Визначення осідання грунту основи масивних ГТС

Осідання S грунту основи масивної гідротехнічної споруди складається з осідання r розущільненого грунту в котловані і осідання S` грунту основи, який відповідає щільності у природному стані (рис. 6.3).

Рис. 6.3

У випадку, коли середній тиск під підошвою споруди Р, менший або рівний розрахунковому опору R, кінцеве осідання споруди S можна розрахувати згідно п.7.7 СНиП 2.02.02.-85 за методом елементарного підсумовування осідання окремих розрахункових шарів в межах стисненої товщі грунту за формулою:

, (6.13)

Розрахункова глибина стисливої товщі Н_с визначається згідно з п.7.9 СНиП 2.02.02-85 таким чином: при ширині підошви споруди b £20.0м, виходячи з умови s_zp = 0.2s_zg (де s_zp - додаткові вертикальні напруження на глибині z = H_c; s_zg - вертикальні напруження від власної ваги грунту на тій же глибині). У випадку, коли ширина підошви споруди b >20.0м Н_с визначається з умови s_zp = 0.5s_zg.

Якщо визначена за вищевказаною умовою нижня межа стисливої товщі знаходиться у шарі грунту з модулем деформації E<5МПа (50КГс/см²), або такий шар залягає безпосередньо нижче глибини z=H_c, нижня межа стисливої товщі визначається виходячі із умови s_zp = 0.1s_zg.

Порядок виконання імовірного осідання основи споруди.

1. Визначаємо середній тиск під підошвою споруди за формулою:

, (6.14)

де - розрахункове значення навантажень для розрахунків за деформаціями (ІІ група граничних станів), кН; A_g - площа підошви споруди (одної секції), м²;

2. За формулою (7) СНиП 2.02.01-83 визначаємо розрахунковий опір грунту основи R:

, (6.15)

де , - коефіцієнт умов роботи, приймаються за табл.3 СНиП 2.02.01-83;

K - коефіцієнт, який приймається рівним 1, коли міцнісні характери-стики грунту (j, с) визначені безпосередньо випробуванням, і К=1.1 якщо j і с прийняті з табл.1-3 додатку СНиП 2.02.01-83;

М_g, М_g, М_c - коефіцієнти, які приймаються за табл.4 СНиП 2.02.01-83;

K_z - коефіцієнт, який приймається рівним; при b <10м К _z =1.0 при b ³10- K_z = z₀/b +0.2 (де z₀ =8м);

b - ширина підошви споруди, м;

d₁ - глибина закладання фундаменту;

- питома вага грунту основи, кН/м³;

- питома вага грунту основи вище підошви споруди, кН/м³;

С_II - розрахункове значення питомого зчеплення грунту основи, який залагає безпосередньо під підошвою споруди, кПа;

3. Перевіряємо виконання умови P£R

Якщо умова не виконується, осідання споруди слід визначати такими методами, які враховують пружнопластичний характер деформування грунтів. Якщо умова виконується - переходять до п.4.

4. У масштабі на інженерно-геологічному розрізі наносимо позначки природного рельєфу (відповідає позначці поверхні засипки) і позначку підошви споруди (рис. 6.4). Верстви грунту, які залагають нижче підошви споруди ділимо на розрахункові шари z_i, виходячи з формули коефіцієнта відносної глибини . При цьому кожен розрахунковий шар не повинен знаходитись у двох різних інженерно-геологічних елементах.

Рис. 6.4

5. Визначаємо напруження від природного тиску грунту, починаючи від поверхні грунту:

, (6.16)

де - питома вага і-го шару грунту (нижче рівня води приймається з урахуванням зважуючого стану, кН/м³;

h_i - товщина розглядаючого шару грунту, м.

6. Визначаємо додаткові напруження від вертикального навантаження за формулою:

, (6.17)

де - коефіцієнт, який враховує зміну за глибиною додаткового тиску в грунті і приймається з таблиці додатку ІІ (СНиП 2.02.02-85, стор. 39) у залежності від відносної глибини і відношення сторін споруди L/b, де L - загальна довжина споруди; b - ширина фундаментної плити; z_i - товщина розрахункового шару (див. п.4); P - середній тиск під підошвою споруди:

. (6.18)

7. Визначаємо тиск, який еквівалентний вазі вийнятого з котловану грунту:

, (6.19)

де - питома вага грунту, розміщеного вище підошви фундаменту, кН/м³;

h - відстань від природного рельєфу до підошви фундаментної плити споруди, м.

8. Визначаємо напруження від тиску q за формулою:

, (6.20)

де - коефіцієнт, який враховує зміну за глибиною додаткового тиску в грунті і приймається з таблиці (СНиП 2.02.02-85, стор.39) в залежності від відносної глибини і відношення сторін котлована l_k/b_k, де l_k - розмір сторони прямокутного в плані котлована, l_k=L+8 м, b_k - ширина котлована, b_k=b+8 м (де b - ширина підошви фундаментної плити).

Примітка: Значення z_i можна прийняти з п.4.

9. У середині кожного розрахункового шару визначаються напруження i :

, . (6.21)

За одержаними значеннями s_1i і s_2i з первинної вітки компресійної кривої (рис. 6.5) визначаємо відповідні коефіцієнти пористості e_1i і e_2i.

Рис. 6.5

10. Визначаємо модуль деформації E_pі за формулою:

, (6.22)

де - модуль деформації грунту, який визначається з первинної вітки компресійної кривої за виразом:

; (6.23)

b ₀ - коефіцієнт який враховує відсутність поперечної деформації грунту в компресійному приладі; визначаємо за формулою:

, (6.24)

де v - коефіцієнт поперечної деформації, приймаємо з таблиці 2 СНиП 2.02.02-85. Значення коефіцієнта m₀=m_cm_pc, де m_c - коефіцієнт, який враховує розміри фундаменту і приймається рівним 1 для споруд шириною менше 20м або площею менше 500м²; m_pc - коефіцієнт, який для глинистих грунтів пластичної консистенції та піщаних грунтів дорівнює одиниці. Для інших грунтів визначається згідно додатку 3 СНиП 2.02.02-85.

11. Визначаємо напруження s`<sub>1i</sub> і s`_2i в середині кожного розрахункового шару: s`_1i=s_1i= S g_II,ih_i

s`<sub>2i</sub>=s<sub>1i</sub>-s<sub>zg</sub>`_{i .} (6.25)

12. Визначаємо модуль деформації E_si за формулою:

, (6.26)

де - модуль деформації грунту, який визначається з вторинної вітки компресійної кривої за виразом:

. (6.27)

Коефіцієнти пористості e` <sub>1 i</sub> і e` _{2 i} визначаємо в залежності від s` <sub>1 i</sub> і s` _{2 i} із графіка компресійних випробувань з вторинної вітки (рис. 6.5).

b ₀, m ₀ - коефіцієнти, значення яких приймаємо, що і при визначенні E_pi.

13. Визначаємо осідання кожного розрахункового шару грунту за формулою:

, (6.27)

де - додаткове вертикальне напруження в середині і-го розрахункового шару; кПа; - вертикальні напруження в середині і-го розрахункового шару від тиску, який еквівалентний вазі вийнятого грунту із котловану, кПа;

h_i - товщина і-го розрахункового шару, м.

14. Загальне осідання буде складатися із суми осідань кожного шару:

. (6.28)

Питання для самоконтролю:

1. Які є види деформацій основ ГТС?

2. Як визначається осідання шару грунту від рівномірно-розподіленого навантаження?

3. Як розраховується осідання грунту за методом пошарового підсумовування?

4. Які особливості розрахунку осідання грунту основи масивних ГТС?

Поиск по сайту: