Trtf ’	(10Л7)откуда число свайп = (10.18)^свгде <всв — площадь сечения инвентарной сваи.Сваи располагают в шахматном порядке по вершинам равно¬
стороннего треугольника. Расстояние между осями свайL = 0,95d лГ-3ML-,	(10.19)Г Туп гогде7sn = T^(W	(10,20)241
Здесь d — диаметр песчаной сваи, принимаемый равным диаметру
инвентарной сваи;Туд — удельный вес твердых частиц грунта в Псм3',Yyn — объемный вес уплотненного грунта основания в Г1см3\
W — влажность грунта до уплотнения в долях единицы.После расчетов на чертеж наносится сетка размещения пес¬
чаных свай с принятым в проекте расстоянием между ними. Затем
на сетку накладывается калька, на которой вычерчена в том же
масштабе подошва фундамента с дополнительной уплотняемой по¬
лосой по его периметру, шириной 0,2ft. Перемещая кальку по ука¬
занной сетке, устанавливают оптимальное размещение песчаных
свай в уплотняемом основании.Эффект глубинного уплотнения обеспечивается, когда в скважину
засыпается с уплотнением необходимое количество песка для дости¬
жения проектного значения плотности грунта. Требующийся вес
песка на 1 м длины песчаной сваи определяется по формуле0 = T^(1+w)-	<10-21>где 7уд — удельный вес песка, используемого для засыпки скважин;Wx — весовая его влажность в %.Глубина уплотнения принимается равной сжимаемой толще
грунтов основания, но не менее двух ширин фундамента для пря¬
моугольных фундаментов и трех-четырех—для ленточных.Нормативное давление на уплотненный песчаный грунт вычис¬
ляется по формуле (4.5). Модуль деформации следует определять
испытанием основания пробными нагрузками, причем штамп должен
иметь площадь подошвы не менее 4 ж2.Пример 10.3. Выбрать тип основания и определить размеры
фундамента колонны сечением 0,6 X 0,6 м, передающей на обрез
фундамента нормативную нагрузку N* = 94 Т. В основании зале¬
гает пылеватый песок мощностью 24 м. Ниже залегает мореный
суглинок.Уровень грунтовых вод на глубине 1,2 м от поверхности. Место
строительства — г-. Рига. Характеристики грунта: Yo = 1,81 Псм3,
7УД = 2,68 Псм3, W = 26,0%, <рн = 28°, сн = 0, емакс = 0,96,
®мин 0,55.Проверяем состояние песка по плотности.Тск = j = i + о,2б = Г/см3;о		Ууя Yck	 2,68 1,41 	п Q0е°	1,41 ~и’Уи-По табл*. 2 СНиП П-Б. 1—62* при е > 0,80 пылеватые пески
находятся в рыхлом состоянии. Для улучшения основания в каче¬
стве одного из вариантов принимаем глубинное уплотнение песча¬
ными сваями.242
Определяем размеры подошвы фундамента и уплотняемого осно¬
вания. По условиям промерзания принимаем глубину заложения
фундамента h = 1,0 м. После нескольких прикидок назначаем
b — 2,7 м. Для ф" = 28° из табл. 13. А = 0,98, В = 4,93. При с" = 0
по формуле (4.5)RH= 1 (0,98- 2,7 + 4,93-1,0) 1,81 = 13,6 Т/м*.По формуле 5.1 площадь подошвы фундамента^ = 13,6-2- 1 = ^ м*’тогда ширина фундамента Ь= ■/8,1 = 2,84 м. Принимаем Ь = 2,9 м.
Ширина уплотняемого основания byn = 1,46 = 1,4 • 2,9 = 4,05 я«
4,1 м.Площадь уплотняемого основанияFyn = 4,1 • 4,1 = 16,8 м2.Принимаем необходимую степень плотности D = 0,75. Тогда
коэффициент пористости уплотненного грунта по (10.15)еуп = емакс — D (емак'с — емин) = 0,96 — 0,75 (0,96 — 0,55) = 0,65.Отношение площадей согласно (10.17)о	^'св 	е0 By п	 0,96 0,65 	Л , ,-q“ - Fyn - 1+е0 “ 1+0,96 -О-158-Для уплотнения используем инвентарные сваи диаметром
d = 0,42 м. Площадь сечения сваия rf2 3,14-0,422 Л' 0 о
(йсв = -4- =	^— = 0,138 м2.Ориентировочное количество свай по формулеQFS п 0,158-16,8 1ПП = 	^	яа 19 шт.юсв 0,138Объемный вес уплотненного грунта основания по (10.20)1’>"“г+У + Г) = пда<‘ + О’26» =m w243
Расстояние между осями свай согласно (10.19)1 ='°'9М = °’95 • °-42 = 1.2 *'Пользуясь калькой, как указано выше, находим размещение
свай в основании и в связи с этим уточняем количество свай.
Расположение свай приведено на рис. 10.4.Определим вес песка на 1 м длины сваи. По лабораторным
определениям песок для свай имеет характеристики: ууд=2,65 Г/см3,= 12,0%. Тогда по формуле (10.21)0-^(l + ra) = TTw(1 + ra)-0'26 т-Определяем глубину уплотнения. Эта глубина (от подошвы
фундамента) равна высоте активной зоны. Используем метод экви¬
валентного слоя. Для песка и жесткого квадратного фундамента
из табл. 26 ^Oconst = 0,99.Мощность эквивалентного слоя по (6.19)hs = А (оconst Ь = 0,99 • 2,9 = 2,9 м.Глубина активной зоныН = 2hs = 2 • 2,9 = 5,8 м.Ввиду разрыхления грунта в верхней части скважин (выпирание)
уплотнение нужно вести с поверхности. Тогда общая длина песчаных
свай составит 5,8 + 1,0 = 6,8 м.Б. Глубинное уплотнение песчаных грунтов динамическими
воздействиями. Уплотнение рыхлых песков может производиться:
а) вибробулавами, б) виброфлотаторами, в) виброуплотнителем
ВНИИГСа, г) взрывами, д) толчками сжатого воздуха, е) с помощью
электроискровых импульсов.При уплотнении вибробулавы одиночные или соединенные кус¬
тами погружают в песок, после чего медленно извлекают. Для по¬
вышения эффективности, когда влажность песка недостаточна, при
вибрировании в грунт подается вода (гидровиброуплотнение).
С этой же целью применяют виброфлотаторы — вибраторы, соеди¬
ненные с трубой, через которую подается вода к месту уплот¬
нения.Лобасовым П. Д.* предложен более совершенный способ, осно¬
ванный на погружении в песок металлической трубы диаметром*	Лобасов П. Д. Глубинное уплотнение песчаных оснований под
водой. Сб. «Новые способы и вибрационное оборудование для производства спе¬
циальных земляных работ». ВНИИГС, Л., 1961.244
100—150 мм с приваренными к ней через 300 мм по высоте гори¬
зонтальными планками. Погружение и извлечение трубы и вибра¬
ция осуществляются вибропогружателями, прикрепленными к
трубе и подвешенными к крану.Взрывами песок может быть уплотнен, если они производятся
в глубине повторно 2—3 раза. Остальные методы еще не нашли
широкого применения.В.	Уплотнение просадочных
грунтов грунтовыми сваями.Глубинное уплотнение в дан¬
ном случае преследует цель —
уничтожение макропор и, сле¬
довательно, устранение проса-
дочности грунта. Производство
работ состоит из двух операций:
уплотнения грунта во время
изготовления скважин и засыпки
их местным грунтом. Изготов¬
ление скважины осуществляется
забивкой инвентарной сваи. Эта
свая обычно состоит из металли¬
ческой трубы диаметром 273 мм
и инвентарного башмака диамет¬
ром 400 мм. Забивка ведется
с поверхности земли или выше
отметки заложения фундамента
на 6d, где d — диаметр скважи¬
ны. В пределах этих 6d грунт
выпирается и разрыхляется.Вариантом указанного спосо¬
ба является изготовление сква¬
жин взрывами.На месте будущих скважин пробиваются шпуры диа¬
метром 60—80 мм. Далее в них опускается гирлянда зарядов взрыв¬
чатого вещества и производится взрыв. При взрыве шпур расши¬
ряется и образуется скважина.Заполнение- скважин в обоих случаях осуществляется местным
грунтом с послойным уплотнением трамбовкой весом 350—500 кГ,
сбрасываемой с высоты 2,5—3 м.В проекте уплотнения исходят из условия, что при средней
плотности, характеризуемой объемным весом скелета, грунт не
должен обладать просадочными свойствами. Обычно устранение
просадочности наблюдается при тСк^>1,6 TImz. Учитывая труд¬
ность контроля качества работ по глубинному уплотнению, при
проектировании предусматривают повышение плотности грунта
ДО Тск = 1,7 Т/м3. Коэффициент пористости уплотненного грунтаey"=Yja=3!£-K-	(Ю.22)ТскРис. 10.4. Расчетная схема к примеру245кПесчаная
подготовка
Для среднего значения удельного веса глинистых просадочных
грунтов 7уд = 2,7 Т/м3 коэффициент пористости при различных
значениях плотности приводится ниже.Требуемая плотность 7СК, Т/м9. . . . 1,65 1,70 1,75
Коэффициент пористости еуп	 0,636 0,588 0,542Относительная площадь сечения скважин на 1 м2 площади осно¬
вания вычисляется по формуле (10.17).	/В зависимости от природной пористости грунта, проектной
плотности его после уплотнения устанавливаются расстояния
между центрами грунтовых свай, указанные в табл. 56.Таблица 56Рекомендуемые расстояния L между осями
грунтовых свайе01,2241,0841,000,920,850,785уск = 1,65 т/мд1,8 d2t0d2,25 d2,5 d2,75tf3,25 dYck = 1,70 т/мь1,75 d1,90d2,1 d2,25 d2,5 d3,0 dYck= 1,75 т/м3\fid1,8 d2,0 d2,1 d2,25 d2,5 dПримечание, d — диаметр грунтовой сваи.Ширина дополнительно уплотняемой полосы в плане за конту¬
ром фундамента принимается не менее 0,16, где Ь — ширина фун¬
дамента, но во всяком случае не менее 0,5 м. Тогда площадь уплот¬
няемого основанияFyn = 1,26 (/ + 0,26),	(10.23)где I — длина фундамента.Для грунтов, у которых просадки проявляются даже при незна¬
чительных давлениях, ширина дополнительно уплотняемой полосы
принимается 0,2Ь.Глубина уплотнения принимается в зависимости от ожидаемой
просадки. При просадке менее 50 см уплотнение производится
в пределах сжимаемой толщи. Если ожидаемая просадка более
50 см, то уплотняют всю просадочную толщу. Сваи размещаются
на равных расстояниях в шахматном порядке. Независимо от числа
свай по расчету число их рядов по длине и ширине фундамента
принимается не менее 3. Необходимое количество грунта по весу
для засыпки на 1 м длины сваи устанавливается по формуле (10.21).
В этой формуле Wу—влажность, принимаемая на 1—3% меньше
влажности на границе раскатывания.246
Для предварительных расчетов необходимое количество грунта
на 1 м грунтовой сваи может быть принято следующее:Диаметр скважины в м	 0,40 0,45 0,50Вес грунта в Т	 0,240 0,304 0,375Пример 10.2. Рассчитать глубинное уплотнение грунтовыми
сваями основания фундамента, возводимого на просадочном суг¬
линке. Размеры подошвы фундамента 4X5 м, глубина заложения
ft = 1,8 м. Свойства грунта: коэффициент пористости е0 = 1,0,
удельный вес частиц 7УД=2,7 Т/м3. Расчетом установлено, что
ожидаемая просадка составит S = 22 см. Требуемая плотность
грунта Yck = 1,7 Т/м3. Коэффициент пористости уплотненного
грунта по формуле (10.22)г _ Туд Yck _ 2,7 — 1,7
уп	Y«	1.7 “ ’Относительная площадь скважины на 1 л2 площади основания
по формуле (10.17)О			п 1 '0 0,6 	 по- Тк ~ Т+То - и’ *Площадь уплотняемого основания по формуле (10.23)Fуп = 1,2b (I + 0,26) = 1,2 • 4 (5 + 2 • 0,5) = 27,8 м?.Принимаем диаметр свай d = 0,40 м. Площадь поперечного
сечения сваи(0св==^ = 3^4^40* = 0|125 ж2.Общая площадь всех свайFCB = FynQ = 27,8• 0,2 = 5,55 м2.Количество свайFCB 5,55 , гп = — = ТГТоЕ = 45 .<йСв 0,125Расстояние• между сваями по табл. 56 L = 2,Id = 2,1 >0,4 =
= 84 см.Расположение свай показано на рис. 10.5.Определим требуемую глубину уплотнения. Ввиду того, что
просадочность меньше 50 см, можно ограничиться уплотнением247
грунта в пределах сжимаемой толщи. Определим ее по методуI 5эквивалентного слоя. Для j = -^= 1,25 и суглинка из табл. 26^4fi>const = 1,2. Тогда по (6.19)hs = A o)Const b = 1,2 • 4 = 4,8 м.Н = 2hs = 2 • 4,8 = 9,6 ж.Фактическая мощность составляет
8,4 му т. е. требуется уплотнить
грунт в пределах всей глубины
слоя. Для того чтобы избежать
разрыхления грунта в верхней
зоне, намечаем уплотнение грунта
с поверхности. Разрыхленный слой
будет снят при отрывке котлована.Г. Уплотнение просадочных
грунтов предварительным замачи¬
ванием. Для уплотнения на пло¬
щадке бурятся скважины, которые
засыпаются песком и в песок по¬
дается вода до тех пор, пока не
произойдет замачивание грунта
на всю глубину. Под действием
собственного веса грунт, залегаю¬
щий ниже 5—7 м от поверхности,
постепенно уплотняется, теряя
свои просадочные свойства. В верх¬
ней части грунт остается неуплот¬
ненным, что при дополнительной
нагрузке может вызвать просадку
фундамента. Поэтому применение
метода предварительного замачи:
вания должно комбинироваться с поверхностным уплотнением
грунтов (см. § 62).Более подробные сведения по уплотнению грунтов замачиванием
имеются в литературе (см. приложение 1, п. 15).Рис. 10.5. Расчетная схема к при¬
меру§ 64. Закрепление грунтовЗакрепление грунтов сопровождается существенным изменением
их физико-механических свойств.Способ закрепления выбирается в зависимости от грунтовых
условий площадки, назначения и технико-экономической целесооб¬
разности закрепления, а также производственных возможностей
его осуществления.248Непросадочныигрунт
А.	Силикатизация грунтов. Способ силикатизации заключается
в нагнетании в грунт (через инъекторы) химических растворов,
которые, реагируя между собой или с содержащимися в грунте
солями, выделяют гель кремниевой кислоты. Гель обволакивает
частицы грунта, омоноличивает его и придает ему значительную
прочность.Силикатизация используется при устройстве оснований под
сооружения с целью увеличения их несущей способности или устра¬
нения водопроницаемости песков и просадочности лёссовых грунтов.
Кроме того, этот способ применяется для: а) укрепления грунтов
под существующими фундаментами; б) устройства водонепроница¬
емых завес и стенок при отрывке глубоких котлованов, в частно¬
сти, вблизи существующих зданий; в) борьбы с фильтрацией в
бетонных сооружениях, каменной кладке и т. п.Размеры подлежащего закреплению массива грунта устанавли¬
ваются в зависимости от характера напластования грунтов и на¬
значения закрепления. Так, например, при закреплении основания
с целью увеличения его несущей способности глубина укрепляемой
зоны принимается такой величины, при которой обеспечивается
устойчивость залегающего ниже грунта и осадки не превзойдут пре¬
дельных значений. Размеры закрепленного массива в плане прини¬
маются выступающими за грани фундаментов не менее чем на 0,2 м.В зависимости от вида закрепляемого грунта применяется двух¬
растворный или однорастворный способ силикатизации.Двухрастворный способ используется для закреп¬
ления песков с коэффициентом фильтрации от 2,0 до 80 м/сутки
и заключается в поочередном нагнетании в грунт растворов силиката
натрия и хлористого кальция. Концентрация раствора силиката
натрия (жидкого стекла) назначается по табл. 57Таблица 57Зависимость концентрации жидкого стекла
от коэффициента фильтрации закрепляемого пескаКоэффициент фильтрации в
м/суткиУдельный вес раствора жидкого стек¬
ла модуля 2,5 — 3,0 при t = 18°2 — 10
10-20
20 — 80✓1,35—1,38
1,38—1,41
1,41 — 1,44Удельный вес раствора хлористого кальция принимается 1,26—
1,28.Однорастворный способ применяется для закреп¬
ления лёссовидных грунтов, мелких и пылеватых песков. ^При силикатизации лёссов в грунт инъектируется раствор жид¬
кого стекла с модулем 2,6—3 и удельным весом 1,13. Силикат натрия249
вступает во взаимодействие с имеющимися в лёссе солями, которые
способствуют образованию геля кремниевой кислоты.Для закрепления мелких и пылеватых песков в нцх нагнетается
один из сложных гелеобразующих растворов, указанных в табл.58.Таблица.58Составы для однорастворной силикатизации
мелких и пылеватых песков№ гелеоб¬
разующего
раствораНаименование
компонентов рас¬
твораУдель¬
ный
вес рас¬
твора
при
/ = 18°Объемное со¬
отношениеПриготовление12а)	Фосфорная
кислотаб)	Силикат
натрияа)	Серная
кислотаб)	Сернокис¬
лый алюми¬
нийв)	Силикат
натрия1,0251.191,061,061.193 — 4
части1 часть1,3части0,7части1,5частиВ емкость вначале наливает¬
ся заданное количество фос¬
форной кислоты, а затем при
интенсивном помешивании до¬
бавляют силикат натрияВ горячей воде растворяется
сернокислый алюминий, затем
примешивается по расчету
остальное количество воды и
концентрированная серная кис¬
лота. В полученный коагулянт
при постоянном перемешива¬
нии заливается тонкой струей
силикат натрияПри омоноличивании колонки грунта одним инъектором
(рис. 10.6, а) радиус закрепления принимается по табл. 59.Таблица 59Радиус (R) закрепления грунта от одного инъектораГрунтыСпособ закрепленияVКоэффициент
фильтрации'
в м(суткиРадиус закрепления
грунта в мКрупные и сред¬
ние пескиМелкие и пыле¬
ватые пескиЛёссовые грун¬
тыДвухрастворнаясиликатизацияОднорастворнаясиликатизацияТо же( 2—10
10 — 20
\ 20 — 50
1 50 — 80( 0,3 — 0,5I	0,5-1II	~2{ 2 —5( 0,1— 0,3
0,3 —0,5
\ 0,5-1У 1 —2(0,3 — 0,410.4	—0,6
) 0,6 — 0,8
48— 1(0,3 —0,410.4	—0,6
10,6 — 0,8
48— 1(0,3 — 0,410.4	—0,6
10,6 — 0,9Ч),9—1Для закрепления массива грунта инъекторы располагаются
в плане в шахматном порядке (рис. 10.6, б). Расстояние между250
рядами инъекторов принимается равным 1,5 R, а между соседними
инъекторами 1,73 R. Закрепление грунтов по глубине производится
по зонам — «заходкам». Величина одной заходки на 0,5 R превышает
длину перфорированной части инъектора, обычно равной 0,5—1 м.Рис. 10.6. Схема расположения инъекторов при силикатизациигрунтов:а, б — размещение инъекторов в плане; в — то же, в разрезе, при
одной заходке; г — то же, при трех заходках: I, II, IIIПри двухрастворном способе закрепления вначале нагнетают жид¬
кое стекло заходками сверху вниз, а затем раствор хлористого
кальция заходками снизу вверх.На рис. 10.6, в показано закрепление грунтов одной, а на
рис. 10.6, г — тремя заходками. Перерывы между инъектированием
первого и второго растворов должны быть по возможности мень¬
шими и не превышать значений, указанных в табл. 60.Таблица 60Предельные интервалы во времени между
нагнетанием жидкого стекла и хлористого кальцияСкорость движения грунтовых вод в Mjcymtca . .00,51,53Перерыв в ч 	24621Количество инъектируемого в грунт раствора определяется
по формулех = anv,	(10.24)где х — объем раствора в л;а — коэффициент размерности;
п — пористость грунта в %;
v — объем закрепляемого грунта в м3.Значение коэффициента а принимается для крупных и средне¬
зернистых песков — 5 (для каждого раствора), мелких и пылева- •
тых песков — 12, лёссов — 8.251
Нагнетание растворов в грунт производят медленно и равно¬
мерно. В табл. 61 приведены рекомендуемые расходы растворов
и приобретаемая грунтом прочность после его закрепления.Таблица 61Скорости нагнетания раствора и прочность
закрепленного грунтаНаименование грунтаКоэффициент филь¬
трации в mJсуткиРасход раствора
в л/минВременное сопроти¬
вление на сжатие через
28 суток в кГ/см*Крупные и среднезер¬
нистые пескиМелкие и пылеватые
пескиЛёссовые грунты5 —10
10—20
20—80
0,3—1
1-5
0,1—0,5
0,5—21—22—33—5
1—2
2—52—33—535—3030—2020—155—48—6Во время производства работ осуществляют контроль за качест¬
вом химических растворов и закрепления грунтов в соответствии
с инструкцией (см. приложение 1, п. 13).Б. Закрепление грунта синтетическими смолами. В настоящее
время закрепление грунтов этим способом производится чаще всего
с помощью карбамидной смолы. Она используется для омоноличи-
вания сухих и водонасыщенных мелких песков с коэффициентом
фильтрации от 0,5 до 5 м! сутки и для закрепления лёссовых грун¬
тов. Закреплению смолизацией не подлежат (как правило) пески,
в состав которых входит более 3% глинистых фракций или карбо¬
натов (по весу). При содержании глинистых частиц от 1 до 3% или
карбонатов от 0,1 до 3% пески до закрепления обрабатываются
раствором соляной кислоты 3—5%-ной концентрации.При закреплении песков карбомидная смола используется сов¬
местно с отвердителем (раствором соляной кислоты). Рабочий геле¬
образующий раствор (табл. 62) приготовляется непосредственно
перед его инъекцией в грунт.Таблица 62Составы гелеобразующих растворов№ со¬
ставаНаименование компонентов гелеобразующего
раствораУдельный вес
раствора
при t = 20°Соотношение
компонентов
по объему123.(Карбамидная смола КМ (раствор 1:1)
(Соляная кислота (3%-ный раствор)(Карбавдидная смола МФ-17 (раствор 1 :1,5)
(Соляная кислота (3%-ный раствор)(Карбамидная смола МФ-17 (раствор 1:2)
(Соляная кислота (3%-ный раствор)1,07—1,081.0131,1—1,1051.0131,081.013100 частей
2—5 >100 »
10—12 >100 >8—10 >252
Радиус (R) закрепления грунта и расход раствора назначаются
в зависимости от коэффициента фильтрации К$'-/гф в Mfсутки	R в м	Расход раствора в л!мин0,5—1	 0,5 — 0,6	1—21—5	 0,6—1	2 — 5Для омоноличивания массива грунта объем гелеобразующего
раствора (в л) вычисляется по формуле (10.24), в которой коэффици¬
ент а = 10.При* смолизации лёссовидных грунтов применяется раствор
карбамидной смолы (без добавления соляной кислоты). После за¬
крепления этих грунтов они теряют просадочность и становятся-
практически водонепроницаемыми.Расстояние между инъекторами, объём закрепляемого массива
грунта, количество заходок и их расположение по глубине принима¬
ются, как и при однорастворной силикатизации песчаных грунтов.Временное сопротивление при сжатии закрепленного смоли-
зацией песка получается от 10 до 25 кПсм2> а лёссовидных грун¬
тов — 7—15 кГ/см2. После составления проекта производится опыт¬
ное закрепление грунта и в шурфе отбираются образцы для лабора¬
торного определения прочности и других характеристик.В.	Электрозакрепление грунтов. При пропускании постоянного
электрического тока через глинистые и другие грунты с коэффи¬
циентом фильтрации кф 0,01 м!сутки в них происходит переме¬
щение влаги в сторону катода, а отрицательна заряженных частиц —
к аноду. При этом водоотдача и коэффициент фильтрации грунта
резко возрастают.Указанное явление сопровождается: а) уплотнением и обезвожи¬
ванием грунта между электродами; б) свертыванием грунтовых кол¬
лоидов; в) химическими реакциями между составными частями грун¬
та. Все эти процессы способствуют ускорению твердения глинистого
грунта, которое в природных условиях протекает крайне медленно.В строительной практике в этих целях используются два спо¬
соба: электроосмос и электрохимическое закрепление.Электроосмос применяется в основном для:а)	повышения несущей способности и ускорения консолидациислабых глинистых грунтов:б)	увеличения устойчивости откосов и дна котлованов;в)	водопонижения в тонкодисперсных грунтах.При электроосмосе в грунт забивают электроды. В качестве
анода используются сплошные металлические стержни, а для като¬
дов применяются трубы с перфорацией в нижней части или игло¬
фильтры для удаления поступающей воды. Расстояние между
электродами (в м) разного знака Определяется по формулеL = >	(Ю-25)253
где v — рабочее напряжение в вольтах;J — плотность электрического тока в амперах на 1 ж2 осушаемого
грунта;р — удельное омическое сопротивление грунта в ом-см\Ф — коэффициент, зависящий от размеров и расположения
электродов, принимается в пределах от 2 до 3.На практике расстояние между одноименными и разноименными
электродами принимается порядка 0,6—1,5 м.Напряжение на электродах берется равным 35—60 в на 1 м рас¬
стояния между рядами электродов. Плотность тока составляет
8—12 а на 1 м2 сечения слоя закрепляемого грунта.Средний расход электроэнергии составляет 40—60 кет -ч на 1 м3
обезвоживаемого грунта.При электроосмосе грунт обезвоживается и уплотняется, а со¬
держащиеся в нем коллоиды коагулируют. Это приводит к увели¬
чению трения и сцепления между частицами грунта, уменьшению его
водопроницаемости, размокаемости, пучения и т. д. Нормативное
давление на грунт определяется по формуле (4.5) на основе исследо¬
ваний грунтов после их обработки. Проектирование сооружений
на этих грунтах ведется с учетом возможных изменений их свойств
во времени.Электрохимическое закрепление исполь¬
зуется для тех же грунтов, что и электроосмос. Этот способ характе¬
ризуется более коренным изменением свойств грунтов. Сущность
закрепления заключается в следующем. В грунт рядами на таком же
расстоянии друг от друга, как и при электроосмосе, погружаются
полые электроды (трубы с перфорацией в нижней части, или игло¬
фильтры). В полости анодов подается закрепляющий раствор (хло¬
ристый кальций, силикат натрия и др.). Откачка воды производится
из второй группы труб — катодов. Через грунт пропускается
постоянный электрический ток, под воздействием которого увели¬
чиваются скорость и радиус проникновения раствора и возрастает
интенсивность физико-химических процессов, приводящих к обра¬
зованию в грунте нерастворимых соединений и необратимых кол¬
лоидов. Указанные процессы происходят при взаимодействии
вводимых в грунт и содержащихся в нем химических соединений и
приводят к омоноличиванию грунта.Электрический ток в зависимости от разновидности способа
электрозакрепления пропускается в одном или разных направле¬
ниях. Изменение направления тока приводит к более равномерному
закреплению грунта между рядами электродов. Продолжительность
обработки грунта достигает 30—50 ч. Схема размещения электродов
при электроосмосе и при электрохимическом закреплении грунтов
показана н$ рис. 10.7.Электросиликатизация лёссовых и других грунтов
является дальнейшим развитием способа силикатизации и расширяет
границы его применимости. Этот способ закрепления используется254
при коэффициенте фильтрации грунтов менее 0,1 м! сутки. Если
на 100 г сухого грунта приходится более 0,013 г растворимых солей,
применяется однорастворный способ закрепления, при меньшем —
двухрастворный.Одна из возможных схем электросиликатизации показана
на рис. 10.8. Здесь в закрепляемый массив грунта погружаетсяпакет из пяти инъекторов.
Из них: средний инъектор яв¬
ляется нейтральным, внеш¬
ние — используются в ка¬
честве катодов, а два осталь¬
ных— как аноды. Раствор по¬
дается в три средних инъек-Рис. 10.7. Схема электроуплотнения илис¬
тых грунтов:/ — катод; 2 — анод; 3 — глухая часть элект¬
рода; 4 — перфорированная часть электрода;
5 — уплотненный массив; 6 — катодный ряд;
7 — анодный ряд; 8 — источник постоянного
токаРис. 10.8. Схема закреп¬
ления грунтов электроси¬
ликатизацией:/ — инъекторы для нагнета¬
ния раствора; 2 — зона за¬
крепления при одной заход-
ке; I — перфорированная часть
инъекторатора. При такой схеме размещения инъекторов радиус закрепления
грунта возрастает, а порядок производства работ остается примерно
таким же, как и при силикатизации.Расстояние между инъекторами (при электросиликатизации
грунтов) принимается по табл. 63. Длина перфорированной части
инъектора / равняется 1,0—1,5 м, а величина закрепленного участка
от одной заходки определяется из выражения£ = / + 0,5Л,	(10.26)где А — расстояние между анодом и катодом (табл. 63).255песокРазрезВодоотлив
Таблица 63
Количество раствора, вводимого в инъекторы,
и расстояние между ними в зависимости
от коэффициента фильтрации кф в электрическом полеПо опыту строительства время нагнетания раствора на одну
заходку принимается равным 20—25 мин при давлении 2,0—3,5 ати.
Постоянный ток напряжением 60 в и силой 25а подключается к инъек-
торам одновременно с началом нагнетания раствора, а выключаетсячерез 1 ч. В результате закрепле¬
ния грунт приобретает кубиковую
прочность порядка 6,5—13 к Г 1см2.При проектировании оснований,
закрепляемых электрохими¬
ческим способом, необ¬
ходимо:а)	выбрать химический состав
для закрепления грунта; б) опре¬
делить объем подлежащего закреп¬
лению грунта; в) составить.техноло-
гическую схему закрепления;г)	определить потребность в хими¬
ческих растворах и электроэнергии;д)	оценить стоимость работ по за¬
креплению основания; е) устано¬
вить нормативное давление на
грунт после его закрепления.При электросилика¬
тизации лёссовидных грунтов
закрепление производится на всю
мощность проса^очной толщи или
на такую глубину, при которой в случае замачивания грунта под
закрепленным массивом возможная просадка нижележащих грун¬
тов, а также ее неравномерность не превысят значений, указанных
в табл. 18.Г. Термическое закрепление грунтов. Этот способ применяется
для закрепления лёссовидных грунтов, чернозема и неводонасы¬
щенных обычных глинистых грунтов. Сущность термического
закрепления заключается в преобразовании структурных связейРис. 10.9. Схема установки терми¬
ческого закрепления просадочных
грунтов по второму способу:/ — компрессор; 2 — форсунка; $ — на¬
сос для подачи горючего в скважину; 5 —
емкость с жидким горючим; 6 — фильтр256кфв м! суткиРасстояние В
между средним
инъектором и
анодами в мРасстояние А
между анодами
и катодами в мРасстояние С
от катода до
границы закреп¬
ления в мРасход в
литрах на од¬
ну заходку0,10,20,30,40,450,60,750,90,30,40,50,60,10,120,150,2200250300400Нспросадоч'ныигрунт
в грунте под воздействием высоких температур. В результате за¬
крепления устраняются просадочные свойства грунтов, возрастает
их прочность и водостойкость.Термообработка производится посредством нагнетания в пробу¬
ренные в грунте скважины горячего воздуха при температуре
600—800° или сжигания топлива (газообразного, жидкого или
твердого) в скважине (рис. 10.9). Второй способ закрепления бблее
эффективен. В качестве топлива используются: природный и др.
горючие газы, соляровое масло, мазут. Для усиления фильтрации
раскаленного воздуха в грунте и создания рабочей температуры
в скважине (700—900°) в нее подается избыточное количество воз¬
духа и поддерживается давление в пределах от 0,15 до 0,5 ати.Диаметр скважин принимается равным 10—20 см, а глубина
их зависит от мощности слоя грунта, подлежащего закреплению,
и колеблется в пределах от 6 до 15 и более метров. Расстояние
между осями скважин зависит от величины и характера распределе¬
ния нагрузок по пятну застройки и принимается в соответствии
с инструкцией (см. приложение 1, п. 14).Обжиг грунта продолжается от 5 до 10 дней. При сжигании
80-5-180 кГ жидкого топлива на 1 м глубины скважины вокруг нее
образуется массив термически закрепленного грунта диаметром1,5-т-З м. Проектная прочность закрепленного грунта (временное
сопротивление на сжатие) достигает 10—30 кГ1см2.Для придания закрепленному массиву уширенной книзу формы
обжиг производится на отдельных по глубине участках (зонах)
скважины. Это достигается посредством опускания в скважину
специального регулятора (трубы с асбестовым сальником). Обжиг
грунта начинают с нижней части скважины с последующей пере¬
становкой сальника по высоте.Для уточнения времени обжига, расхода топлива и воздуха
на 1 mz закрепленного грунта, а также Диаметра и глубины закреп¬
ляемого массива производится обработка двух скважин на опытном
участке с последующей отрывкой шурфов или траншей на. всю
глубину термозакрепления. При вскрытии массива отбираются
образцы грунта для определения прочности и других характеристик
после его закрепления.
ГЛАВА 11.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
В ОСОБЫХ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЯХ
(справочные материалы)§ 65. Проектирование фундаментов на сильно- и неравномерно
сжимаемых грунтахПри возведении достаточно тяжелых зданий и сооружений, чув¬
ствительных к неравномерным осадкам, к сильносжимаемым от¬
носят грунты, обладающие модулем общей деформации менее
50 кГ/см2. Это соответствует грунтам, имеющим коэффициент от¬
носительной сжимаемости приблизительно 0,015 см21кГ. К ним
относятся насыпные грунты, илы, торфянистые и слабоуплотненные
глинистые грунты (озерно-ледниковые ленточные глины и суглинки,
дельто-лагунные супеси и суглинки, содержащие органику и др.).
Эти грунты обладают, как правило, неравномерной сжимаемо-
стью, что усложняет прогноз величины ожидаемых осадок.В общем случае осадка сооружения слагается из трех составляю¬
щих, каждая из которых вызывается различными причинами.S = 5уПЛ0тнения “Ь ^вспучивания *5разрушения*(11.1)Причины, приводящие к развитию неравномерных осадок, указаны
в табл. 64.Несущие конструкции различной жесткости и прочности неоди¬
наково чувствительны к развитию неравномерных осадок.Гибкие сооружения, следующие в каждой точке за перемеще¬
нием поверхности грунта, получают искривления без возникновения
дополнительных усилий в конструкциях. Примером служат раз¬
резные балки, неравномерная осадка опор которых не отражается
на их работе.Очень (абсолютно) жесткие сооружения (дымовые трубы, водо¬
напорные башни, элеваторы и др.) при надлежащей прочности несу¬
щих конструкций не могут изгибаться и выравнивают осадки поверх¬
ности основания. Это приводит к перераспределению давления по
подошве фундаментов. Где податливость основания оказывается
меньше, давление концентрируется,и наоборот. При несимметричной
податливости основания сооружения получают крен (рис. 11.1, а).258
Таблица 64Основные причины развития неравномерных осадок259Вид осадкиПричина развития неравномерных осадокВлияние на развитие
неравномерной осадки4•^уплотнения осад¬
ка от уплотнения
грунтов в основа¬
нии•^ вспучивания ОСаД-
ка, развивающаяся
вследствие набуха¬
ния грунта основа¬
ния при откопке
котлована и пос¬
ледующего уплот¬
нения при прило¬
жении нагрузки,
равной природной•^разрушения А) ОСЭД-
ка, связанная с
пластическими де¬
формациями грун-1.	Выклинивание отдельных слоев
грунта основания в пределах контура
здания2.	Линзообразное залегание отдель¬
ных видов грунта3.	Неодинаковая мощность слоев
грунта, залегающих в основании4.	Неодинаковая плотность грунта
или неравномерное . распределение
в грунте различных включений (тор¬
фянистых, валунов и др.)5.	Неодинаковая нагрузка на фун¬
даменты сооружений, а следовательно,
неодинаковые размеры подошвы от¬
дельных фундаментов при одной и той
же интенсивности контактного дав¬
ления6.	Большее влияние загружения со¬
седних фундаментов на осадку фун¬
даментов в средней части сооружения
и меньшее — на осадку крайних и уг¬
ловых фундаментов7.	Неодновременное загружение
фундаментов в период постройки со¬
оружения8.	Загружение отдельных фунда¬
ментов нагрузкой меньше проектной9.	Неодинаковое набухание грунтов
основания вследствие, причин, указан¬
ных в пунктах 1, 2, 3, 410.	Откопка котлованов в отдель¬
ных частях сооружения на различную
глубинуИ. Большее набухание грунтов
под центральной частью котлована,
чем под краями и углами12.	Различная продолжительность
времени, в течение которого набуха¬
ют грунты основания в отдельных
частях сооружения13.	Неодинаковое сопротивление
грунтов сдвигу вследствие причин,
указанных в пунктах 1, 2, 3, 414.	Неодинаковое развитие зонОсновное. Не¬
равном е р н о с т ь
осадки уплотнения
во многих случаях
может быть опре¬
делена расчетом!Незначительное.
Осадка вспучива¬
ния может иметь
практическое зна¬
чение при глубине
котлованов 5-и бо¬
лее метровНезначительное,
при давлении по
подошве меньше/?”
Продолжение таблицы 64260Вид осадкиПричины развития неравномерных осадокВлияние на развитие
неравномерной осадкита, сопровожда¬
ющимися процес¬
сом выдавливания
грунта из-под фун¬
даментов в сторо¬
ныБ) осадка, являю¬
щаяся следствием
нарушения струк¬
туры грунтов в
основании при про¬
изводстве работпластических деформаций вследствие
причин, указанных в пунктах 5, 7, 815.	Воздействие метеорологических
факторов:а)	промерзание и оттаивание
грунтов в основании как при
устройстве фундаментов, так и
во время возведения самого со¬
оружения;б)	набухание и размягчение грун¬
тов основания вследствие увлаж¬
нения их атмосферными осад¬
ками;в)	высыхание грунтов основания
под воздействием солнечной ра¬
диации и ветра16.	Воздействие грунтовых вод:а)	разрушение слоев грунта гид¬
ростатическим давлением;б)	разрушение грунта в резуль¬
тате гидродинамического воздей¬
ствия; 4в)	суффозия грунта потоком
грунтовых вод, поступающих в
котлован или приямки17.	Динамические воздействия на
водонасыщенные очень пористые пы¬
леватые и глинистые грунты:а)	при перемещении механизмов
по дну котлована;б)	при ударах землеройных ме¬
ханизмов о грунт;в)	при, ударах, например, при
разрыхлении откапываемого мер¬
злого слоя грунта;г)	при выполнении взрывных ра¬
бот около возводимого сооруже¬
нияМожет быть
очень большим
при неправильном
выполнении работ
При применении
соответствующ и х
методов производ¬
ства работ по уст¬
ройству фундамен¬
тов эти воздейст¬
вия полностью или
в значительной сте¬
пени устраняются
Большая часть сооружений обладает конечной жесткостью. По¬
этому при различной податливости основания происходит лишь
частичное выравнивание осадок и одновременно перераспределе¬
ние давления по подошве фундаментов, вызывающее концентрацию
давления на участках, под которыми основание обладает меньшей
податливостью. Это приводит к возникновению дополнительных
усилий в фундаментах и несущих конструкциях сооружений. Когда
конструкции не способны воспринять дополнительные усилия, в них
появляются трещины (рис. 11.1). В сечениях по трещинам резко
уменьшается жесткость конструкций (например, стен зданигя). Это
способствует развитию неравномерных осадок, а следовательно,
уменьшению концентрации давления по подошве фундаментов и
дополнительных усилий в несущих
конструкциях сооружений.Перераспределение давления по
подошве фундаментов при большой
неоднородности грунтов основания
зависит от:а)	размеров сооружения и рас¬
пределения давления в плане;б)	соотношения жесткостей со¬
оружения и основания;в)	неравномерности податливо¬
сти основания по площади за¬
стройки;г)	соотношения скорости возве¬
дения сооружения и увеличения его
жесткости во времени, с одной стороны, и развития осадок и их
неравномерности во времени, с другой.Весьма важно хотя бы ориентировочно оценить возможное пере¬
распределение давления по подошве фундаментов и возникающие
при этом в конструкциях дополнительные усйлия. Вследствие не¬
определенности работы неравномерно оседающего основания сов¬
местно с работой несущих конструкций сооружения обычно назна¬
чают конструктивные мероприятия, направленные на уменьшение
чувствительности этих конструкций к неравномерным осадкам
(табл. 65). Принимаются также меры по уменьшению ожидаемой
неравномерности осадки, к которым относятся:а)	устройство различно заглубленных фундаментов из расчета
оставления ниже подошвы слоя одинаковой мощности сильносжи-
маемого грунта (рис. 11.2);б)	применение более широких фундаментов с уменьшенным дав¬
лением по подошве, где ожидаются большие осадки;в)	использование верхнего более плотного слоя в качестве рас¬
пределительной подушки;г)	замена верхней части слабого слоя грунта на песчаную или
иную подушку; 4Рис. 11.1. Формы деформации соору¬
жений при неравномерных осадках261
Таблица 65Мероприятия по уменьшению чувствительности
конструкций сооружений к неравномерным осадкам262Форма деформацииХарактер конструкций
сооруженииРекомендуемые мероприятияКрен
'рис. 11. 1, в)Прогиб и выгиб
■перегиб)
рис. 11. 1, б, в)Жесткие высо¬
кие сооруженияЗдания с несу¬
щими продольны¬
ми стенами1.	Возведение сооружения с об¬
ратным креном, равным половине рас¬
четного значения2.	Устройство непрерывного арми¬
рования вдоль всех наружных и вну¬
тренних стен в виде сварной армату¬
ры, железобетонных или железокир¬
пичных поясов3.	Разрезка здания на части оса¬
дочными швами, располагаемыми в
местах: резкой неоднородности грун¬
тов основания, переходов к другой
высоте здания, поворотов здания и
в местах температурных швов\4.	Устройство общей перемычки
над проемами, разделенными про¬
стенками, имеющими ширину менее
половины высоты проемов5.	Увеличение глубины заделки
опор перемычек, прогонов и насти¬
лов перекрытий6.	Повышение прочности заделки
анкеров перекрытий и прогонов7.	Уменьшение коэффициента ус¬
ловий работы в 1,5 раза при расче¬
те элементов стен и фундаментов на
сжатие8.	Устройство несущих конструк¬
ций по возможности одного типа (не¬
желательно сочетать возведение тя¬
желых наружных стен и несущих вну¬
тренних колонн, получающих основ¬
ную нагрузку в последующее время)9.	Возведение отдельных железо¬
бетонных колонн на ленточных фун¬
даментах, соединенных с фундамен¬
тами наружных стен
Продолжение табл. 65263Форма деформацииХарактер конструкций
сооруженийРекомендуемые мероприятияПерекос
(рис. И. 1, г)ЛМногоэтажные
здания с несущи¬
ми каркасамиОдноэтажные
производственные
каркасные зданияЗдания с несу¬
щими продольны¬
ми стенами10.	Устройство осадочных швов в
местах примыкания резко различно
загруженных стен, если использова¬
ние таковых необходимо11.	Придание отдельным частям
здания различного по величине стро¬
ительного подъема в соответствии с
ожидаемыми осадками12.	Устройство монолитных лен¬
точных фундаментов в виде пере¬
крестных лент или сплошных плит
с максимальной жесткостью13.	Разрезка здания осадочными
швами в соответствии с пунктом 314.	Распределение собственного ве¬
са конструкций здания по возмож¬
ности равномерно между отдельны¬
ми фундаментами, добиваясь одина¬
ковой осадки фундаментов здания15.	Устройство разрезных конструк¬
ций16.	Применение конструкций с мак¬
симальной гибкостью, если необхо¬
димо их делать нераЗрезными17.	Выполнение пп. 3, 4, 5, 8, 9, 10,
12 применительно к одноэтажным кар¬
касным зданиям18.	Расположение осадочного шва
в месте ожидаемого перекоса19.	Устройство железобетонной же¬
сткой разгрузочной балки в преде¬
лах высоты фундамента20.	Выполнение мероприятий, пе¬
речисленных пп. 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
И в месте ожидаемого перекоса в
пределах длины участка здания, рав¬
ного двум его высотам. При этом ар¬
мирование кладки стены должно вы¬
полняться в каждом этаже в одном
или двух горизонтах
д)	устройство более глубоких подвалов в части здания, осадка
которой ожидается больше соседних частей;е)	возведение части здания на консолях.Дополнительно при осадке зданий более 15 см руководствуютсяследующими положениями:а)	зданиям придают строительный подъем, т. е. принимают от¬
метку обреза фундамента выше на величину ожидаемой осадки;б)	в фундаментах над вводами и выпусками трубопроводов пред¬
усматривают зазор не менее ожидаемой осадки;в)	вводы и выпуски прокладывают в каналах, обеспечивающих
нормальные условия эксплуатации трубопроводов при значитель¬
ной неравномерности между осадкой здания и ближайшего колодца
на коммуникации;г)	канализационные выпуски делаются с уклонами, которые
гарантируют даже после развития полной осадки уклон труб отздания, при этом учитывается и осад¬
ка поверхности грунта около него;д)	зазор осадочного шва делается
из расчета возможного крена отдель¬
ных частей сооружений и во всяком
случае не менее 3 см, зазор запол¬
няется упругим материалом (мине¬
ральной ватой и т. п.).При проектировании фундаментов
на сильносжимаемых грунтах основ¬
ное внимание уделяется оценке их
сжимаемости и изменчивости этой ха¬
рактеристики. Если данные изысканий недостаточны, то прини¬
мают, что под одинаково загруженными фундаментами развивается
неравномерность осадки основанияAS = 0,5Scp,	(11.2)где Scp — средняя осадка сооружения.При неравномерной податливости основания стены зданий ис¬
кривляются и в них возникают дополнительные усилия, характер¬
ные для изгиба. Кладка несущих стен хорошо сопротивляется
сжатию и плохо растяжению. Для того, чтобы воспринять растя¬
гивающие усилия, возникающие при изгибе, вдоль всех стен устра¬
ивают непрерывные пояса армирования.Сечение арматуры обычно назначают по конструктивным со¬
ображениям в каждом поясе от 2 до 15 см2, чаще всего 5—10 см?.
Иногда возникает необходимость произвести прикидочный расчет
армирования стен.В простейшем случае можно принять, что в результате неоди¬
наковой сжимаемости грунтов основания эпюра контактного дав¬
ления вдоль фундамента равномерно загруженной стены имеет
один из видов, изображенных на рис. 11.3. Случай а соответствуетРис. 11.2. Уменьшение неравно¬
мерности осадки за счет различ¬
ного заглубления фундамента:1	— фундамент продольной стены;2	— сил ьносжи маемый грунт; 3 —подстилающий хороший грунт264
меньшей податливости грунтов под средней частью стены, случай 6
то^се под крайними частями (прогиб). Для случая а после исклю¬
чения уравновешенных частей эпюры получим расчетную эпюру
(рис. 11.3, в). Тогда интенсивности неуравновешенного давления р
и сечение арматуры Fa можно опре¬
делить по формулам *Р ~ aL (7а2 +16) * ' ' '
р 	 ®/макс ^ст^к Ь2 /11 л \(7«*+ 16)flam0mK ’ 1 ' >где а — отношение длины расчет¬
ного участка стены (обыч¬
но равного длине стены)
к ее рабочей высоте Я;Ьст — осредненная толщина сте¬
ны с учетом ее ослабления
проемами;Ra — расчетное сопротивление
арматуры;Ек — модуль длительной дефор¬
мации кладки стены и фун¬
дамента;/макс — максимальный прогиб, на который происходит выравни¬
вание неравномерности осадки вследствие сопротивляемости стены
с фундаментом изгибу;та и тк — коэффициенты условий работы арматуры и кладки;1,2 — осредненный коэффициент перегрузки.При этомЕк = £упР j *	01-5)/макс = (1-П)^Ф(а),	(11.6)где £упр — модуль упругости кладки стены и фундамента;<р, — характеристика" ползучести;AS — относительная неравномерность податливости основа¬
ния, определяемая из выражениядс 	 ^маКс ^мин .5 “ 0,51 ’Рис. 11.3. Эпюры реактивных дав¬
лений при неравномерной податли¬
вости грунтов основания* Далматов Б. И. К вопросу возведения зданий на сильносжимаемых
грунтах. Научные труды ЛИСИ, вып. 13, Госстройиздат, Л.—М., 1952.9 В. И. Далматов265
п — доля неравномерности осадок, нарастающих в период
возведения здания и твердения раствора;Ф(а) — функция, зависящая от а = L : Н.Ориентировочно принимают:при а ^ 1	Ф (а) = 0,9при а = 1,5	Ф (а) = 0,8при а = 2	Ф (а) = 0,7при а —4	Ф (а) = 0,5Значение <р* определяют экспериментально или приближенно
принимают в. зависимости от конструкции стен:а)	крупнопанельных	2—3б)	крупноблочных	3—4в)	кирпичных и др. мелких кам¬
ней 	4—5Величина разности SMaKC — дУмин определяется расчетом осадок
или ориентировочно для стен длиной 60—100 м назначается по
(11.2). Величина п обычно принимается 0,25 -*• 0,75 в зависимости
от времени твердения раствора, скорости возведения стен и скорости
нарастания осадок во времени. Большее значение соответствует кир¬
пичной кладке на сложном растворе, а меньшее — крупнопанель¬
ным зданиям и кладке на цементном растворе.За рабочую высоту стены Н принимают:а)	при выгибе (перегибе) стены — расстояние от подошвы до
верхнего пояса;б)	при прогибе — расстояние от верха стены (карниза) до ниж¬
него пояса.Полученное по формуле (11.4) сечение арматуры соответствует
случаю размещения ее в одном горизонте. Вследствие необходимости
армирования стены в процессе возведения, пояса устраиваются через
этаж или в каждом этаже. Если принять одинаковую площадь сече¬
ния арматуры в каждом поясе, то, учитывая рис. 11.4, получим:F*l = F>1 =	Ря. = Рл—Н~а.	(Ц.7)£№-<01=1здесь / — число одновременно работающих поясов;
а = 0,1 Я.Аналогично по формулам (11.4) и (11.7) можно определить рас¬
четом сечение арматуры в фундаменте и нижней части стены при
прогибе и эпюре, изображенной на рис. 11.3, б. Примеры конструк¬
ции поясов приводятся на рис. 11.5. При сборных фундаментах
устраивают пояса по первому или второму ряду блоков. Второе266
решение принимается при прерывистой подушке. Часто делается
железобетонный пояс также по верху фундаментов (рис. 11.6).Кроме расчета продольной арматуры, производят проверку на
действие главных растягивающих напряжений. В начале проверя¬
ют удовлетворяется ли неравенствоp^6(pp-VoA),	(11.8)где р — интенсивность неуравновешенного давления, определяе¬
мого но формуле (11.3), в кГ/см",Ь — ширина подошвы фундамента в см;р? — среднее напряжение по подошве фундамента от расчетной
нагрузки в кГ/см2;
у0h — природное давление на отметке подошвы фундамента
в кГ/см2.Зная р, находят главные растягивающие напряжения т, которые
.должны быть меньше прочности кладки на растяжение.т = нщИяр.к,	<П-9)здесь Ъп — приведенная толщина стены по ослабленному вертикаль¬
ному сечению;Rp.k — расчетное сопротивление кладки растяжению.Рис. 11.4. Схема распре¬
деления усилий по верти¬
кальному сечению стены
при перегибеРис. 11.5. Конструкция поясов:а — железобетонный пояс; б — арми¬
рованный пояс в утолщенном шве
кладкиРис. 11.6. Раз¬
мещение ^поясов
в сборном фун¬
даменте1	— пояс в виде
уйшренного шва;2	— железобетон¬ный поясПример 11.1. Определить армирование стены, если дано: Z,=
—68 м, Н = 17 м, стена шлакобетонная толщиной 40 см, Еу„р =
= 60 ООО кГ/см2, рр = 2,0 кПсм2, ожидаемая осадка S 16 см
с неравномерностью 40%.9*267
Тогда““Тртто"0-0019-В случае выгиба (перегиба) стеныa = A=4i Ф (а) =0,5.Примем 0,3, q>t = 4, следовательно, по (11.6) и (11.5)/макс = (1—0,3). 0,0019-^- • 0,5 =2,26 см,Ек =	= 12 ООО кГ/см2.С учетом 30% проемйости примем приближеннобет = 0,7 • 40 = 28 cjh.Тогда по формуле (11.4)р 8.2,26.28.12 000.1,2 _^0
(7 • 4*+16) • 1700 • 0,9 • 0,9 —	М 'Площадь сечения арматуры в поясах каждого этажа по (11.7)р 	р 	 р 	 д 	qp* в	1700— 170	q л^2а1— 42 ~ Газ — Га* ~ 0 1700 + 1400 + 1100-f 800 -4-170 ^ М 'Проверяем условие (11.8) по формуле (11.3)160 - 2,26 - 28-12 000-1,2 г.
р ~ 4 • 6800 (7 - 42+1б)	кГ/см;Ъ (pv — Yoh) = 120 (2 — 0,4) = 192 кГ/см.Условие (11.8) удовлетворено.т = 7-0,5-40 = КГ/СМ*>что допустимо.Аналогично определяется арматура поясов в фундаментах при
прогибе стены (см. эпюру на рис. 11.3, б). Более подробно приемы
проектирования фундаментов на сильносжимаемых грунтах рас¬
смотрены в работах.*^Васильев Б. Д. Возведение капитальных зданий на сильносжимае¬
мых основаниях. Госстробиздат, 1952 и [2,5].268
§ 66. Проектирование фундаментов на просадочных грунтахПросадкой грунтов основания называется быстро протекающая
осадка, возникающая при коренном изменении их структуры вслед¬
ствие избыточного увлажнения. Свойством просадки обладают,
обычно, лёссы и лёссовидные суглинки. Вследствие наличия круп¬
ных пор эти грунты иногда называют макропористыми. Просадочные
лёссовые грунты обладают характерными признаками. Они имеют
довольно однородный гранулометрический состав (состоят, в ос¬
новном, из пылеватых частиц); большую пористость (около 50%),
малую влажность. На образцах грунта видны крупные поры
(макропоры диаметром 0,5 — 5 мм и более). В грунте содержится
значительное количество карбонатов. При замачивании они очень
быстро размокают, полностью теряют первоначальную структуру.
Признаком просадочности глинистых грунтов со степенью влаж¬
ности G < 0,6 является критерийef=g^-0,l, - (11.10)где е0 — коэффициент пористости образца природного сложения
и влажности;ет — коэффициент пористости того же образца грунта, соответ¬
ствующий влажности на границе текучести и определяе¬
мый по формулеOi.iDгде уУд и у„ — удельный вес частиц в Г/см9;WT — предел текучести.Характеристикой просадочности грунта является относитель¬
ная просадочность^пр = ~~Ц~ *	(П.12)где h — высота в см образца грунта природной влажности, обжа¬
того без возможности бокового расширения давлением р,
равным давлению на данной глубине от веса сооружения
и собственного веса вышележащего грунта;
hr — высота в см того же образца грунта после замачивания
при сохранении давления р в кГ1см?;
h0 — высота в см того же образца грунта природной влажности,
обжатого давлением, равным природному, без возможности
бокового расширена26?
Относительная просадочность 6пр является относительной дефор¬
мацией грунта, вызванной замачиванием под нагрузкой. При ис¬
следовании грунтов устанавливается относительная просадочность
при разных напряжениях, вызванных нагрузкой от фундамента и
собственного веса грунта. По результатам этих исследований стро¬
ится график зависимости бпр — р (рис. 11.7), позволяющий опреде¬
лять 6пр при любой величине давления.Существуют два способа исследования просадочных грунтов для
определения бпр.а)	Испытываются два образца из одного монолита. Один из них
испытывается при природной влажности, а другой — после зама¬
чивания до насыщения водой. Нагружение производят ступенямиРис. 11.7. Графики относительной п росадо чности:а — по методу одной кривой; б — по методу двух кривыхпо 0,5 кГ/см2 до наибольшего давления в основании (см. ниже).
Определяют деформации образцов при каждой ступени нагрузки.
По разности деформаций вычисляют относительную просадочность
при каждой ступени нагрузки (рис. 11.7, б). Этот метод в литературе
получил название «метод двух кривых».б)	Из одного монолита в компрессионных приборах испыты¬
вается несколько образцов, каждый под заданным давлением с по¬
следующим замачиванием. Непосредственными измерениями на¬
ходятся деформации бпр и строится график бпр — р (рис. 11.7, а).
Этот метод называется «метод одной кривой».Относительная просадочность грунта в пределах одного здания,
а тем более целой площадки, может колебаться в значительных пре¬
делах. Между тем величина б11р является расчетной. Поэтому для
получения достоверных данных для каждого пласта необходимо
определить бпр в разных точках как по простиранию, так и по
глубине.Грунт с бпр < 0,01 считается непросадочным.Величина просадки основания в случае замачивания является
решающим фактором при выборе типа основания. Для определения
ожидаемой просадки необходимо иметь следующие исходные матери¬270
алы: а) напластование грунтов, относительную просадочность каж¬
дого слоя при любом интересующем давлении, положение уровня
грунтовых вод; б) размеры фундамента, глубину его заложения, дав¬
ление по подошве. Далее обычными методами определяются напряже¬
ния от собственного веса грунта и от дополнительной нагрузки, пере¬
даваемой фундаментом (см. гл. 6). Эпюра давлений от собственного
веса строится на всю просадочную толщу, т. е. до уровня, где
6„р sg 0,01, или до уровня грунтовых вод. Эпюра давлений от уплот¬
няющей нагрузки (фундамента) строится на глубину, установленную
СНиП П-Б.1—62*(см. гл. 6). Зная величину суммарных напряжений
в каждом слое грунта и относительную просадочность при данном
напряжении, находят величину просадкиi=n(11ЛЗ)«=1где 6npi — относительная просадочность грунта t'-ro слоя в преде¬
лах основания при давлении р,-, равном сумме природного
давления и избыточного давления от фундамента соору¬
жения в.середине рассматриваемого слоя;Hi — толщина t'-го слоя в см\
т — коэффициент условий работы;
п — число обжимаемых слоев.Коэффициент. условий работы принимается:а)	в пределах деформируемой зоны толщиной 1,5 Ь, непосред¬
ственно примыкающей к подошве фундамента (где Ь — ши¬
рина фундамента) т = 2,0 при b = 0,5 -ь 2,0 м, т = 1,0 при
Ь 2,0 м;б)	в нижележащих слоях просадочных грунтов т — 1,0 незави¬
симо от размеров фундамента в плане.Пример 11.2. Определить возможную просадку фундамента
с размерами подошвы 2,0 X 2,8 м, глубиной заложения h = 1,0 м
от уровня планировки. Планировка срезкой 1,0 м. Давление по
подошве рн = 2,40 кГ1см2. Грунтовые условия на рис. 11.8. Объем¬
ный вес Yo приведен для замоченного (водонасыщенного) грунта.
Зависимости 6пр — р для обоих грунтов заданы (табл. 66).В соответствии с указаниями гл. 6 определяем напряжения
от собственного веса грунта P()Z и дополнительные напряжения
рг = а (рн — у©Щ- Результаты подсчетов приводятся в табл. 66.
Строим эпюры напряжений (рис. 11.8).В точке 8 рг<С 0,2 рвг. Ниже точки 10 6пр 0,01, т. е. грунт
не просадочный. Возможная просадка по формуле (11.13)S = 2 • 80 (0,043 + 0,04 + 0,035 + 0,031) + 1-80 (0,03 + 0,013 +
0,016+ 0,016+ 0,016) = 32,1 см.Проектирование фундаментов на просадочных грунтах в основ¬
ном имеет ту же последовательность, как на непросадочных.271
Таблица 66№точкиРбг в
кГ/см*Рг в
кГ/см*Pi=P6z+Pz
в кГ/см*Pl+PlH2в кГ1см*6nptт12345678
9100,180,320,460,610,750,901,051,201,351,402,221,881,180,720,460,320,230,172.40
2,20
1,64
1,33
1,21
1,22
1,28
1,37
1,351.402,301,921,481,271,211,251,321.361.370,0430,040,0351,0310,0300,0130,0160,0160,0160,012,02,02,02,01,01,01,01,01,0Последовательность проектирования: а) оцениваются инженерно¬
геологические условия, свойства грунтов, определяется тип грун¬
товых условий по просадке, б) выбирается глубина заложения фун¬
дамента, в) определяются размеры фундамента на естественномРис. 11.8. Расчетная схема к примеруосновании, г) определяется возможная просадка основания, д) уточ¬
няются тип основания, глубина заложения, тип фундамента, раз¬
меры фундамента, е) рассчитывается искусственное основание
(в случае необходимости), ж) производится конструктивный расчет
фундамента. Рассмотрим эти позиции более подробно.272
При оценке инженерно-геологических условий обращается вни¬
мание на просадочные свойства грунтов. Грунтовые условия в за¬
висимости от возможности просадки грунта под действием собствен¬
ного веса при замачивании подразделяются на два типа:I тип, для которых просадка грунта от собственного веса отсут¬
ствует или не превышает 5 см,II	тип, для которых возможная просадка грунтов от собственного
веса превышает 5 см.Возможность просадки от собственного веса и ее величина опре¬
деляются в процессе изысканий путем опытного замачивания в по¬
левых условиях. В зависимости от типа грунтовых условий назнача¬
ются мероприятия, обеспечивающие эксплуатационную пригодность
сооружения. При I типе просадка возможна только от веса сооруже¬
ния при попадании воды непосредственно под фундаменты. Для ис¬
ключения возможности такой просадки устраняют просадочность
грунта в пределах деформируемой зоны (около 1,5 6, где b — ширина
фундамента). При II типе требуется осуществить дополнительные
водозащитные или конструктивные мероприятия либо устранить
просадочные свойства грунта на всю глубину просадочной толщи.При выборе глубины заложения фундаментов, кроме положений,
изложенных в гл. 3, учитывается, что верхняя часть лёссовых грун¬
тов часто разрыхлена землероями. Эту зону прорезают и заклады¬
вают фундаменты на отметке, где количество ходов землероев не пре¬
вышает 2 на 1 м2 дна котлована.Следует обратить внимание на связь между глубиной заложения
и просадкой. Из формулы 11.13 видно, что если увеличить глубину
заложения фундамента (рис. 11.9), то уменьшается просадочная
толща и величина просадки. Прорезка всего просадочного слоя
снижает просадку до нуля. Иногда увеличение стоимости фундамента
при его заглублении перекры¬
вается экономией на устрой¬
стве искусственного основа¬
ния или водозащитных и кон¬
структивных мероприятиях.Это устанавливается технико-
экономическим сопоставле¬
нием вариантов. Устройство
глубоких котлованов в проса¬
дочных грунтах не представ¬
ляет затруднений: грунты
безводны, хорошо держат вертикальные откосы значительной
высоты, разработка осуществляется обычными землеройными
снарядами.Иногда применяют свайные фундаменты или устраняют про¬
садочность грунтов (см. рис. 11.9). Определение размеров фунда¬
ментов на естественном основании производится так же, как на
обычных, непросадочных грунтах (см. гл. 4—6).Рис. 11.9. Варианты устройства фундамен¬
тов в просадочных грунтах273Непросадочный грунт
После нахождения размеров фундамента проводится определе¬
ние возможной просадки .основания (см. выше). При этом должно
удовлетворяться требование расчета оснований по деформациямS<Snp, (	(11.14)где S — возможная суммарная величина просадки и осадки;Snp — предельная деформация основания для данного сооружения.Предельная деформация основания устанавливается проектной
организацией. Если соответствующих материалов не имеется, то
назначают Snp по табл. 17 и 18. При этом следует принимать для
глинистых грунтов В ^ О.Если ожидаемая просадка больше предельной, то необходимо
принять водозащитные или конструктивные мероприятия либо ис¬
пользовать свайный фундамент или искусственное основание (устра¬
нение просадочности см. ниже). В зависимости от принятых мер
может потребоваться повторный расчет фундамента для новых усло¬
вий основания.	1Для устранения просадочности грунтов применяют несколько
методов.а)	Поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками (см. § 62).б)	Устройство грунтовой подушки. По всей площади сооруже¬
ния грунт вынимается на глубину на 2—3 м ниже подошвы фунда¬
мента. Вынутый грунт увлажняется до оптимальной влажности
и засыпается обратно в котлован слоями с уплотнением. В резуль¬
тате уменьшается мощность просадочной толщи и снижается веро¬
ятность проникновения воды в просадочный грунт. Этот метод
сочетается с уплотнением грунта ниже дна котлована тяжелыми
трамбовками.в)	Глубинное уплотнение грунтовыми сваями (см. § 63).г)	Термическая обработка грунта (см. § 64). ,д)	Силикатизация — химическое закрепление грунта (см. § 64).Выше было отмечено, что если ожидаемая просадка превышаетпредельную, то могут быть использованы водозащитные и конструк¬
тивные мероприятия.Водозащитные мероприятия сводятся к недопущению замачива¬
ния основания водой атмосферных осадков или из трубопроводов
различного назначения. Они включают компоновку генеральных
планов, планировку территории, специальные правила устройства
трубопроводов и др.Конструктивные мероприятия применяются для обеспечения
общей устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и
сооружений при возможных просадках от случайного замачива¬
ния грунтов. -Конструктивные мероприятия включают разрезку
здания осадочными швами, увеличение прочности отдельных эле¬
ментов, использование конструкций, мало чувствительных к осад¬
кам, и др.274
§ 67. Проектирование фундаментов на вечномерзлых грунтахПроектирование фундаментов в районах распространения вечно¬
мерзлых грунтов должно производиться в соответствии с СНиП
И-Б. 6-66. Вопросы проектирования и способов возведения фунда¬
ментов при наличии вечномерзлых грунтов освещены в специальной
литературе (6, 9, 26, 32).При проектировании фундаментов в районах распространения
вечномерзлых грунтов дополнительно учитываются: 1) мерзлотно¬
грунтовые условия строительной площадки и изменения этих усло¬
вий в результате строительства и хозяйственного освоения терри¬
тории; 2) тепловые и механические взаимодействия сооружений
с грунтами основания. Для этого мерзлотно-грунтовые условия
характеризуются:а)	распространением и формой залегания вечномерзлых грунтов;б)	составом, сложением и строением грунтов;в)	толщиной сезоннооттаивающих и сезоннопромерзающих
слоев;г)	температурным режимом грунтов;д)	физико-механическими свойствами грунтов, в том числе и
при отрицательных температурах;е)	мерзлотными процессами, развивающимися при промерзании
и оттаивании;ж)	климатическими условиями.Дополнительными характеристиками мерзлых грунтов, по срав¬
нению с незамерзшими, являются:а)	льдистость и суммарная влажность, включающая все виды
воды в мерзлом грунте;б)	морозная текстура;в)	степень заполнения пор грунта льдом;г)	относительная просадочность грунта при прстаивании;д)	характеристики деформативности грунтов после оттаивания;е)	пучинистость грунтов;ж)	касательные силы пучения;з)	теплофизические характеристики (коэффициенты теплопро¬
водности, объемной теплоемкости в мерзлом и талом состояниях);и)	засоленность грунта.В зависимости от мерзлотно-грунтовых и климатических условий
и особенностей сооружений принимается один из принципов исполь¬
зования грунтов в качестве основания сооружений:а)	принцип I использования грунтов основания в мерзлом со¬
стоянии в течение всего периода эксплуатации сооружения путем
сохранения этого состояния или путем искусственного замора¬
живания грунтов и поддержания в этом состоянии во время экс¬
плуатации; \б)	принцип II использования грунтов ’основания в оттаявшем
состоянии путем предварительного оттаивания грунтов, оттаивания275
во время эксплуатации сооружения или замены мерзлых грунтов
на талые.Выбор принципа, конструкции фундаментов, их размеры и спо¬
соб устройства устанавливаются на основе технико-экономических
сравнений вариантов.При использовании вечномерзлого состояния грунтов в осно¬
вании отапливаемых зданий предусматриваются устройства, спо¬
собствующие поддержанию в грунтах отрицательной температуры.
В качестве таких устройств используются: холодные (вентилируе¬
мые) подполья, неотапливаемые первые этажи, охлаждающие трубы
и каналы, прокладываемые под полом первого этажа. Иногда
представляется возможным сделать глубокие фундаменты, рас¬
полагая их подошву ниже возможной границы оттаивания под
сооружением. Кроме того, проводится комплекс мероприятий по
исключению проникновения тепла в грунт как через конструк¬
ции сооружения и трубопроводы, так и с водой, поступающей
в грунт.С целью уменьшения проникновения тепла через фундаменты
в грунт рекомендуется их делать столбчатыми с минимальным се¬
чением в верхней части. Это, кроме того, способствует уменьшению
воздействия касательных сил пучения. Применяют также свайные
фундаменты с расположением свай в один ряд под стены здания.
Сваи погружаются либо в заранее пробуренные скважины, или
предварительно оттаянные грунты.При использовании грунтов основания в оттаявшем состоянии
различают два основных случая, когда оттаивание произведено
до возведения сооружения и когда частично или полностью грунты
основания оттаивают в процессе эксплуатации сооружения. В пер¬
вом случае фундаменты рассчитывают как для сооружений, возво¬
димых на талых грунтах. Дополнительно рассчитывают возможность
промерзания грунтов под фундаментами и выпучивание фундаментов
вовремя возведения сооружения до ввода отапливающих агрегатов
в эксплуатацию.Сооружения, грунты в основании которых оттаивают во время
эксплуатации, должны иметь конструкции, приспособленные к не¬
равномерностям осадок, возникающих при оттаивании грунтов под
нагрузкой. Для смягчения деформаций применяют частичное пред¬
варительное оттаивание грунтов под фундаментами.Глубина заложения фундаментов капитальных сооружений при
сохранении вечномерзлого состояния грунтов в основании должна
быть в условиях пучинистых грунтов не менее чем на 1,0 м ниже
расчетной глубины оттаивания грунтов (Ят), определяемой из вы¬
раженияНТ = т(Н1	(11.15)где Нт — нормативная глубина сезонного оттаивания грунта;
mt — коэффициент теплового влияния здания.276
Коэффициент mt принимается для зданий с вентилируемыми
подпольями равным: у наружных стен при устройстве покрытий
черного цвета — 1,2, то же при других покрытиях или их отсут¬
ствии — 1,0, у внутренних стен — 0,8.Нормативная глубина сезонного оттаивания грунта принимается
по данным многолетних специальных наблюдений или по картам
[9, 26]. Глубина заложения фундаментов, когда допускается оттаи¬
вание грунтов основания, устанавливается как для фундаментов
в обычных условиях.Расчет оснований при сохранении вечномерзлого состояния
грунтов под фундаментами производится только по первому
предельному состоянию (по несущей способности), если грунты
находятся в твердомерзлом состоянии (прочно сцементированы
льдом). При пластичномерзлом состоянии глинистых грунтов, име¬
ющих температуру, близкую к температуре замерзания, расчет
производится дополнительно по второму предельному состоянию
по деформации.Расчет центрально-нагруженных фундаментов производится ис¬
ходя из условия (7.2). При этом несущая способность основания Ф
определяется по формулеПФ — kt m2i?“ F + kt т^ R" < FcrJ,	(11.16)i=lгде kx и — коэффициенты однородности, принимаемые обычно
равными 0,8 (см. приложение 1, п. 32);тх и т2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по
табл. 67 и 68;Таблица 67Значения коэффициента условий работы т1Виды фундаментов и условия их устройстватхВсе виды фун¬
даментов, кроме
свайныхСвайные фун¬
даментыУстанавливаемые в открытые котлованы с
послойным уплотнением обратной засыпкой; при
температуре *0 = — 2° и нижеТо же, при температуре t0 выше—2°
Погружаемые б скважины, залитые раство¬
ром грунта без его виброуплотнения или погру¬
жаемые с оттаиванием.Бурозабивные или забивные сваи, а также
сваи, свободно погружаемые в скважины с вибро¬
уплотнением заливаемого раствора грунта1,00,91,01,1Здесь t0—температура грунта на глубине нулевых колебаний температур.277
Таблица 68Значения коэффициента условий работы т2Виды фундаментовГрунтыТП%Все виды фундаментов,
кроме свайныхСвайные фундаментыВсе виды грунтовКрупнообломочные, без значительных ле¬
дяных включений (^^0,03)Пески крупные и средней крупности,
без значительных ледяных включений
№^0,03)Крупнообломочные, пески при JIB > 0,03,
а также пески мелкие и глинистые грунты
(включая пылеватые) при ^в^0,1
Все виды глинистых грунтов с сетчатой
и слоистой текстурой при ^>0,11,02,5Ь51,21,0Примечания:1.	При опирании сваи на лед несущая способность острия не учитывается.2.	Для деревянных свай, погруженных с применением пропаривания или в скважины,
залитые раствором грунта, принимается т%—1,0.3.	Здесь Лв — льдистость грунта за счет прослоек льда.Rcp,. i — нормативное сопротивление грунтов сдвигу по по¬
верхности смерзания в ТЫ2 для середины i-го слоя,
определяемое по табл. 69;Таблица 69Нормативные сопротивления сдвигу мерзлых грунтов /?с“
по поверхности смерзания с деревянными и железо¬
бетонными фундаментами в Т/м2 в зависимости от
максимальной температуры слоя t, устанавливаемой
в начале сезонного промерзанияt в градГ руНТЫ-о,в-1,0—1.В—2.0—2,В—3*0—з.в—4,0
и нижеГлинистые, включая пы¬
левые
Песчаные58101312,51615,02017,52320-2?22,52925,032,5Примечание.При смерзании с металлическими поверхностями, если эти поверхности специально не
обработаны, принимаются по табл. с коэффициентом 0,7.Fсд< i — площадь. смерзания грунта i-ro слоя с боковыми поверх¬
ностями фундамента в м2\
п — количество слоев вечномерзлых грунтов, смерзающихся
с боковыми поверхностями фундаментов;Ru — нормативное сопротивление мерзлого грунта в Т/м2, при¬
нимаемое по табл. 70;278
F — площадь подошвы фундамента в м2 (для свай — площадь
поперечного сечения сваи у нижнего конца).Для столбчатых фундаментов в формуле (11.16) второе слагаемое
не учитывается, если проектом не предусматривается уплотнение
обратной засыпки грунта и смерзание ее с фундаментом.Внецентренно нагруженные фундаменты рассчитываются также
исходя из условий (7.2). Дополнительно проверяется наибольшее
давление у края подошвы фундамента, которое не должно превы¬
шать 1,2 k2m2Ru, где k2i т2 и имеют те же значения, что и в. фор¬
муле (11.16).Эксцентриситет равнодействующей нагрузки на уровне подошвы
фундамента при тщательном уплотнении грунтов вокруг нижней
его ступени может определиться по формуле(11-17)где N — расчетная нагрузка от сооружения на основание, включая
вес фундамента и грунта на его обрезах, в Г;М — момент внешних сил от расчетных нагрузок, входящих в N-,
относительно центра тяжести площади подошвы фунда¬
мента в Т -м\Мс„ — часть момента М в Т-м, воспринимаемая касательными
силами смерзания грунта с боковыми поверхностями ниж¬
ней ступени фундамента высотой Лб.Таблица 70Нормативные сопротивления мерзлых грунтов
нормальному давлению RWH в Т/м*№
п. п.НаименованиегрунтовМаксимальная среднемесячная температура
грунта ^макс в гРад-0,5—1,0-1,5-2,0-2,5-3,0-3,5-4,0
и ниже1234
у 5Крупнообломочные,
пески крупные и
средней крупности
Пески мелкие и пы¬
леватые 	Супеси	Суглинки и глины
Все виды грунтов
с ледяными про¬
слойками и включе¬
ниями при 0,2^
JJ-Q 0,4 ....9070504030. 12090705540140110857050160125100856017514011095701901551251057521017013511080225180'14512085Примечания:1.	При грунтах, указанных в п. 5, следует устраивать песчаные подушки толщиной не
менее 0,2 м.2.	Для кратковременных нагрузок, действующих в течение времени Т, значения при¬
нимаются с коэффициентами:279
Т в часах 	0,51,02,08,024,0Значения коэффициента . .1,51,41,31,2- 1,1Указанное повышение производится при условии прбдолжительности
перерыва в действии нагрузки не менее времени ее приложения.3.	Значения по пп. 1—4 принимаются для грунтов, у которых Лв <
<0,2.4.	При Лв ;> 0,4 нормативные сопротивления грунтов устанавливаются
по данным специальных исследований.Для прямоугольного в плане фундамента шириной b и длиной IМси — k1m1F^Ah^l{b +	(11.18)Если Мс„ ^ М, фундамент рассчитывается как центрально на¬
груженный.Расчет на выпучивание фундаментов производится, когда сезон-
нопромерзающий слой состоит из пучинистых грунтов. Кроме того,
в этом случае должен производиться расчет фундаментов на разрыв,
если их устойчивость обеспечивается заделкой нижней анкерной
части в подстилающие слои грунта.Расчет фундаментов на выпучивание производится по формулеnfl* + km (Q£ -f Q") 5s n th F,	(11.19)где nx — коэффициент перегрузки, принимаемый в пределах 0,9—
1,0;'Nн — постоянная нормативная нагрузка на основание в Т\
k, m — соответственно коэффициенты однородности и условий ра¬
боты; произведение этих коэффициентов принимают k •m =
= 0,9;Q2 — суммарная нормативная сила смерзания вечномерзлого
грунта с фундаментом в Т;Q? — нормативная сила, удерживающая фундамент от выпучи¬
вания вследствие трения его о талый грунт, в Т;
п — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1,1, если
сезоннопромерзающий слой сливается с вечномерзлым
грунтом, и 1,3 — если он не сливается;
т" — нормативная удельная 'касательная силы выпучивания
^в Т1м?\F — площадь боковой поверхности части фундамента, находя¬
щейся в пределах сезоннопромерзающего слоя, в ж2.> Постоянная нормативная нагрузка N" определяется как вес
фундамента, грунта на уступах и конструкций сооружения, воз¬
веденных к моменту промерзания грунта.280
Нормативное значение силы, удерживающей фундамент от вы¬
пучивания вследствие смерзания его с вечномерзлым грунтом, опре¬
деляется по формулеi—1где #“д. i — нормативное сопротивление мерзлых грунтов сдвигу
в Т/м2 для /-го слоя, принимаемое по табл. 69;Fi — наименьшая возможная площадь поверхности сдвига
вечномерзлого t-ro слоя грунта по боковой поверх¬
ности фундамента или грунта по грунту в ж2;/' — число вечномерзлых слоев грунта в пределах глубины
заложения фундамента или длины сваи.Когда сезоннопромерзающий слой не сливается с вечномерзлым
грунтом или последний отсутствует, учитываются силы, удержи¬
вающие фундамент от выпучивания вследствие трения фундамента
о талый грунт и силы анкерной заделки. Ориентировочные значения
анкерной заделки при наличии уширений фундамента в пределах
ниже глубины промерзания могут быть найдены по методике, пред¬
ложенной Б. И. Далматовьш.*В таком случае при непрерывном ленточном фундаменте удержи¬
вающая сила анкера Ря, действующая на выступы с двух сторон фун¬
дамента на единицу его длины, может быть найдена из выраженияРа = 2п Р^-К(2 - lf) +ТоЯ/к]-	(И .21)В случае цилиндрического фундамента и круглого анкераП „ f 2гс г (2L — /к) Го ^ I lK(3L-2l«)-\ ,Р*~ я\ L* (L + Зг) [ + 2L — lK J ++ л1к(1к+2г)у0Н}, (11.22)где п — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 0,9;тн — нормативная удельная касательная сила выпучивания
Т/м2-,h — глубина промерзания в м (рие. 11.10);/к — вынос консоли в сторону в- м\Н — толщина слоя грунта над анкером в м;у0 — объемный вес грунта обратной засыпки в Т/м3;•Далматов Б. И. Воздействие морозного пучения грунтов на фунда¬
менты сооружений. Госстройиздат, J1. —М., 1957.281
г — радиус фундамента в пределах глубины промерзания в м;L — размер, в пределах которого распределяется давление сил
выпучивания около фундамента, приближенно можно при¬
нимать L = h.Нормативные силы трения Q" определяются по формуле<Й = 2/т"/чь	(11.23)i=1где /"i — нормативное сопротивление t-ro слоя талого грунта по
боковой поверхности фундамента в Т/м2\Fri — наименьшая возможная площадь поверхности сдвига бо¬
ковой поверхности фундамента относительно t-ro слоя
талого грунта в м2\
j — число талых слоев грунта ниже глубины промерзания
в пределах высоты фундамента или длины сваи.Величину /т,- можно, принимать равной трению по боковой по¬
верхности свай по СНиП П-Б. 5-67 (см. приложение 1). Для бо¬
лее слабых глинистых грунтов принимают 2 Т/м2, а песчаных
3 Т/м2.Значение нормативной касательной силы выпучивания должно
определяться экспериментальным путем. При отсутствии таковых
нормы разрешают принимать для районов, в которых температура
грунта на глубине 10 м выше или равна —3° С, среднее значение
удельной силы выпучивания, равной 8 Т/м2, а для районов с тем¬
пературой грунта ниже —3° — 6 Т/м2. Указанная средняя сила
выпучивания относится ко всей поверхности смерзания, а не только
к поверхности в пределах зоны пучения.Однако правильнее определять силу выпучивания через устой¬
чивое сопротивление смерзания, которое может быть найдено по
формулету = с -f bt,	(11.24)где с и b — параметры, зависящие от вида грунта и его влажно¬
сти, и определяемые экспериментально в лабораторных
условиях;t — температура мерзлого грунта в град, принимаемая
с положительным знаком.Величина параметра с варьирует около 4 5 Т/м2, а параметра
b — 1 -ь 1,5 Т/град-м2. •Поскольку устойчивое сопротивление смерзания развивается
только в пределах толщины слоя, испытывающего пучение около
фундамента, между ти и параметрами cub может быть установлена
следующая зависимостьf = (c + Wep),	- (11.25)282
где hn — толщина слоя, испытывающего пучение, в м\
h — глубина промерзания в м\^сР — средняя температура грунта в пределах слоя hn к моменту
окончания его промерзания.Расчетное, усилие, разрывающее силами пучения заанкерен-
ный фундамент, в наиболее опасном сечении определяется по
формулеP^n^F — r^Nu (11.26)где N” — нормативная постоян¬
ная нагрузка в Г от веса воз¬
веденных конструкций, вклю¬
чая вес части фундамента, рас¬
положенной выше , расчетного
сечения.Расчет оснований по дефор¬
мациям при сохранении в осно¬
вании вечномерзлого состояния
грунтов во время эксплуатации
сооружений производится только при наличии пластичномерзлых
грунтов, имеющих модуль деформации Е < 150 кГ1см2. Этот расчет
выполняется аналогично расчету фундаментов на талых грунтах
(гл. 4—6). В результате расчета проверяют, удовлетворены ли
условия (4.1), (6.2) и (6.3).Если грунты в основании оттаивают до возведения фундаментов,
то после искусственного уплотнения этих грунтов или под действием
собственного веса расчет по деформации ведется в соответствии
с рекомендациями, изложенными в гл. 4—6. При этом не оттаиваю¬
щий в процессе эксплуатации слой вечномерзлого грунта в основании
принимается практически несжимаемым.В указанном расчете значения деформативных характеристик
принимаются по состоянию грунта, которое он будет иметь после
оттаивания и уплотнения.Конечную осадку фундаментов при оттаивании вечномерзлых
грунтов в основании в процессе эксплуатации сооружений нормы
разрешают определять по формулеSox = 2(1 -Ли)б,hi +2 kbiЛыhi,	(И.27)i=1 /=1где Лы — льдистость i-ro слоя грунта за счет ледяных включений
в долях единицы;
hi — мощность i-ro слоя, испытывающего уплотнение, в см\
kbi — коэффициент, учитывающий неполное смыкание макро-
пор при оттаивании мерзлого грунта и принимаемыйРис. 11.10. Расчетная схема анкерного
^ фундамента2.83
в зависимости от средней толщины ледяных включений
Дь, равным:при Дь<3 см йь = 0,4;
при 3sg Дь ^ 10 см къ = 0,6;
при Дь>10сж fcb = 0,8.6,- — коэффициент относительного сжатия вечномерзлого
грунта (без ледяных включений) при оттаивании под на¬
грузкой.Значение 6г определяется экспериментальным путем в лабора¬
торных или полевых условиях. По результатам нескольких опытов
находят+ #01 {.Pzi Рбг1')>	(11.28)где А, — коэффициент оттаивания грунта t-ro слоя;aoi — коэффициент относительной сжимаемости грунта i-то слоя,
в смй/кГ, оттаивающего под давлением;
pzi — давление в кГ/см2, возникающее в середине t-ro слоя
грунта от загрузки фундамента;
pGzi — природное давление от собственного веса грунта в сере¬
дине t-ro слоя.Значения 50Т не должны превышать величины предельно допус¬
тимых осадок сооружений, т. е. требуется соблюдение условий(6.2)	и (6.3).При конструировании фундаментов необходимо учитывать воз¬
можность работы их на растяжение под воздействием силы выпу¬
чивания. Кроме того, следует учитывать особые условия по воз¬
ведению фундаментов, к которым относятся: малая продолжитель¬
ность летнего периода, водонепроницаемость слоя вечномерзлого
грунта, воздействие даже летом отрицательной температуры вечно¬
мерзлого слоя грунта на бетод, укладываемый в фундамент. Более
подробные указания по конструированию фундаментов изложены
в специальной литературе [6, 9, 26].
Приложение 1Нормативная и инструктивная литература,
содержащая указания по проектированию
и устройству фундаментов1.	Временные руководящие указания по расчету фундаментов опор воздуш¬
ных линий электропередачи. Госэнергоиздат, М. —Л., 1962.2.	Временные технические указания по проектированию оснований, сложен¬
ных насыпными грунтами. Госстройиздат, М., 1959.3.	Временные технические указания по устройству фундаментов зданий
и сооружений в Ленинграде и его пригородах. Л., Ленпроект, 1962.4.	Временные технические условия и инструкции на исследование грунтов
оснований промышленных и гражданских зданий и сооружений. Госстройиздат,
М., 1954.5.	Временные указания по проектированию и устройству свайных фунда¬
ментов из коротких забивных свай. СН-216—62. Госстройиздат, 1964.6.	Временные указания по уплотнению грунтов в промышленном и граждан¬
ском строительстве (ВУ 2—61). Госстройиздат, М., 1961.7.	Инструкция по глубинному уплотнению макропористых просадочных
(лёссовых) грунтов грунтовыми сваями в основании зданий и сооружений
(СНЗЗ—58), Госстройиздат, М., 1959.8.	Инструкция по глубинному уплотнению слабых водонасыщенных грунтов
песчаными сваями при устройстве оснований зданий и сооружений (И 198—55).
Госстройиздат, М., 1956.9.	Инструкция по определению расчетной глубины оттаивания мерзлых
грунтов в основании сооружений и по определению расчетных теплофизических
коэффициентов грунтов. Госстройиздат, М., 1958.10.	Инструкция по поверхностному уплотнению грунтов оснований зданий
и промышленных сооружений тяжелыми трамбовками. СН 31—58. Госстройиздат,
М., 1959.11.	Инструкция по проектированию. Признаки и нормы агрессивности
воды — среды для железобетонных конструкций. СН 249—63*. Госстройиздат,
М., 1964.12.	Инструкция по проектированию оснований зданий и сооружений в север¬
ных районах распространения вечномерзлых грунтов, изд. второе. Ленморнии-
проект, Л., 1962.13.	Инструкция по силикатизации грунтов. Госстройиздат, М., 1960.14.	Инструкция по термическому закреплению просадочных макропористых
(лёссовидных) грунтов. Госстройиздат, М., 1956.15.	Инструкция по уплотнению просадочных грунтов предварительным зама¬
чиванием. Стройиздат, М., 1965.16.	Инструкция по устройству грунтовых подушек и обратных засыпок
при строительстве на просадочных грунтах.17.	СНиП 1-Б. 3—62. Фундаменты и опоры из свай и цилиндрических оболо¬
чек. Сборные конструкции. Госстройиздат, М., 1963.18.	СНиП I-B 5.1—62. Железобетонные изделия для зданий. Госстройиздат,
М., 1963.19.	СНиП I-B. 5.2—62. Железобетонное изделия для сооружений. Госстрой¬
издат, М., 1963.20.	СНиП I-B. 8—62. Материалы и изделия из природного камня. Госстрой¬
издат, М., 1962.21.	СНиП I-B. 11—62. Растворы строительные. Госстройиздат. М., 1962.22.	СНиП II-A. 3—62. Классификация зданий и сооружений. Основные поло¬
жения проектирования.23.	СНиП II-A. 4—62. Единая модульная система. Основные положения
проектирования. Госстройиздат, М., 1962.285
24.	СНиП I I-А. 6—62. Строительная климатология и геофизика. Основные
положения проектирования. Госстройиздат, М., 1963.25.	СНиП II-A. 10—62. Строительные конструкции и основания. Основные
положения проектирования. Госстройиздат, М., 1962.26.	СНиП. II-A. 11—62. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования.
Госстройиздат, М., 1962.27.	СНиП II-A. 12—62. Строительство в сейсмических районах. Нормы
проектирования. Госстройиздат, М., 1963.28.	СНиП П-Б. 1—62*. Основания зданий и сооружений. Стройиздат, М.,
1964.29.	СНиП П-Б. 2—62. Основания и фундаменты зданий и сооружении на про-
садочных грунтах. Нормы проектирования. Стройиздат, М., 1964.30.	СНиП П-Б. 3—62. Основания гидротехнических сооружений. Нормы
проектирования. Госстройиздат, М., 1962.31.	СНиП П-Б. 5—67. Свайные фундаменты. Нормы проектирования.
Стройиздат, М., 1968.32.	СНиП Н-Б. 6—66. Основания и фундаменты зданий и сооружений на веч¬
номерзлых грунтах. Нормы проектирования. Стройиздат, М., 1967.\/ 33. СНиП II-B. 1—62. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы
проектирования. Госстройиздат, М., 1962./ 34. СНиП II-B. 2—62. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы
проектирования. Госстройиздат, М., 1962.35.	СНиП II-B. 6—62. Ограждающие конструкции. Нормы проектирования.
Госстройиздат, М., 1963.36.	СНиП П-Д. 7-62. Мосты и трубы. Нормы проектирования. Госстройиздат,
М., 1963.37.	СНиП Ill-Б. 1—62*. Земляные сооружения. Общие правила производ¬
ства и приемки работ. Стройиздат, М., 1964.38.	СНиП 1П-Б. 2—62. Земляные сооружения. Правила производства и при¬
емки гидромеханизированных и землечерпательных работ. Госстройиздат, М.,
1963. '39.	СНиП П1-Б. 3—62. Открытый водоотлив и искусственное понижение
уровня грунтовых вод. Правила производства и приемки работ. Госстройиздат,1963.40.	СНиП 1П-Б. 5—62. Стабилизация и искусственное закрепление
грунтов. Правила организации, производства и приемки работ. Стройиздат,
М., 1964.41.	СНйП 1П-Б. 6—62*. Фундаменты и опоры из свай и оболочек. Шпунтовые
ограждения. Правила производства и приемки работ. Стройиздат, М., 1964.42.	СНиП 1П-Б. 7—62. Опускные колодцы и кессоны. Правила производства
и приемки работ. Госстройиздат, М., 1963.43.	СНиП 1П-Б. 10—62. Строительство на просадочных грунтах. Правила
организации, производства и приемки работ. Госстройиздат, М., 1962.44.	СНиП III-B. 4-62. Каменные конструкции. Правила производства и при¬
емки работ. Стройиздат, М., 1963.45.	СНиП III-B. 9—62. Гидроизоляция и пароизоляция. Правила производ¬
ства и приемки работ. Госстройиздат, М., 1963.46.	Технические указания по расчету фундаментов контактной сети, ВСН
23—60. Госстройиздат, 1961.47.	Технические условия по проектированию оснований на набухающих
грунтах. Госстройиздат, М., 1963.48.	Технические условия проектирования железнодорожных, автодорожных
и городских мостов и труб. СН 200—62. М., 1962.49.	Указания по закреплению песчаных грунтов карбамидной смолой. Гос¬
стройиздат, М., 1960.50.	Указания по особенностям инженерно-геологических изысканий и про¬
ектирование оснований на элювиальных грунтах. Стройиздат, М., 1964.51.	Указания по предохранению грунтов и грунтовых оснований от промер¬
зания. Госстройиздат, М., 1957.286
52.	Указания по применению сборных ленточных фундаментов. Изд. 2, Гос¬
стройиздат, М., 1960.53.	Указания по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых
территориях. СН 289—64. Стройиздат, М., 1965.54.	Указания по проектированию и строительству малонагруженных фунда¬
ментов на пучинистых грунтах. НИИ Оснований. Изд. 2. Госстройиздат, М.,1964.55.	Указания по проектированию и устройству свайных фундаментов на веч¬
номерзлых грунтах — РСН-14—62 (Госстрой РСФСР). М., 1964.56.	Указания по проектированию оснований и фундаментов для южной зоны
распространения вечномерзлых грунтов. Госстройиздат, М., 1962,57.	Указания по проектированию сетей и сооружений водоснабжения, кана¬
лизации и тепловых сетей на просадочных грунтах. СН 280—64. Стройиздат,
М., 1964.58.	Указания по смолиза'ции песчаных грунтов. Госстройиздат, М., 1963.59.	Указания по учету особенностей мореных грунтов Белоруссии при про¬
ектировании естественных оснований. Изд-во «Полымя», Минск, 1964.60.	Указания по проектированию антикоррозионной защиты строительных
конструкций. СН 262—67. Стройиздат, М., 1968.
Приложение 2Укрупненные единичные расценки на земляные работы,
устройство фундаментов и искусственных основанийНаименование работ и конструкцийЕдиницаизмеренияСтоимость на еди¬
ницу изме¬
рения в руб., коп.А, Земляные работыI. Разработка грунта под фундамен¬
ты промышленных зданий1)	При глубине выработки до1.8	ж за 1ж3 грунта, вытесненного
фундаментом (объем грунта прини¬
мать равным объему фундамента)2)	При глубине котлованов более1.8	ж на каждые полные 0,1 ж
увеличения глубины заложения
фундаментов стоимость земляных
работ повышается на 15%3)	При разработке мокрых грун¬
тов вводятся поправочные коэф¬
фициенты:а)	если объем мокрого грунта
(ниже уровня грунт, вод) состав¬
ляет менее 50% от общего объема
грунта' К = 1,25,б)	При объеме мокрого грунта
, (ниже У. Г. В.) более 50% отобщего объема грунта
К =1,4И. Разработка грунта под фунда¬
менты жилых и гражданских зданий1)	При глубине выработки до1.8	ж за 1 ж8 грунта, вытесненного
фундаментом (равного объему
фундамента) без водоотлива2)	При глубине разработки более1.8	ж и водонасыщенных грунтах
вводятся поправочные коэффици¬
енты (см. выше А, 1 п. 2, За, 36)III. Водоотлив, на 1 ж8 грунта, вы¬
тесненного фундаментом (равного
объему фундамента):1)	при среднем притоке воды и
количестве мокрого грунта ме¬
нее 50%2)	при среднем притоке воды и
количестве мокрого грунта бо¬
лее 50%3)	при сйльном притоке воды и
количестве мокрого грунта ме¬
нее 50%Ж8Ж8ж8ж8ж84—10\3—031—854—282—76288
Продолжение прилож. 2Наименование работ и конструкцийЕдиницаизмерения\-Стоимость на еди¬
ницу изме¬
рения, руб., коп.4) при сильном притоке воды и
количестве мокрого грунта бо¬
лее 50%IV. Крепления1)	крепление стенок котлована
досками:а)	при глубине выработки до
3 мб)	при глубине выработки бо¬
лее 3 м2)	Устройство деревянного шпун¬
тового огражденияБ, Устройство фундаментовI.	Сборные фундаменты:1)	фундаменты железобетонные
сборные для промышленных зда¬
ний2)	трапецеидальные блоки лен¬
точных фундаментов3)	бетонные фундаментные бло¬
ки (в том числе стеновые)II.	Монолитные фундаменты:1)	фундаменты железобетонные,
отдельные (под колонны)2)	то же, ленточное3)	фундаменты бетонные, отдель¬
ные4)	то же, непрерывные (ленточ¬
ные)5)	фундаменты и стены подвала
бутобетонные6)	то же, бутовыеIII.	.Устройство армированных поя-
эв1)	устройство монолитных желе¬
зобетонных поясов2)	армированной кладкиIV.	Железобетонные сваи1)	железобетонные сваи / до 12 м
(с забивкой)2)	то же, при /> 12 м3)	железобетонные сваи полые
при / до 8 м (с забивкой)а)	при диаметре сваи 660 ммб)	при диаметре сваи 780 мм4)	то же, 1 до 12м d = 400—600
ММ, с закрытым концом.мьм2 крепления
>м3 ограждения
мг ж/бетона
>мг бетона
мь ж/бетона
>мъ бетона
>мъ бутобетона
м8 кладкимь ж/бетона
Т металла
мъ бетона6—460—650—775—2032—9033—5029—1021—0024—0018—5016—50
18—7017—7030—00
114-00
63—00
66—0072—1065—70180—00289
Продолжение прилож. 2Наименование работ и конструкцийЕдиницаизмеренияСтоимость на еди¬
ницу изме¬
рения в руб., коп.V.	Деревянные сваи (с забивкой)1)	деревянные сваи при длине /
до 7 ж2)	то же, при /> 7 жVI.	1) Забивка металлических труб-
- чатых оболочек свай (включаястоимость металла)2) заполнение оболочек металли¬
ческих трубчатых свай бетономVII.	Опускные колодцы1)	изготовление железобетонных
опускных колодцев2)	опускание колодца, за 1 ж3
объема колодца (по внешним га¬
баритам)3)	устройство опорной подушки4)	заполнение опускного колодца
песком5)	то же, бутобетоном6)	бетонирование верхней плиты
опускного колодцаVIII.	Искусственные основания под
фундаменты1)	песчаные подушки за 1 ж3 в
деле2)	щебенчатые и гравийные по¬
душки3)	уплотнение грунта тяжелыми
трамбовками4)	уплотнение слабых грунтов
песчаными сваями5)	уплотнение лёсса грунтовыми
сваями6)	селикатизация лёссов и мел¬
ких песков однорастворным мето¬
дом7)	силикатизация песчаных грун¬
тов при двухрастворном способе8)	закрепление грунтов синтети¬
ческими смолами9)	термический способ закрепле¬
ния лёссовых грунтов10)	цементация песчаных грунтов11)	искусственное замораживание
грунтовж3 сваи1 Т металла
ж8 бетонаж8 кладки колодца
ж8ж8 заполнителя
ж8
>>>»1 ж1 ж3 уплотненного
массива1 ж3 закрепленного
массива
><>»1 жскважины
ж3 замороженного
грунта38—00
43 -00142—0015—6026—752—5518—906—2417—7022—004—509—30
0,45
0,80
2—2015—0025—0050—008—0015—0010—00Примечание. Стоимости работ даны без начисления накладных расходов и плановых
накоплений.290
Приложение 3Н = 5м ; /л - 0,27Рис. 1.Н=7м; ju -0,27Рис. 2.
Продоллсение прилож. 3i	Н=10м; julzO,27Рис. 3.
ЛИТЕРАТУРА•	1. Абелев Ю. М. Основы проектирования и строительства на макро¬
пористых грунтах. Стройвоенмориздат, М., 1948.2.	Абелев Ю. М., Крутов В. И. Возведение зданий и сооружений
на насыпных грунтах. Госстройиздат, 1962.3.	Аскалонов В. В. Силикатизация лёссовых грунтов. Госстройиздат,1959.4.	Беляков Н. Ф., Николаева Г. Я., Стороженко А. А.
Учебное пособие по основаниям и фундаментам. Издательство Харьковского
Университета, Харьков, 1966.5.	В а с и л ь е в Б. Д. Основания и фундаменты. Госстройиздат, 1955.6.	В ел ли Ю. Я., Докучаев В. В., Федоров Н. Ф. Здания
и сооружения на Крайнем Севере (справочное пособие). Госстройиздат, JI. — М.,
1963.7.	Винокуров Е. Ф. Расчеты оснований и фундаментов, промышлен¬
ное и гражданское строительство. Изд. АН Белорусской ССР, Минск, 1960.8.	Горбунов-Посадов М. И. Расчет конструкций на упругом
основании. Госстройиздат, М., 1953.9.	Д о к у ч а е в В. В. Основания и фундаменты на вечномерзлых грун¬
тах. Госстройиздат, JI.—М., 1963.10.	Жемйчкин Б. Н., Синицын А. П. Практические метЬды
расчета фундаментных балок и плит на упругом основании. Госстройиздат, М.,
1962.И. Кириллов В. С. Основания и фундаменты. Госстройиздат, М.,
1966.12.	К о н д и н А. П. и др. Рациональные конструкции фундаментов
промышленных зданий. Стройиздат, JI. —М., 1964.13.	КостеринЭ. В. Основания и фундаменты. Изд-во «Высшая школа»,
1966.14.	JI е в а й о в Н. М., С у в о р к и н Д. Г. Железобетонные конструк¬
ции. Изд-во «Высшая школа», 1965.15.	М а с л о в Н. Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии.
Автотрансиздат, 1961.16..Маслов Н. Н., Котов М. Ф., 3 и нюх и на Н. В. Задачник
по механике грунтов. Изд-во «Высшая школа», 1963.17.	М у р а ш е в В. Й., С и г а л о в Ъ. Е., Байков В. Н. Железо¬
бетонные конструкции. Госстройиздат, 1962.18.	Пешковский JI. М. Расчеты оснований и фундаментов граждан¬
ских и промышленных зданий. Росвузиздат, 1963.19.	Пособие по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооруже¬
ний на просадочных грунтах. Госстройиздат, 1964.20.	Пособие по проектированию свайных фундаментов из забивных свай.
Госстройиздат, М., 1965.21.	Ржаницын Б. А. Силикатизация песчаных грунтов. Машгиз,
М., 1949.293
22.	Свайные фундаменты крупнопанельных зданий. Альбом рабочих черте¬
жей. Фундаментпроект, М., 1960.23.	С и м в у л и д и И. А. Расчет балок на сплошном упругом основании.
Изд-во «Советская наука», М., 1958.24.	Соколов И. М., Крутов В. И., Сорочан Е. А. Строитель¬
ство крупнопанельных зданий на просадочных грунтах. Стройиздат, 1965.25.	Сорочан Е. А. Сборные фундаменты промышленных и жилых
зданий. Госстройиздат, 1962.26.	Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных
зданий и сооружений. Основания и фундаменты. Стройиздат, 1964.27.	Т рофименков Ю. Г., Ободовский А. А. Свайные фунда¬
менты для жилых зданий. Стройиздат, 1964.28.	Ф л о р и н В. А. Основы механики грунтов, т. I. Госстройиздат,
Л. — М., 1959.29.	Ф л о р и н В. А. Основы механики грунтов, т. II. Госстройиздат,
Л. — М., 1961.30.	Цытович Н. А. Механика грунтов. Госстройиздат, 1963.31.	Ц ы т о в и ч Н. А. и др. Основания и фундаменты. Госстройиздат, 195932.	Ц ы т о в и ч Н. А. Основания и фундаменты на мерзлых грунтах*
Изд. АН СССР, 1958.
ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие	-.		3Введение			5Глава 1. Основные положения проектирования оснований и фундаментов '	7§ 1. Общие принципы проектирования		7§ 2. Порядок проектирования фундаментов . . . •		9§ 3. Нагрузки, учитываемые при расчете фундаментов и оснований	10
§ 4. Оценка инженерно-геологнческих условий площадки ст,рон- .тельства	:		13§ 5. Вариантность решений		21Г лава 2. Конструкции фундаментов		 .	25§ 6. Типы фундаментов		25§ 7. Материалы для фундаментов		27§ 8. Конструкции отдельных фундаментов	.	29§ 9. Конструкции ленточных фундаментов	’.			33§ 10. Сплошные и массивные фундаменты		36§11. Указания по выбору типа и конструкции фундамента ....	37
§ 12. Защита фундаментов и подземных частей зданий от грунтовыхвод	:		37Глава 3. Выбор глубины заложения фундамента	^ . . .	44§ 13. Основные положения 		44, § 14. Влияние геологических и гидрогеологических факторов . ...	44§ 15. Влияние климатических особенностей		47§ 16. Влияние величины и характера нагрузок		52§ 17. Влияние особенностей сооружений		52§ 18. Влияние способов производства работ по устройству фунда¬
ментов 		54Г лава 4. Определение нормативного давления на грунт основания ....	55§ 19. Общие положения 			55§ 20. Определение нормативного давления по прочностным характе¬
ристикам грунта основания 		56§ 21. Определение ориентировочного значения нормативного давле¬
ния на грунт по таблице СНиПа		60Глава 5. Определение размеров подошвы фундамента			62§ 22. Общие положения	1			62§ 23. Определение размеров подошвы фундамента по известномузначению нормативного давления		62§ 24. Определение ширины ленточного фундамента одновременнос нормативным давлением на грунт основания	'. .	64§ 25. Определение размеров подошвы прямоугольного фундаментаодновременно с нормативным давлением на грунт основания	66
§ 26. Определение размеров подошвы фундамента при наличии под¬
стилающего слоя слабого грунта			68§ 27. Расчет размеров подошвы внецентренно нагруженного фунда¬
мента 			i		71§ 28. Расчет размеров подошвы фундамента при наличии подвала	77Глава 6. Расчет оснований по деформациям		81§ 29. Основные положения 		81§ 30. Определение напряжений в массиве грунта		86§ 31. Определение напряжения Р при местной равномерно распре- 'деленной нагрузке 		88§ 32. Определение напряжений методом угловых точек			89295
§ 33. Напряжения от собственного веса грунта		93§ 34. Расчет осадки по методу суммирования		94§ 35. Расчет осадки по СНиП П-Б. 1—62 с учетом загружения со¬
седних фундаментов	/		98§ 36. Расчет осадок фундаментов по методу эквивалентного слоя	105
§ 37. Расчет осадок фундаментов по методу ограниченной сжимаемойтолщи при однородном грунте			108§ 38. Расчет осадок фундаментов по методу ограниченной сжимаемойтолщи при слоистом напластовании	113§ 39. Расчет осадок фундаментов по методу ограниченной сжимаемойтолщи с учетом загружения соседних фундаментов	118§ 40. Расчет крена фундамента или сооружения	130§ 41. Определение размеров подошвы фундамента исходя из вели¬
чины предельных деформаций 	133"§ 42. Расчет осадки фундамента во времени	140Глава 7. Расчет оснований по несущей способности	147§ 43. Общие положения	147§ 44. Расчет основания по несущей способности при вертикальнойнагрузке (на выпор)	150§ 45. Расчет устойчивости фундамента при горизонтальной нагрузке	153
§ 46. Расчет оснований по несущей способности при горизонтальнойнагрузке на фундамент	157§ 47. Расчет основания, ограниченного нисходящим откосом. ...	162Г лава 8. Расчет железобетонных фундаментов на прочность 	166§ 48. Общие положения			166§ 49, Определение высоты отдельного железобетонного фундамента	167§ 50. Расчет сечения арматуры фундамента			169'§ 51. Выбор метода расчета гибких фундаментов	177Глава 9. Проектирование свайных фундаментов	1&1§ 52. Общие положения	•	181§ 53. Выбор типа и конструкции свай		 . . . .	182§ 54. Определение несущей способности свай при вертикальнойнагрузке. 		186§ 55. Частные случаи определения несущей способности свай	194§ 56. Расчет центрально-нагруженных свайных фундаментов . . . .	199§ 57. Конструкции и расчет свайных ростверков	202§ 58. Расчет внецентренно нагруженных свайных фундаментов	212§ 59. Пример расчета свайного фундамента (комплексный)	216§ 60. Расчет горизонтально нагруженных свайных фундаментов	220Глава 10. Основные положения проектирования искусственных оснований	229§ 61. Проектирование песчаных подушек	229§ 62. Поверхностное уплотнение грунтов	236§ 63. Глубинное уплотнение грунтов	240§ 64. Закрепление грунтов		248Г лава 11. Основные положения проектирования фундаментов в особыхгрунтовых условиях (справочные материалы)	258§ 65. Проектирование фундаментов на сильно и неравномерно сжи¬
маемых грунтах	258§ 66. Проектирование фундаментов на просадочных грунтах....	269~ § 67. Проектирование фундаментов на вечномёрзлых грунтах . . .	275Приложение 1	285Приложение 2 ... .	288Приложение 3	291Литература	293
6С2
Д 15УДК.624.15Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений.Под ред. Б. И. Далматова... Учеб. пособие для студентов инженерно-стро¬
ительных вузов и факультетов... М., «Высш. школа», 1969.296 с. с илл.Перед загл. авт.: Б. И. Далматов, Н. Н. Морарескул, А. Т. Иовчук,
В, Г. НауменкоСодержание книги охватывает все основные вопросы, предусмотренные
программой курса «Механика грунтов, основания и фундаменты». Подробно
рассматриваются основные положения проектирования оснований и фунда¬
ментов. Приводятся полезные рекомендации и советы по выбору наилучших
вариантов решений по устройству оснований и фундаментов с учетом различ¬
ных факторов.3—2—3112—68	6С2Далматов Борис Иванович,
Морарескул Николай Николаевич,
Иоачук Анатолий Трифонович,
Науменко Василий ГригорьевичПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ
И ПРОМЫШЛЕННЫХ СООРУЖЕНИЙПод редакцией докт. техн. наук проф. Б. И. Далматова/Редактор Олейник Л. К.
Художник Панферов В. Н.
Художественный редактор Абелин С. Г.
Техн. редактор Киселева Г. Г.
Корректор Захарова Г. И.Т-00693. Сдано в набор 4/IV-68 г. Подп. к печ. 11/IV-69 г. Формат 60X90l/ie- Объем 18,5 печ.
л. + 1 вкл. (0,44 печ. л.). Уч.-изд. л._ 16,11. Изд. № СТР-49. Тираж 20 000 экз. Зак. 1625.Цена 75 коп.Тематический план издательства г«Высшая школа» (вузы и техникумы) на 1968 г. Позиция № 112.Москва, К-51, Неглинная ул., д. 29/14.Издательство «Высшая школа»Ордена Трудового Красного Знамени Ленинградская типография № 1 «Печатный Двор» имени
А. М. Горького Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР, г. Ле¬
нинград, Гатчинская ул., 26.