Фундамент - это подземная часть здания, которая передает нагрузки от стен и перекрытий на грунт. Чем он надежнее и качественнее, тем долговечнее и прочнее сооружение. Под фундаментом находится основание, которое несет основную нагрузку от здания. Нагрузка, идущая через основание, может деформировать его. Деформируемая часть земли, которая несет нагрузку от основания, называется сжимаемая толща грунта.
При выборе фундамента, нужно определить глубину заложения и вычислить границу промерзания. Одним из основных параметров в проектировании конструкции является площадь подошвы. Недостаточная площадь приводит к просадке основания.
Из-за нагрузки фундамент проседает, уплотняя землю, которая деформируется. Величина деформации зависит от прочности грунта и величины приложенной силы.
Расчет осадки фундамента производится методом послойного суммирования. Метод послойного суммирования применяют для расчета небольших по размеру зданий и сооружений, при отсутствии в основании пластов плотных и малосжимаемых грунтов. Осадка элементарных слоев возникает от вертикальной нагрузки на землю, сжимаемую дополнительными вертикальными напряжениями ?ZP, идущими от сооружения.
Методика расчета опирается на оценку компрессионного сжатия тонкого слоя земли, при этом сжимающее давление рассчитывается по теории линейно-деформируемого полупространства. Среднее давление необходимо ограничить до такого предела, при котором возникающие деформации лишь незначительно деформируют основание, т.е. при условии P ? R и Pmax ? 1,2 R
Если глубина грунтов имеет деформацию Е?5 МПа, то нужно соблюдать
?ZP ? 0,1?Zg
При расчете гидротехнических оснований фундамента нижняя граница вычисляется при условии
?ZP=0,5?Zg.
Расчет осадки фундамента ведется следующим образом: строится геологический разрез площадки, наносят размеры, строят эпюры напряжений от веса грунта и дополнительной нагрузки. Определяется толща Нс и разбивается на небольшие слои размером hi?0,4b.
По формуле
Si=?/Ei?ZPi,ср hi
Определяют осадку элементарного слоя грунта. Суммируя осадку всех элементарных слоев, получаем полную осадку в пределах сжимаемой толщи
S=???ZPi,ср hi/Ei , где
?— коэффициент, который зависит от коэффициента поперечных деформаций и равен 0,8;
hi —соответствующая высота i-го слоя;
Ei — модуль деформации i-го слоя.
?ZPi,ср= ?ZPi-1 + ?ZPi/2
Таким образом, вычисляется осадка любой точки в границах и вокруг конструкции. Прибегаем к методу угловых точек и строим эпюру напряжений, проходящих через точку вертикали, которой нужен расчет.
