что такое бытовое давление грунта

Распределение давления в грунтах основания

Грунты основания испытывают два вида давления:

Бытовое давление увеличивается с увеличением глубины залегания и определяется по формуле:

где z – глубина точки в которой определяется бытовое давление.

Дополнительное же давление, как показали исследования, уменьшается по мере удаления от подошвы фундаментов вглубь грунтов. Схема распределения давления в толще грунтов (по оси фундамента) показана на рис. 1.

Рисунок 1. Схема распределения давления в толще грунтов (по оси фундамента)

Ординаты эпюр давления на любой глубине h_i от подошвы отложены от вертикальной оси фундамента. Слева от оси показана эпюра давления s_б, справа от оси — эпюра давления s. Глубину h, где давление s_h составляет 20 % от бытового s_б, принято считать нижней границей сжимаемой толщи грунтов основания (глубиной активного слоя основания).

Давление от фундаментов s непосредственно под подошвой передается неравномерно (рис. 2). Однако при большой жесткости фундамента когда его собственные деформации несоизмеримо малы по сравнению с осадкой основания можно не учитывать криволинейного характера эпюры реактивных давлений, так как это оказывает малое влияние на размеры фундамента, но очень усложняет расчет. Поэтому в строительной практике принято для упрощения пренебрегать упругостью основания и считать, что давления от фундаментов на грунты основания распределяются по линейному закону. При этом условно принимают, что эпюра давления непосредственно под подошвой фундамента в зависимости от величины эксцентриситета е имеет при центральном сжатии форму прямоугольника (рис. 2, а и б), при внецентренном — форму трапеции (рис. 2, в) или треугольника (рис. 3, г и д).

Рисунок 2. Эпюры давления грунтов под подошвой: а–при глинистых грунтах; б–при песчаных грунтах; в–при внецентренной нагрузке, когда е b/6.

В общем случае ординаты эпюры давления под подошвой жесткого фундамента, при действии вертикальной нагрузки, определяются по формуле:

где P – результирующая вертикальной нагрузки на фундамент; F – площадь подошвы фундамента; I_x, I_y – соответственно, моменты инерции подошвы фундамента относительно осей x и y (см. рис 3).

Рисунок 3. Схема к расчету давлений под подошвой жестких фундаментов

Если на фундамент действует, кроме вертикальной, горизонтальная нагрузка или опрокидывающий момент, то в этом случае находят опрокидывающий момент, создаваемый горизонтальной нагрузкой, а формула запишется в виде:

где M_x, M_y – опрокидывающие моменты относительно осей, соответственно, x и y.

Гибкие же фундаменты, величина собственных деформаций которых одного порядка с величиной осадки, следует рассчитывать с учетом упругих свойств грунтов основания. Если не учитывать упругих свойств грунта при сосредоточенной нагрузке, то это может привести к значительным ошибкам и не всегда в запас прочности.

Кроме давления непосредственно под подошвой, проектировщику необходимо также знать закон распределения давления от фундаментов в толще грунтов на глубине двух- или трехкратной ширины подошвы (в пределах сжимаемой толщи). Эти действующие в грунтах давления нужны при определении осадки здания и при проверке прочности подстилающего слоя грунта, если последний слабее слоя, залегающего непосредственно под подошвой фундамента. Как было указано выше, давление s распределяется в глубину и по ширине основания, причем неравномерно как по горизонтальным, так и по вертикальным сечениям. На рис. 4 показаны эпюры давления s в сжимаемой толще грунтов по горизонтальным сечениям на разных глубинах (h₁=0,50b; h₂=1,0b; h₃ =1,5b и так далее), выраженных в единицах ширины подошвы фундаментов b. Ординаты эпюр зависят от давления s под подошвой. Они даны справа и для ленточного фундамента соответственно равны.

Рисунок 4. Эпюры распределения давления в грунте и изобары

Таким образом, зная среднее давление s под подошвой и отношение глубины заложения рассматриваемой горизонтальной площадки к ширине подошвы h_i/b, можно легко определить давление в грунтах на любой глубине h, по формуле:

где a – коэффициент, принимаемый по таблице 1.

На том же рис. 5 показаны изобары — точки в грунте основания, испытывающие одинаковое по величине давление.

Исследования показали, что вид грунта оказывает малое влияние на характер распределения давления в толще грунтов. Размеры и форма фундаментов в плане существенно влияют на распределение давления в грунтах. Так, давление на глубине h=b ниже подошвы при квадратном в плане фундаменте равно 34 %, а при ленточном — 55 % от давления s под подошвой (табл. 4).

Таблица 1. Величины коэффициента a

Источник

Что такое бытовое давление грунта

Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 апреля 2011 г. N 46-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12248-2010 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2012 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 12, 2012 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости полускальных, дисперсных и мерзлых грунтов при их исследовании для строительства.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 9378-93 Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 23161-78 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100 и ГОСТ 30416, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 эффективное напряжение: Напряжение, действующее в скелете грунта, определяемое как разность между полным напряжением в образце грунта и поровым давлением.

3.2 поровое давление: Давление в поровой жидкости грунта.

3.3 противодавление: Внешнее давление, повышающее поровое давление в образце грунта в процессе испытания.

3.4 девиатор напряжений: Разность между главными эффективными напряжениями .

3.5 реконсолидация: Восстановление природной плотности и двухфазного состояния образца грунта, разуплотненного в результате паро-газовыделения в процессе его отбора при сохранении природной влажности.

3.6 бытовое давление : Вертикальное эффективное напряжение в массиве грунта на данной глубине от веса вышележащих слоев грунта.

3.8 сопротивление недренированному сдвигу: Максимальное касательное напряжение при нагружении грунта в условиях отсутствия дренирования.

3.9 структурная прочность грунта на сжатие: Прочность, обусловленная наличием структурных связей и характеризуемая напряжением, до которого образец грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой практически не деформируется.

3.10 коэффициент фильтрационной и вторичной консолидации: Показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном напряжении за счет фильтрации воды ( ) и ползучести грунта ( ).

3.11 ползучесть: Процесс развития деформаций грунта (сдвиговых, объемных) во времени при действии постоянного напряжения.

3.12 стадия незатухающей ползучести: Процесс деформирования грунта с постоянной или увеличивающейся скоростью при постоянном напряжении.

3.13 оттаивающий грунт: Грунт, в котором при переходе от мерзлого состояния в талое разрушаются криогенные структурные связи.

3.14 граница оттаивания: Граница раздела оттаивающего и мерзлого грунта, движущаяся сверху вниз в процессе оттаивания.

3.15 приконтактный слой грунта: Тонкий (2-4 мм) слой оттаявшего грунта вблизи границы оттаивания, имеющий наибольшие влажность, разуплотнение, водопроницаемость и поровое давление.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторных испытаний грунтов для определения их характеристик прочности и деформируемости:

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, лабораторным помещениям, способы изготовления образцов для испытаний приведены в ГОСТ 30416. Дополнительные требования приводятся в отдельных методах испытаний.

4.3 Способы отбора монолитов и подготовки образцов для испытаний должны обеспечить практически полное сохранение их структуры и влажности в соответствии с ГОСТ 12071 и ГОСТ 30416.

4.4 Для испытываемых грунтов должны быть определены физические характеристики по ГОСТ 5180: влажность (суммарная влажность для мерзлых грунтов), плотность, плотность частиц, влажности на границах текучести и раскатывания, гранулометрический состав грунтов по ГОСТ 12536, а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения (степень заполнения объема пор льдом и незамерзшей водой), число пластичности и показатель текучести (для связных дисперсных грунтов).

Дополнительные необходимые характеристики грунтов приводятся в отдельных методах испытаний настоящего стандарта.

4.6 В процессе испытаний грунтов ведут журналы, формы приведены в приложении А, а при автоматизации процесса испытаний и обработки данных с помощью компьютерных программ результаты опыта выводятся на компьютер в форме паспорта (протокола) испытания.

4.7 Отчет об испытании должен включать в себя:

— идентификацию образца (номер буровой скважины, номер пробы, номер испытания, глубину отбора, номер инженерно-геологического элемента и т.п.);

— метод подготовки образца (ненарушенный или нарушенного сложения, предварительное водонасыщение);

— начальные размеры образца;

— физические характеристики грунта;

— использованный метод испытания;

— таблицу результатов испытания (нагрузки-деформации);

Источник

горизонтальное давление грунта

Геотехника. Теория и практика

Геотехника. Теория и практика

Читайте вывод!
Получается, что при наличии грунтовых вод, эпюру давления от веса грунта нужно принимать по рисунку 3(приложенного файла). Первый расчет при этом не верен, дает завышенное значение. Конечно, не претендую на истинность

Мне все равно непонятна формула (8) «пособия». Кто нибудь расшифрует?

Читайте вывод!
Получается, что при наличии грунтовых вод, эпюру давления от веса грунта нужно принимать по рисунку 3(приложенного файла). Первый расчет при этом не верен, дает завышенное значение. Конечно, не претендую на истинность

Мне все равно непонятна формула (8) «пособия». Кто нибудь расшифрует?

Первый расчет идет с дополнительным горизонтальным давлением, обусловленным наличием грунтовых вод. Соответственно можно в первом расчете отнять давление самой грунтовой воды (это 5м умножить на 1т/м^2).Что примерно и составит ответ второй задачи. А если бы в расчете были бы точные цифры, а не нормативные, которые принимаются в формулах пособия при отсутствии опытных данных («При отсутствии опытных данных и для типового проектирования допускается принимать нормативные значения gn = 18 кН/м3 (1,8 тс/м3); = 26,5 кН/м3 (2,65 тс/м3); = 10 кН/м3 (1 тс/м3).»), то было бы более точное соотношение ответов. в данном случае что то вы брали по исходным данным, а что то как по пособию.

рисунок 3 в файле, который замаркирован как 2 как раз показывает давление грунта (грунта без учета давления самой воды), который на определенной глубине взвешен водой, в следствии чего у грунта меняется плотность и из-за этого меняется угол на эпюре.

Понимаю, что много времени прошло, но все же. ))

Понимаю, что много времени прошло, но все же. ))

Как это не надо учитывать взвешивающее действие воды?Согласен,что расчет по пособию выполнен верно, но взвешивающее действие воды учитывать надо и оно учтено в формуле пособия!
Поясню подробнее:

Интенсивность горизонтального активного давления ВЗВЕШЕННОГО в воде грунта от
собственного веса Р(yw) на глубине y(w) (глубина уроня грунтовых вод) следует определять по формуле

Горизонтальное давление воды это P(w)=y(w) ⋅ρ(w) ⋅γf
В пособии же прибавляют не горизонтальное давление воды, а интенсивность дополнительного горизонтального давления грунта, обусловленного наличием грунтовых вод Р(w) (то есть как раз за вычетом давление грунта, который взвешен водой, у которого меняется плотность и из-за этого давление меньше, в следствии чего угол на эпюре меняется)

16,5= ρ(s)-ρ(w) = 26,5-10 (кН/м3) вот как раз взвешивающее действие воды учитывается в последней части формулы, уменьшая эпюру давления грунта от собственного веса

26,5 это как раз («При отсутствии опытных данных и для типового проектирования допускается принимать нормативные значения γn = 18 кН/м3 (1,8 тс/м3); γns= 26,5 кН/м3 (2,65 тс/м3); γnw= 10 кН/м3 (1 тс/м3).») СНиП 2.09.03-85 Приложение 1. п.2

Источник

СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий Часть 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА

2. Удельный вес грунта g необходимо определять по данным непосредственных испытаний грунтов. Нормативное значение удельного веса грунта с учетом взвешивающего действия воды

где — удельный вес соответственно скелета грунта и воды;

е — коэффициент пористости грунта.

При отсутствии опытных данных и для типового проектирования допускается принимать норматив­ные значения g n = 18 кН/м 3 (1,8 тс/м 3 ); = 26,5 кН/м 3 (2,65 тс/м 3 ); = 10 кН/м 3 (1 тс/м 3 ).

3. Значения характеристик грунтов засыпки ( g ’, j ’ и с’), уплотненных в соответствии с СН 536-81 с коэффициентом уплотнения k_у не менее 0,95 ( что должно быть указано в проекте), допускается уста­навливать по характеристикам тех же грунтов нена­рушенного сложения:

но не более 7 кПа но не более 10 кПа

4. Активное горизонтальное давление грунта p_h ( s _а.г)* и вертикальное p_v ( s _а.в) на глубине у, а также пассивное давление грунта p_hr ( s _п.г) и р_vr ( s _п.в) следует определять по СНиП II-55-79.

Полное давление грунта слагается из давления от собственного веса грунта р_{h g} , давления от времен­ной нагрузки на поверхности р_hq и отрицательного давления от сцепления р_hc.

Эпюры возможного сочетания этих нагрузок при­ведены на черт. 1.

Если значение р_h, оказывается меньше нуля (черт. 1, г), то на этом участке принимается р_h = 0. При этом следует давление на глубине h сохранить равным р_h, а вершину суммарной треугольной эпю­ры давления грунта из точки а перенести в точку а₁ на поверхности (черт. 1, д).

5. Угол наклона плоскости скольжения к верти­кали

6. При горизонтальной поверхности грунта, вер­тикальной стене и отсутствии трения и сцепления

* В скобках приведено обозначение давления, принятое в СНиП II-55-79.

Черт. 1. Схема давления грунта

а — на стену; б — при отсутствии сцепления p_hc = 0; в — при p_hc — при p_hc ³ p_hq; д — заменяющая (расчетная) эпюра

грунта со стеной e = р = d = 0, при этом коэффи­циент горизонтального давления грунта

Горизонтальное давление грунта на глубине y

где q — равномерно распределенная нагрузка на поверхности, примыкающей к стене.

7. Дополнительное горизонтальное давление, об­условленное наличием грунтовых вод, следует оп­ределять по формуле

где h_w — высота от низа сооружения до расчет­ного уровня грунтовых вод, м;

g — удельный вес грунта;

8. При наличии на поверхности грунта в пределах призмы обрушения полосовой равномерно распре­деленной нагрузки q на ширине b давление от нее следует распределять в стороны пол углами q ₀ к вертикали (черт. 2) до пересечения с плоскостью подпорной стены на глубине и прини­мать равномерно распределенным на ширине b_y = b + 2a, непосредственно примыкающей к стене.

Интенсивность вертикального давления от поло­совой нагрузки следует определять по формуле

интенсивность горизонтального давления от полосовой нагрузки — по формуле

Черт. 2. Схема распределения давления от полосовой нагрузки

9. Временные нагрузки от подвижного транспорта следует принимать в соответствии со СНиП 2.05.03-84 в виде нагрузки СК — от подвижного состава железных дорог, АК — от автотранспортных средств, НК-80 — от колесной нагрузки, НГ-60 — от гусеничной нагрузки.

Примечание. СК — условная эквивалентная равномерно распределенная нормативная нагрузка от подвижного состава железных дорог на 1 м пути (черт. 3). АК — нормативная нагрузка от автотранспортных средств в виде двух полос. НК-80 — нормативная нагрузка, состоящая из одиночной машины на колесном ходу весом 785 кН (80 тс). НГ-60 — нормативная нагрузка, состоящая из одиночной машины на гусеничном ходу весом 583 кН (60 тс).

Черт. 3. Схема распределения давления от подвижного

состава железных дорог

где С — коэффициент (для расчета подземных конструкций следует принимать рав­ным 1,5);

К — класс нагрузки, равный 137 кН (14 тс) на 1 м пути. При соответствующем обосновании допускается снижение этой нагрузки до величины К = 98 кН (10 тc) на 1 м пути.

11. При расположении железнодорожного пути вдоль сооружения давление от него приводится к эквивалентной нормативной нагрузке на пло­щадке, расположенной на глубине от низа шпалы (см. черт. 3) шириной b_y1 = 2,7 + 2а. Интенсивность вертикального давления следует оп­ределять по формуле

Интенсивность горизонтального давления р_h1 следует определять по формуле (8).

12. При расположении железнодорожного пути поперек сооружения интенсивность нормативного вертикального давления на горизонтальную плос­кость на глубине y, м, следует определять по формуле

Интенсивность нормативного горизонтального давления р_h2 — по формуле (8).

13. Нагрузка от автотранспортных средств со­стоит из двух полос АК (черт. 4), каждая из кото­рых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой Р, равной 9,81К, кН (1К, тс), и равномер­но распределенную нагрузку интенсивностью v на обе колеи v = 0,98К, кН/м (0,1 К, тс/м).

Для сооружений на основных магистральных дорогах нагрузку следует принимать полосовую класса К-11 или от одиночной машины НК-80.

Для сооружений на внутрихозяйственных доро­гах нагрузку следует принимать полосовую класса К-8 или от одиночной гусеничной машины НГ-60. Кроме того, элементы проезжей части мостов сле­дует проверять на давление одиночной оси, равное 108 кН (11 тс).

Черт. 4. Схема давления от автомобильной нагрузки АК при

движении ее вдоль сооружения

14. Нагрузка от тележки Р = К (см. черт. 4) рас­пределяется вдоль движения на длину а_у3 = 1,7+ 2а (м) и на ширину b_у3 = 2,5 + 2а (м).

Интенсивность вертикального давления

Вертикальная равномерно распределенная на­грузка v распределяется на ширину b_y4 = b_y3.

Интенсивность вертикального давления на глуби­не у_а, от нагрузки v

Для получения расчетных нагрузок нагрузки и вводятся в расчет со своими коэффици­ентами надежности по нагрузке.

Интенсивность горизонтальных давлений р_h3 и p_h4 определяется по формуле (8).

15. Интенсивность нормативного вертикального давления от колесной нагрузки НК-80 при движении ее вдоkь сооружения (черт. 5) на глубине при a_y5 = 3,8 + 2а (м) и b_y5 = 3,5 + 2a (м) следует определять по формуле

Интенсивность горизонтального давления следует определять по формуле (8).

Черт. 5. Схема давления от колесной нагрузки НК-80

при движении ее вдоль сооружения

16. Интенсивность нормативного вертикального давления от гусеничной нагрузки НГ-60 при движе­нии ее вдоль сооружения (черт. 6) на глубине при а_у6 = 5,0 + 2а (м) и b_у6 = 3,2 + 2а (м) следует определять по формуле

Черт. 6. Схема давления от гусеничной нагрузки НГ-60 при

движении ее вдоль сооружения

17. При движении автотранспорта поперек соору­жения интенсивность нормативного вертикального давления от автомобильной нагрузки АК (черт. 7) на глубине у ³ 0,6 м следует определять по формуле

Интенсивность нормативного вертикального давления от колесной нагрузки НК-80 на глубине у ³ 0,8 м следует определять по формуле

Интенсивность нормативного вертикального дав­ления от гусеничной нагрузки НГ-60 на глубине у ³ 0,8 м следует определять по формуле

Горизонтальное давление p_{h 6 – 9} следует опреде­лять по формуле (8).

Черт. 7. Схима давления от нагрузок АК, НК-80 и НГ-60

при движении их поперек сооружения

18. При отсутствии конкретных нагрузок на по­верхности земли следует принимать условную нор­мативную равномерно распределенную сплошную нагрузку интенсивностью 9,81 кПа (1 тс/м 2 ).

20. При расчете сооружений по предельным со­стояниям первой группы коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать:

от собственного веса конструкции, давления грунта, оборудования, складируемого материала, погрузчиков и каров, равномерно распределенной нагрузки на территории — по СНиП 2.01.07-85;

от подвижного состава железных дорог, колонн автомобилей, колесной и гусеничной нагрузок, дорожного покрытия проезжей части и тро­туаров, веса полотна железнодорожных путей — по СНиП 2.05-03-84.

Коэффициенты надежности по нагрузка при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равными 1.

АНКЕРНЫЕ БОЛТЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ

КОНСТРУКЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ

1. Анкерные болты (далее — болты) для крепления строительных конструкций и оборудования к бетонным и железобетонным элементам (фундаментам, силовым полам, стенам и т. п.) следует применять при расчетной температуре наружного воздуха до минус 65 ° С включ.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01.-82.

2. При нагреве бетона конструкций свыше 50 ° С, в которые заделываются болты, в расчетах должно учитываться влияние температуры на прочностные характеристики материала конструкций, болтов, подливок, клеевых составов и т. п.

Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

3. Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, следует проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 2.03.11-85.

4. При наличии соответствующего обоснования допускается применение других способов закрепления оборудования на фундаментах (например, на виброгасителях, клею и др.).

5. По конструктивному решению болты могут быть с отгибом, с анкерной плитой, прямые и конические (распорные) (табл. 1).

По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования элементов, в которые они заделываются (с отгибом и с анкерной плитой), и на готовые элементы, устанавливаемые в просверленные скважины (прямые и конические).

Прямые болты в скважинах закрепляются с помощью синтетического клея или виброзачеканки, а конические — с помощью разжимных цанг или цементно-песчаных смесей.

По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные. К расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций или работе оборудования. К конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций и оборудования, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конст­рукции или оборудования. Конструктивные болты предназначаются для рихтовки строительных конструкций и оборудования во время их мон­тажа и для обеспечения стабильной работы кон­струкций и оборудования во время эксплуата­ции, а также для предотвращения их случайных сме­щений.

болты с отгибом и анкерной плитой допускается применять для крепления конструкций и оборудо­вания без ограничений.

Источник