автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Расчет оснований фундаментов с распорядными стежками при вертикальной нагрузке (по второму предельному состоянию)

РГ& од

шйсобсккй ордена. трудового красного знмжни

ттшю-стро1гельный штститгг нм.в.в.куйбшш

На правах рлкшоз

дн вся Tino • :

УЖ' 63-1.131

рлглет осгю&шШ фувдашжов с расшжи

СТЕШШ ПГП ВЕТОИШПЬЕОЙ НЛГШТСТ

(по второуу шщшшу состоянию)

05.23.03 - Ооновашя п фуптаоати

лвгсш'ерлт даооортпщш па оонскошэ утапоЗ отсиегп

кандидата тохютсогаз кзув

Моокзз,- 1993

Работа выполнена в Московском ордена рудового Краевого Знамени инженерно-строительном институте юл.В.В.Куйбшзва

Научный руководитель - кавдвдат технических наук»

доцент Азшагелов Д.LI.

(фатальные оппоненты: - лауреат Государственной пргйки

доктор, технических наук, ,

профессор Сорочан S.A. ;

,- кандидат технических пйуи Лазарева И.В.

Ведущая организация . - АО "СеяьЕнввотпроект"

г^Саразеов

Защита оостоитоя " 2 в итош 1993 г. в "Ю " чао, на заоеданиц специализированного совета Д 053.II.0S ара Moososo-ком ордена Трудового Красного Зндаеян шнонерно-отроятельЕоы ин-статуте им .Куйбышева по адреоу: Москва, Спартаковская ул., д.8, • 07Д* ^12-. \ ■

С диссертацией -цсжно ознакомиться в библиотеке пнотптута.

Отзывы на автореферат в двух экзешлярвх, заверэвяно печатав, просив направлять по едрзоу: 129337, Мооееэ, ЯроаяавоЕОЭ -шоооо, д. 26, ШЗН нм.В.В.Куйбышава, Ученый Сове?.

Автореферат раэоолан ' 1993 г. Я ii&J«

Учений оекретарь ■■....

специализированного совета .....

кандидат технических нвук,

профессор г А.ЛЛСрцкановскай

ОБЩАЯ ХАРАКТЕШСШКЛ РАБОТЫ

Актуальное77> тегтч. Ошш пэ ванзюйшях задач, поотовлоншп Госпланом государства Камбоджи - пообходшооть рационального по-иользоезгия капитальных влогенпй в отрозтзльогвэ.

йуцдацэнты яаляютоя одними из отвототеэнних конструкций ¡здания. Па пг устройство затрачасавтоя зшпптолышз иаторяадь-Ш!Э. п трудознэ рэоурои. Так, отогмооть работ по подготовка оо-косаппй п устройству'фундаиэнтой обычно ооотпзляот 0...1СЙ он ебщэй отег^оота, однако при слоаннх грунтовых уоловаях она ио-еэт прэписать 20?. В овяза о этан требуется оозданао новкх еф-фзктгшгаа конотрукцяП фундаментов, которые онавалн би отояыостъ подземной чяота оооружзшзй, а та гаи оокращали орока их возездо-

ПШ!..

"логообразио грунтов, олуыщих основашиая оооругаиай п шрэгзешахоя как различишь фязако-ьюханпчоокпш характвряота-кшаа* харзкторея вх залегания а мэооиво (олоаотоога, неоднороднее ть п прочла), так а проявлена«! особых споцпфзчпих свойотв ара парушзнйп ах рашовоояого соотояння (прооадочнооть, набухэо-тесть п др.)., разнообразность танов оооруваннй, рэзличао как а пэрздачо нагрузок па фундаменты, так а в ах взлшшнах, обуолоа-етезот а разнообразие носах, еффзктавян* конотрукцай фуадякзп- ' тоэ, появагззгоя запоолодпно даоятнлэтяя. По-вадшо«у, аорэчпо-гзшшэ вняв факторы овздотельотвуот1 о нваочэрааеиоотп путей оо-Еэргэнотвовапвя п ооздапня носит рацаояальиых конотрукпзй фундо-вэнтов. Эта пробл5из ояз на кногпа дзоятвлэтая останется окту-адыгсЭ.

Иэучзшге низепоряо-гоодогачеоках уологий строительных ало-еадоя показало, что нврздко вотрэчаюгоя уоловяя, когда аодотп-даезяо олоа экарательно слабее (по ггрочноста в дефоризрусмоота) взоувэго. В этой случае, как аавастно, пра раочэте разкэров фундамента репа щуп роль нгрзит иеханнчеокио (прочности*» а дефор-езгоотшэ) хярактврзатнкаподотвлвгаого слоя, я анзчятвлько шаьпув - более прочного, етсугяго слоя.

Поэтому однш вэ путай совероэвотвовзгая япдяетоя прзгэ-сэяае прздломнных на кафодрэ кэхашзкп груптов, основа штй а @дгп-дегзнтов КЯСИ пу.В.В.КуЕбшэйа фундскэнтоп о рзопорлип стайками. Прзяэпошю такяхфувдакэнтов позволят ооновяув нагрузку за

очэт распорок отенок передать на неоупшй олой, максимально используя таким образом его более выоокуа, чем подоталающяй олой неоущую способность. Однако работа таких фундаментов абсолютно по изучена, поэтому проведение экспериментальных и аналитических исследований взаимодействия фундаментов о основанием, уол-леннш раопорнши стенками и разработка метода их раочета явяя-' етоя актуальной задачей. .

Целью настоящей рабдуц являатоя оценка напряженно-деформированного ооотояния оонований фундаментов о рзспорнша отен-крма и разработка основ инженерного метода их расчета по второму предельному ооотояншо при центральной нагрузке.

Для дсотижения указанной цели необходимо было решить оло-духяше ооновные задачи; :

1. Ио следовать влияния основных геометрических параметров фундаме^ов ооноваинй о раоооршш отеикеда ва юс посущую опо-ообность н деформации оря дейотшя центральной вертикальной нагрузки.

2. Изучить поолойные деформации грунта в основании фундамента о распорными стенками.

3. Выбрать расчетную охему для аналитической оценка ншря-жецно-дефорьшрованного состояния основания фундамента о распорными стенками.

4. Разработать практические предложения по инженерному катоду раочета фундаментов оснований о раопорнши отенками по второму предельному оостоянню (по деформациям) ара дейотвии центральной вертикальной нагрузки.

5. ПроЕеоти сопоставительный анализ эффективности предлагаемых и прамекяошг в строительной практике фундаментов.

Натсдииа вшоляения исследований. В работе использовались оледужзэве методы:

- лабораторные иопытания в лотке на моделях фундаментов а раоаоринх отенок для игучения несущей опоообнооти и деформации основания;

- статиотичеокий анализ пря обработке экспериментальных данных;

- аналитические исследования распределения напряжений в основании фундаментов о распоршми отеиками на база теории ливейно-дефорыируеын* оснований;

а Под несущей способностью в диссертации понимается максимальная нагрузка.соответствующая пределу пропорциональной зависимости "давление-осадка1'

- сравнительный анализ при определения эффективности фугошмзнтов оснований о расгсоршмп стенками.

Практическое значение работн заключается' в тем, что разработка предлогаШ1Й по проектированию ленточных фулдамоитоз о pacnopm2.n1 стенками ооздаот уолошя для поолодущзго пзроко-го HZ применения в маооовом строительства.

Рзузиряг норттзиа т?пботч:

- акспортаэнталыпм путем установлены закономерности влл-яш!я госметричеоких парзмэтров фундаментов оонованпй о paonoj>-тгп отэгашет из их несущую способность п ооадка;

- заявлен характер изменения относительной глубины скимз оной толпш основания;

- полупсиц зпвры поолойных деформаций в ооновашти фундя-!.:зптов о распоршгл! отеннамп;

- ровена задача раочата напряяений в основании фундамента о распоршми отенками при действии центральной нагрузки.

Объем DíidoT'i. Диссертация состоят из введения, четырех глав, выводов ¿ предлойений. Обапй объем работы ISO отракац, а том число 120 отраниц машинописного текота, 70 pito., 4 та&лии,описок попользуемой литературы из 93 наименований.

Нч звптту встроятся :

I . Результаты экспериментальных последовав несущей спо-ссбпостл и дефор^ировзшюго ооотояния основами! фундамента о распорнкяа отенкега п их анализ.

2. Расчетная схема по расчету раопроделеная напряжений з гпюйно-дофорлруемои ооновашш фундаментов о распорными отогашмп,

3. Ооновы изтодтш раочата оснований фундаментов о рао-цортага отегасаья.

ССШШШШ РАБОТЫ

Р порвоД удава рассмотрены в проанализированы оовремен-пнэ конструкции п иэтоды расчета фундаментов, уотрапвзшых в открытых котловзпвх, прпуанлемнх в Роосии и других странах.

Рассмотрены: a) фундаменты из забивных блоков; б) буро-бзтошыэ фундаменты; а) фундамента в вытрамбованных котлозз-кзх; г) оэлевыё фундаменты. ■

Указывается, что т овин па рассмотренных фущшонтов по используется максимальной возыогноотп более прочного нэоущэго слоя (в случае наличия олабого подстилающего слоя).

Разработанный на кафедре механики грунтов,оснований и фундаментов ШСИ им.В.В.Куйбышева фундамент основания с распорными с

отенкаш, позволит основную пагруэку породатъ нанеоушй оло8. иакоималъпо используя, таким образом, его болоо шооют чаи под-отнлапций олой, неоущую оаоообноать.

Наиболее близким аналогом к предлагаеыш шиз фундеызнтац оснований о раопорншл стенками являются селоныз А^ндаиэпти.

Конструкция предлагаемого фундамента ооповаивя о распоршь ка стенками изобраиена на рас. I.

РиоЛ. Фундамент основаиня о распорными отонкшн

Как видно из рисунка, фундамент отличается от селевого фундамента тем, что: во-первых, стенки (саля) уотраиваются наклонными и, во-вторых, фундаментная плита (подушка) не объедшя-отоя оо стенками единым ростверком, как в обычном селевом, а ' располагается нету стенками.

Боковые аелезобетоннае стенки, на наш взгляд, таким образок изменяют (переформировывают) напрятанное ооотоянио основания что нагрузка через стенки передается, в основном, на более прочный веоущий слой. Внутреннее пространство, как бы провисает в несущем слое, а на подотилаший слов нагрузка рвопределяется на большую площадь, что значительно уменьшает давление на него.

Проведенные анализ показал, что совместная работа таких фундаментов о грунтами основания совершенно не изучена и позволил уточнить цели и задачи »следования.

■ Вторая глава посвядана результатам экспериментальных исследований работы оснований фундаментов о распорными стенками. Опионваютоя задачи, методика проведения экспериментов, применяемые аппаратура в приборы.

.V . . , ........ ...í 7 - - . ... ..... .

Зкойвр^^ 9 лотке ва мр-

яцп фундаментрв в распорных «мяок. 6. -мамрмевюх иопольво-млея лоток размером а славе 67, Зх 8 ом « icardeMt eO iau t»; т |взмёры 60еюпечавапт м условия яяоеяс* вефодоцки ' Пй^оовованиЯи ипимпило оказываются ва результатах опытов. " 3^рр«антальлыйфут1дштатмодвлировалоя штампом толшшой 7 мм

в pasúepoii в плане 80 ж £0 «ai. В качестве распорных отвнок иояриь-. ' адвеивР^^телл^ жяаотнвки толпинЬй 1ыы1АлинОЙ 60, 90, 120 ж 150 iM. Paono|Mto отевки задавалиоь в грунт воя заданным ; ' >yrioiï кгорнзонту 9СР, 75° в'бсР о помощью специального напраь-; . дяпмго уот^ойотва' Кацкый опыт повторяли m менее чем о трах' (фвпми * Ойвто^хёы. Beero <йио проведено более 180 опытов.

прохюдилооь опошющью ¿ия-: ; ti о ii¿úto> резьбой. Кия фиояции верадаваенюх мгрузокмеаду мв*<*иотойко

Им^етя^^ ■ •

. / jMrjtyHt®. . Öej^ юэдпсаторои ча-

: оОврго типа ' о ^рчвмтьЬ 0,01 укрепление. пооледнегок вервспи<г вродомноцу рMyia^ti^öOK: опймощьйявр«^ ;' > Гчао-' vnoáiai..BPsед^Р-бухив- пески средней' kjjjiihocth. :f-':

Дм получения Неока ооноввнхя определенной плотвооти api ' . wo. укшйпв в ióroá 6iu попользован mbiy» воолойной трамбовки -.'] --. ВДвта. . . .• • • ..... ;: ' : // .-.,... • i, :. : Д

№66» черва oaêmàjtMjp воройт заошался слоят 3;..4 он, ■■ ttbl^pçtebç'ry "ttiit!"Hto'-'qó'é'g поверх' вооти деревянной трембовхой пеоок уплртяяхв «а 12 врсодюх вруч-■-:яд». ПлотностьдовсвоиаоьM'tmwaui f 1^69 r/onVlfepei ^ " ^^èiânfcbÉ шк^ай^мшм^Гпаоов для •

;oóbmííubou., o мгом 3 он по -/

' мртикмй;« '3.,'.6 Oiiчшотвц <»iiepwjUi0b met0iieTpç*i B —öiO» позволявшим диотанцконно,

бао-

ковтактно измерять вертикальные fw>pèiinwinin р точностью 0,01 tat» Оооиа (юяготовхв паочавого ¿ововапи* хо жяйоетв 80 га, я»-/. Тально готовилаоь поверзшовть ковтйкта об вташси. Пра trau про— •а^шо» п|«эряталимп> поВерхвботв aoal охоаадн наша а двух' . вапрамениях ito урЬвяю. : - ■ ■ ¿1 ;

" Опной из оснокшх залач »коперймавтов тмлось кэгпяие ;

работы фундаментов оонованияс распорными стенками, используя хлаосичеокие завиоимооти "давдение-ооадка" при различны* параметрах. Указанные зависимости получены для моделей фундаментов о различной относительной длиной распорных отенох fc-t/g • о различным относительным растяжениемреопорных отенох от краев фундамента cL*a/g и при различных углах наклонов раЬпорша отенох.

Характерный график хлаооичеокой эависхшботя. "дёвл^ни»-; ооадка", построенный по результатам экспериментальных испытаний оснований о распорными стенками проводится на риз. 2.

О Г00 200 300 400 J БОЛ 600 £,ЙЙ

> ' •

4 / 3' /

I

,

4 _

£ ,мм

Рио.2.^Экспериментальные графики завиоимооти " $-Р" при

1с" 1.0 и а« 0,25: I - основание без распорных стенок;

2 - Л « 90°{ 3 - 75°к 4 - Л - 60°

Анализируя полученные экспериментальные зависимости, в первую очередь отметили, что характер зависимости осадки ооноваяяя фундаментов о рвопорнымя стенками от давления по подошве фундамента имеет классический вид, аналогичный характеру завиоимооти в тих же параметров для обычных фундаментов без распорных отенох. Это обстоятельство позволило при разработке расчетной схемы оо-нований фундаментов о распорными стенками и методики оценки напряженно-деформированного состояния таких оснований использовать методы и подходы, используемые в классической механике грунтов.

Влесте о тем, построенные графики указывают ш количественное отличие этих зависимостей от парамез^ов распорных отенох.

, 9

Анализ влияния того или иного параметра проведен па ооно-м построения графиков зависимостей величин ооадок от этих пара-петров при фиксированном давлении. Некоторые графики этих зави-ожмоотей приводятся на рио. 3.

Проведенный анализ свидетельствует о той, что процеоо фор« иирования напряхенно-деформированного ооотояния основания фундамента о расяорнымн стенками носит оложиый характер, на который , влияет совокуйнооть вбех параметров, в данном случае й , (с ж К . Зависимость неоутей способности и ооадки фундаментов основания о раопортЬш отайшми от эпх параметров носит оложный ха-рахтор. Наличие распорных отенок может как улучшать, так и ухуд-оать работу фундаментов. _

Примечательно, что при фиксированных значениях «£ и Л оуюеотвует оптимальная длина распорных отенок • при кото-

рой осадки фундаментов наименьше, т.е. основание фундамента работает наилучшим образом.С увеличением раоотояння а увеличиваются значения оптимальных длин распорных отенок. С увеличением угла юкяояв '^й.Ьриых;'вт0и6»".»81Йв• увеличивается значение ■х оптимальных длин.

При фиксированных значениях параметров </ я 1е оуоеот-вуат оптимальное значение Цситт ' > при котором значения ооадох фуюсамвнтов наименывид. С увеличением длины раопорных отенох а увеличением угла наклона и увеличивается значения оптимальных растений амг'.'^

Обратил на оебя внимание я тот факт, что вря малых значениях относительной длины раопорных отенок графики зависимостей имеют горизонтальный участок. Это свидетельствует о том, что при малых длива* рюпбрных" отенокони практически не влияют ка работу оонования ф5гндаментов на любой отадии нагрудания. Этот ваяний фактор был учтен яря' выборе раочетной схемы по оценка нааряхенно-дефбрнврованнохЧ) ооотояния оонования фундамента о ' ^шорйша. ■■¿твййияй*

Такоа ве айииз вааиоимостя рвботы основаки! от переметров , ¿г и м нами был проведвн в по другому критерии -во аависимоотя орадясх давлений по подовве фундамента при фвх-сярованяых значениях ооадох фундамента от параметров £ , £ я у . Они подтверждают выявленные закономерности.

Исследования поолоКных доформацдй грунта оонования поп- -ихж, что пря работе фундамента оонования о распори»® стенками,

IV i » . ImTS'i le» Ut iootcnjr •y "

/ч ookgi

I» f.Sooka* foa m»

lemt.S{ ti.mO.75

Pto. 3. Зяваоиюоте.оевшапф^ Fio. 4. Эгаррн аврмющввжй iipi

(нта от аярвшгтров' давмнии f> » 400. КШ

--- - фундамент без стенок

- .. • И ; ,.. ............

/МяЦ. как. i пр* pacto** фййМёнт» два отенох при первых отупе-вяхвагружения inKiífiXú^o^tMi^Qeittfr верхних чаотиц, которые ' бшаг установлен* ГоЬявйИЯИГ ЙГ наименьших раоотоя-

Ю0Я ОТ ПОДОПВ» фУ&ШМНЗД1* 3WMW/ Ä? ЙЙ¥#УЖ0Ш1Я фундамен-tiff ш следовав esisftov t уввЛйМййМ ййПрЛРбййО-Дефордиро ванной зо— . йв^ямучвийР^^lüiBiOTHHe niBpeiiöaöHiiÄ if tattd расположенные чао, Аюи» tins исследований показал, что налита» распорных отенох ЩШтЬт'тяубнну ожимаеыой толди оонования jfe (ом.рио. .

^г^ в^хлона ^аопо^ых отеяох, TèM меньше эта ГЛУбИНа. ». ; /Г- ..••.'•'.

Уменьшение глубины ожимаемой толща означает, что наличие . распорных отенох изменяет и вбпряжевное ооотояние оонования фундамента* Это измевение таково, что:затухание напряжений по глу-d^ npwwxàotf интенсивнее при наличии распорных стеной. Следо-ВШкино, на нижележащие Слои грунта при наличии peonopimx оте-; во* «^вдаются вшряхения, значительно меньше по. величинам, чем прм отсутствии рвопорныхстенох.

Анализ етих грефиков, переотроенннх в отвооительных пере-мецениях подзывает, что nji наличии распорных отенох доля ооад-хи.прюссдяшаяся ва облаоть грунтов между распорные отевхаии бошае, чампрв<игоу1ояии раопорных Отенох, причем, чем мены» угод вахлова распорных отевох, «ем дольше ета доля.

; Измерения перемещений облаот» грунтов за распорными отен-хами (рм. 46) показали, что затухание деформаций оснований фундаментов a распорными стенхамипроиоходит интенсивнее, чем затухание двф01«ахм оон<^н1й фунюзмвнтов без распорных отенох, и авачительвее интенсивнее, чем затухание деформаций оонований по центральной óoi. йнтервоно в атом плаве раоомотре» перемещения точен, расположенных ва горизонтальной оси, расположенной на некоторой глубине от подоввы фундамента (см.peo. 4в). Во-первых, интеноивнооть затухания вертикалwrot перемещений в облаоти за рвопорвымя отбнхахи аначитвльнобольте приналичхи распорных отенох. Это, ив нам взгляд, овдявиамтвует о том, что ооотно-' мение горизонтальных перемещений' # мдахальнш больше при на- . личии раопорных отевох. Bo-sropiar,- гфРйаличиираопорных стенок, точки, расположенные между раопоряши отёнхами йа одной горизонтальной оои прахтичеохи перемещаются по вертикали одинаково, за исключением точек, расположенных в непосредственной близости от

распорных стенок.

Проведенные экспериментальные исследования работы основания фундаментов о распорнши стенками я выявленные йри »том закономерности, в том числе и отмеченные выше, позволили обооюь вать ряд допущений и разработать инженерный метод оценки нДОрй-женно-дефорыированного состояния основания таких фундаментов.

Третья г^ава поовяшана аналитической оценке напряженно-дефорюцюванного роотояюц! оономнюгфо^дантев р'^опадин« стенками. ■ \

При постановке задачи об оценке напряженно-деформированного оостояния оонования фундамента с распорными стенками опирались на классические методы механихи грунтов, используемые в раочетых оснований фундаментов в открытых котлованах ж провераа-ные многолетней практикой строительства.

В качестве исходной расчетной охемы, как его принято а клаооичеокой механике грунтов, можно рассматривать тяжелое, лм-нейно дефо^руемое полупроотренство, нагруженное на поверхности равномерно распределенной нагрузкой £> jf-бГ (вео грунтов на уровне глубины заложения фундамента), а по ширине фундамента

" действует дополнительная равномерно распределеншя иагрогэ-жа (P-td) , Рассматривается пдоокад задача.

Наличие распорных стенок в ооновании значительно осложняет решение аадачж дажв прабляженшаа инженерными методами. .

В процеоое поиока таких решений привлооь принимать рад допущений , которые, на нав взгляд, не сильно искажает конечные результаты. Для более правильной оценхя влияния принятых доауиений в диооертацни решение конечной задачи изложено путем постепенного усложнения частных, более проотых задач.'

Наяряхенно-дефориарованное ооотсяние грунта, залегавшего . Ж облеотя между распорны* о танками оценивается ;яз оледу*жшх воображений (ом.ряо, В).' ,

§

Рис.5. Схема передачи негрузхи на грунтовое основание с наклонными распорнши стенками

Следуя А.ШеЛшу принимается, что о некоторой глубины 20 a CL/tqd" дейотвует равномерно распределенная нагрузка B0mP.i/t0 . На горизонтальной плоокбсти на1 уровне нижних торцов раопорных отенок* по ширине 8С действует также равномерно распределенное давление бд ," подлежащее определению. По боковым йаклонным граням действуют касательные Г/ и нормальные 6Si напряжения . Учитывая, что осадки фундаментов достигают нескольких см., связь между Сц и бц принимается по закону Кулона, т.е. .;

С/ » {¡it-tqp+i . Нормальные напряжения 6s.t принимаются линейно изменяющимися по глубине, т.е. - [<v.r(6/ Напряженное соотояние грунтав области между распорными стенками оценивается нормальными напряжениями ¿¿(Ю и как

функции координаты 2 . Граничные условия принимаются в виде . . 6x.iUtr> ¿stfi* Vf^ik • Так®« образом, неизвестных величин три - 6t e , gt e и 6е * Для их нахождения составляется оиотема из трех уравнений. Первое уравнение составляется из условия равновесия. Второе и. третье уоловия составляются из связи величия деформации области грунта между распорными отенками и перемещениями как распорных отенок , так и плоскости нижних торсов распорных отенох . Показывается, что перемещение раопорных отенох окладываетоя из двух обставляющих - ¿/г , которое вызвано уплотнением грунта в области между распорными стенками и связано о компонентой деформации соотношением 6ц ~o.s{g£rfut в Si , которое вызвано жестким перемещением области грунта между распорными отенками за очет уплотнения основания я связано о ооадкой соотношением ¿¿-Cot* . В первом приближения осадка $2 определяется по известной формуле О.Шлейхера о учетом поправочного коэффициента Яе , учитывающего заглубление фундамента (нагрузки). В дальнейшем этот коэффициент может быть уточнен методом последовательных приближений хз уоловия, чтобы осадка раоочитанная по формуле, равнялась осадке, рассчитанной методом аоолойвого суммирования (по рекомендация СНиПа).

Для определения перемещения боковых распорных отенок используется решение И.Й.Горбунова-Посадова для внецентренно нагруженной абсолютно жесткой полосы, покоящейоя на линейно-деформируемом полупространстве о учетом поправочного коэффициента Фонса dig . Определяя далее равнодействующую нагрузку GL , момент сил И , эксцентриситет С и иопользуя указанное решение, получаем соотношение 6, " ]/

/ЖЕ j "

«nrröt огород, связывая перемещени о, я St через д^диашппо xa о наоряханяямя ir.« я * « через ооадху ¿ о напряванявм . , получаем. нвдоотааде два уравнения охогемы, Конечно* рем«' ' ние предотввленоввиде: "

i/ g- - ' f«i ~ .у- >

ß (H,n,-ii*,)(i,h-'t**) -('t*tr b*tH«♦»»-»ira« .

(«I«« л i «а

■ . : VV. Ídt-Ltfetp+fy) i . у Лг- -« / Неомотря на ряд существенных доауяеня! ж армролоявни*, пряяятнх ojpír псютввовхв аадачв. ва ввш взгляд.цояучешюерем-им о доотаточно* дм инженерных расчетов точноопюОадвиваа* ^ - \ напряженное соотояняе оонсваиял фундамента о раопорншх отаяха- ■ : . ш. В диссертации каждому яа принятых доаушаки« и предполо»екн*:.v;-, даатоя в »ol aun' яяов степени äoc WBejjeoé рбооноВение; осяомя- : , - :. ■ Bot, в ТОК числе, я яя результатах проведенвыхажотерыеито». i • . Обвал осадка фунха««нта IkfcÄwiM V'-',

■ А. рвоочитываемо! хах отмечалось вше . методои поолойяого оумияровеняя.

По палученноцу реиецию, вахонхретнмх примерахпровцав I-аяалха аахонамерноотеВ капрпеяяо-дафорикроваивого состояния 1 : оонованяя фундамента о распормю отмосаш/Дм убютрепи до ' чатов были составлены прогршаш на явых* "БеНояя* дм - ЭВМ Ät- :' i -:. 3 (МГ). Анализ »nut ярмерои показы, что раопоркш отенкя аха-. чхтельно переформировывает капряжакное ооотоянва ооноваям. С í увеличением длины. рвопорвыхотеисж /е. напряжения £ онвчвлв ; уменьшаются, в затем увеличивеюгоя. • •'..'■./■■ ■•• = % Увеличение параметра Л приводят к усиления значена* , ; . Существует для кажюго угла наклона peoiripp^ ^Tetíc* ^

котороа зшлсняэ $9 , при котором для заданного значения # • взлпчша бс доотагаат ¡лшшкзльного значения. Однако, отмэча-отоя, что увёлаченаа значэшя бе о увеличением длины раопор-шя отокоп црл ^ > вовоо но означает ухудшение работы соновзпая, при наклонных рзспорных отенках увеличение их даны приводят л умоньиошю ширины Sa . Пойтому влиянио рао-порннх отапок правильноа оценивать по параметрам, которые харак-тзщзовалл бы, какая честь нагрузки воспринимается облаотьп вы-шэ плоокоотз дейотвая давленая бв и какая - облаоть» ниже. Для этого ввэдон коэффициент , который характеризуется как отно-пзтгпо нагрузки Ne» Ís. , передаэдойся на облаоть ниие плоо-воота действия давления к общей нагрузке от соорухиная Jtfn , т.е. , Показано, что о увеличением длины Íe

Kg. воогда ууэньгаотся и, наоборот, ув&личенио параметра CL щиводат п увэлячэпап коеффзцпента . Показано такгэ, что та узпьеэ угол наклона рзопораыг отенок, теп большая нагрузка пзсзряплнзотоя облзотыз грунта иезду раопоршш стенкаия н тем иэньезя нагрузка пзрадаотоя но грунты, залегающие наго торцов рзспорпых станок. Емзото о тем, чем меньше угол наклона раопор-гш отопок, тегл, вочхораых, ологшео их выполнять технологичоокя п, во-вторых» теи шнео справадашвы допущения, заложенные в рао-такгсЗ охс?:э. На наш взгляд, пат синода устраивать раопоранэ отонпа о наклоном кзнэе 4 » 60°. Проанализированы такге величина поролышх пспрязэнай, дойотвугсзх ка роопорнш отешга.

Анализ деформированного ооотояншг по рэзультатем расчетов соадов показал, что качэотвенно запояомзрноога 8авиошоотн ооадок о? дгпяц распорных стзеок it , раоотоянпя S и углов ах наклона спзлогзгты зокояоиэриоотяи, установленный вкспарамэнтально. Таз, оущэотвуют оптжздьпиэ длины рзопорннх стенок я раоотоянпя *в яра которых ооадка фундсгзнта ¡шпшзлЬнгя. При уивньшэ-гш угла наклона рэспорных отенок, при прочих равных уоловиях, ооадгш унзньпатоя.

Таппу образом, срашзпге результатов аналитический исоло-домюЗ по прадлояэшоЗ рэочвтной сясиэ о результатами экспери-изнтадьгшх по следований поэводяэт утвэрвдать, что расчетная oxé-га моаот быть попользована для пнгзнерной оценки напрягенно-де-фориярованного состояния основания фундемантз о раопорныш отен-ками.

Четвертая глава посвящена некоторым продлоаашшм по изго-даке расчета оснований фундаментов о распоршл.® стонкаш. Зтв предлокекая основываются на основных положениях СШП 2.02.01-83, касающихся расчетов по второму предельному состоянию. Поэтому прежде всего рассмотрены ограничения давлений, позволяют рао-> сматривать основание как линейно-дефоршруемоо полупространство. Показано, что для этого прежде воего должно быть удовлетворено условие ее , где - расчетное сопротив-

ление, определяемое для условного фундамента с шаряной £с , заложенного на глубине с1+с1с . Кроме того, по рвиомошшдаяи, описываемым в диссертации, проверяются условия ограничатся нормальных капряавшШ, действующих со стороны распорных огонок на внешнюю облаоть грунтов. Предложения по гехшдсе и 'цосладователь-пооти расчета оснований следущае. При заданных цараызтрах центов основания, фундамента в распорных отенок рвочэтвя (допустимая) нагрузка в первом приближении определяется по результатам расчетов напряжений 6е, и ёс<1 при двух, произвольно заданных нагрузках -Л? н Л^ по формуле (Яй-ёе.г£<Ь) + + М) При цолучэннша эначешш N раоочатн-вается напряжение Ьс и осадка $г по формуле О.Шлейхвра при коэффициенте Ме - I в матовом послойного суммирования. В случае несовпадения знача¿шй осадок корректируется аначение по величине отношения этих осадок в производится перерасчет. Как показывают расчеты, ухе при втором приближенна значения осадок, раоочвтанные этими двумя способами совпадают.

Далее рассчитываются осадки $ф- в ¿1 г вх суша сравнивается о предельно допустимым значением осадки для данного сооружения, т.о. проверяется условие $»' * $, ? < ^ .

При разработке предложений по методика расчета ррнрваизВ фундаментов о распорными стенками при заданном значении расчетной нагрузки учитывалось то обстоятельство, что уведиченвене-сущей споообноотн основания происходит за очет двух факторов -за очет увеличения расчетного сопротивления по сравнению с Я на уровне глубины заложения фундамента я за очет передачи части нагрузки через раопорнш стенки на верхние области грунта, что отражается на значении коэффициентов затухания ^ .Предлагается по выражению И-М-Сс $)/ $, гда •Л. , В , С коэффициенты, связанные с коэффициентами, входяща-ми в известную формулу (7) СНкП 2.02.01-03 для Й /задаваясь

проазвольяцип начальника знйчзкшпя " " я а приняв значение i£»0,4...0,6, строят график зависимости от " По

• отсму графику могно ориентировочно назначать значение " с/*с/с" в зашсш.'сста от атргшы фундамента ила наоборот.- Пооледова-тзльпооть дальнейшего расчета аналогична выяерассиотренному. Пря отсг4 значения параметров й и Л задаются.

Рассмотрена особо методика расчета основания фундамента о рзспорныма отенхаып ара наличии слабого подстилающего слоя. В етси случзо, э соотьототвий•о рекомендациями СНаП 2.02.01-03, необходимо проверить уолсвиэ < Rj , где, для расскат-

рявосинх оснований 6jp=tit((>e - t-d) , ширина уоловного фувда-мнта определяется аз 'соотношения (бс*-?- dc)fc/tfjp .

В дассортацаа арзводятся конкретные примеры расчета и да-етоя сравнение с обачншз фундамонтамз беа распорных стенок. Так, капрамер, в случае однородного основания при параметрах: N • S00 кн/м; d » 2 м; / « 10 кН/и3; = 24°; С „ 14 кПа,

¿Г я 25 Ша расг.сэри обычных фундаментов составят £ я 3,0 ы, а рэшгэри фундаментов о рзспорнша отанкает оледущаэ: / -1,5м пра d т 75°; 4 « 1»2 м; й - 0,38 см. При этем осадка ооота-эала S п 0,3 + 1,3 + 3,5 ° 5,1 ом.

Прзлор рэсчэтэ фундаментов при двухслойном основания оо олабш аодстилаггзгм слоем, о парсмэтрома прагедешшма на рио.- 6, показал, что з случае обычянх фундаментов следует принять значение паранц S в 3,0 м, пра этом осадка фундамента соотавит $ « S,I c?j, о используя рэопорныэ стенка о ^ а 75°; £е « 0,72 м; О. a IS ом парана фундамента ооставлт /и 0,8 м, пра этом осадка OOOT3EHT $ » 3,3 см.

■ Как следует из рас. б, пра попользованаа фундаментов о рас-аоржгла отопкака изкепаальпо используется неоупая способность не-оуцзго слоя, что доказывав? правяяьяооть первоначального предпаяо-гення об вффэктявноста псаальзовшая рассматриваемых фундаментов ара валячаа в основанла слабого подотала е^эго олоя.

остшш выводы

Фундаменты основенай о раопорньая стенками являютоя раз- •' невидноетыз копотрукцш фупдамэнтей. , • .

Проведенными исследованиями выявлены особенности и установлены закономерности работы таких фундаментов оовместно с грунтом

дат,

18

450 Ки/м

2 и

40(&р, КВа

Г^.ии/И*

,«¡.«5 ИЬ

в».17*к/И Уж, И' 02. зк«4 .в *«КЯд

сугадшещ

фундамвнт о раопоршаш

ОТ9ШШ1Ш

оупвоп

фундамент бее реопорта; отвнок

Рао.6. К провзрх» напряжений не кроые олвбого подоталалавго

олол -

оонованил, подучены расчетные формулы для оценки напрягаино-до-формнрованного ооотоянвя основания о раопоршш отенкакв в разработаны ооновы метода рвочета фундаментов по второму продельному ооотояшш.

1. Экоперпментальшшя юоледованвямв выявлено, что распорные.отенкн значительно изменяю? напряканно-дофоршроЕонное состояние оонований фундаментов. Однако характер завиовмооти осадхж фундамента от давленая имеет клаосвчвскиН вид о учаотаса практически прямой пропородональноотн в учвотком сугубо недоа£-ной зависимости. Это оботоятельотво позволяло вопользовоть подходы клаоончвокой механика грунтов при разработке методов инженерной оценки напряженно-деформированного ооотоянкя ооноваппй фундаментов о рвспорншя отенками.

2. Зависимость несущей способности в осадки фундамента основания о раопорными отенхамв от вх геометрических параметров (угла наклона стеной Л , длине 1е /расстояния от края фундамента а ) нооит о лонный характер. Раопбрян* йтенви «огуткйй ~ улучшить, так и ухудип оовмеотную работу фюшментоэ а док» той ооноваявя.

3. При фиксированных значениях параметров с{ п О, существует оптимальная длина распорных стенок, при которой осадки фундаментов пашзньшиа, т.о. основание фундаментов работает на-Плучешл образом. С увеличенном расстояния '(X ' увеличиваются значения оптимальных длвн распорных отенок. С увеличением угла наклона распорных станок также увеличиваются значения их оптимальных длил.

С уменьшением угла наклона распорных отенок уменьшаются осадка фундаизнтов. " •

Наличие ра'спорных отенок уменьшает глубину снимаемой толст основания Нс . Чем ыеныгз угол наклона распорных отенок с( теп мэньшэ эта глубина.

4. Используя принцип линейной деформируемооти грунтов и ряд приемлемых для инженерных раочетов допущений, получены роо-чэтпнз формулы для оценки напряженно-дефоркярованного состояния грунтов ооновский фундамвнтов о раопорнша стенками. Выявлены . саногкыэ закономерности формирования напрянэнно-деформированно-гэ оостояния грунтов оонованля. Ра спорные стенки перэформаровы-йзэт пеаргканноэ состояние основания таким образом, что доля гагрузкя от сооружения, воспршшаемая областью грунтов ыезду р^спорсая сташсакв увалзчшяэтоя и, наоборот, доля нагрузки, пзрэдавасиая на область грунтов, залога еш: шшо торцов распорных отенок уюньшаетоя.

5. Показано, что ссногныо закономерности формирования деформированного состояния основания фундамента о распорными стен-кшз я вяояняо на них отдзлышх факторов, установленных по результата экспорикзнтальннх испытаний опиоываютоя о ццццльзова-Езса* рзэработанпой раочотпой охгеп. .

в. Разработаны ооновы пнгепэряого кэтода раочета центрально !32г$7еонных ленточных фундаментов о распорными стенками по £?орсцг предальпедг осотояЕяг}, впявчающие»

а) пэтодику назначения поправочного коэффициента Фокса оонсгпгную на зависимости его значения от зпачоная орэдней глуби-Ш1 заложения распорних стенок;

б) ыэтодпку опрэдолония общзй нагрузки, доцуокаемой на фуи-дэяпт оопованзя о рзопорныгла стешяма аз уоловай линейной дофор-гаруемостп грунтового основания па ооиово сравнения попрязшшй

на уровне низщих торцов распорных отенок я краевых и о редких на-

пряжений в плоокооти соприкосновения распорных стенок с группой ооновашя о соотвэтотаукдагд значении,ш раочагшас сопротивлении;

в) методику определения параметров й/вда^сН'х'а с разнорхшш"" отенкаш, основанную ^..последовательном приближений по уточнзтпз поправочного коэффициента Фокса Л^ ","я раочото осадах фундамента методом послойного оумгларованпя;

г) методику расчета основания фундамента о раопорнши отопками при наличии слабого подстилающего слоя, ооххованнув па проверке напряжений на кровле подотпладцзго слоя.

7. Сравнительный анализ показивасо.', что прошение адгнда-ыонтов оснований о распорными отопкаш наиболее цслооообразпо при наличии в ооноваши слабого подотилащего слояПоковано, что вффективнооть достигается аа счот породам больней части общей нагрузки от оооруариля на верзашо слои грунта.'

8. Провэдошшо нооледовакпя укачивает на ггерокектпвяоеть использования' фуннаыептов ооношхвй с расаоришп отонкькя и цо~ лаоообразнооть пропздешш цзлзншравлэтпп, значптедшого дорогостоящих и трудоемких испытаний опиши фувдеалонтов. Они позволят обосновать кмзюшеоя резервы но увзличенив их несущей способности. и усовершенствовать предлозспный метод расчета оснований фундаментов о рабпорншях отоиесми.

■ ■ ............' т ■ .....

Подписано в печать 26.05.93 Формат 60x84/16 Почать офс. И-144 Объем I уч.-изд.л. Т.100 ЗаказБесплатно

Типография ЫИСИ им.В.В.Куйбышева