Проектирование и расчет грунтового основания фундаментов мелкого заложения (фундаментов на естественном основании) выполняется согласно СНИП 2.02.01-83*и СП 22.13330.2011. Методика расчета основана на использовании данных инженерно-геологических изысканий в виде геологических разрезов, качественно отражающих характер напластования грунтов и данных о физико-механических характеристиках грунтов, полученных статистической обработкой результатов испытаний «представительных образцов». Эти данные получают в виде обобщенных характеристик угла внутреннего трения, удельного сцепления и модуля общей линейной деформации для отдельных выделенных инженерно-геологических элементов грунтового массива.
Такая методика расчета во многом ограничивает проектирование фундаментов оптимальных размеров, так как высокая стоимость и трудоемкость работ по бурению, испытанию и обработке образцов не позволяет принимать сетку скважин с достаточной частотой. В среднем расстояние между скважинами при инженерно- геологических изысканиях составляет 25-35 м, поэтому при использовании для расчетов оснований обобщенных характеристик грунтов во многих случаях с достаточной надежностью не отражает неоднородность грунтов. Это в большинстве случаев ведет к большим запасам при проектировании фундаментов.
Более того, по мнению некоторых советских и зарубежных специалистов «представительного образца» среды не существует. «Представительным образцом» среды является сама эта среда, в каждой точке которой можно поставить цифровое значение определенного свойства. Наличие цифровой модели грунтового массива позволило бы осуществлять проектирование фундаментов оптимальных размеров для данных инженерно-геологических условий.
Очевидно, что построение цифровой модели нельзя практически добиться методом «представительных образцов», даже если их можно получить в достаточном количестве, так как необходимо обработать большой объем образцов в лаборатории, а при этом неминуемы ошибки, связанные с методологией опытов. Кроме того, большой объем перечисленных работ приведет к увеличению стоимости и продолжительности инженерно-геологический изысканий.
Полевые опыты с возможностью непрерывного определения показателей по глубине являются единственными, с помощью которых можно получить точные данные для построения цифровой модели грунтового основания.
Для выбора оптимальных размеров фундаментов хорошие возможности могли бы дать разрезы площадки вдоль осей здания, на которых были бы отражены непрерывно по глубине и по оси цифровые данные, оценивающие характеристики грунта. Для этой цели потребовалось бы бурение большого количества скважин со сплошным отбором монолитов по глубине, но это значительно повысило бы стоимость изыскательских работ.
Статическое зондирование может обеспечить получение таких данных со значительным снижением стоимости и сроков работ по сравнению с традиционным бурением скважин, число которых регламентируют строительные нормы [2, с.103]. При этом снижение стоимости работ в зависимости от типа здания или сооружения и инженерно-геологических условий может составить от 50% до 75 % и сроки получения информации сократятся в 9-10 раз.
Предлагаемый метод расчета оснований фундаментов мелкого заложения использует цифровую модель грунтового основания, представленную в виде разрезов с непрерывными цифровыми данными расчетных характеристик R и E, определяемых по данным статического зондирования. Построение разрезов цифровых моделей грунтового основания выполняет ПК с использованием расчетных формул, полученных в результате теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в Уфимском государственном нефтяном техническом университете и институте БашНИИстрой.
Для построения разреза цифровой модели основания, отражающей расчетное сопротивление грунта, используется следующая расчетная зависимость [1, с. 115]:
R = γc1·γc2·(0,14+ k·b) (1)
где: γc1 и γc2 – соответсвенно: коэффициенты условий работы грунтового основания и работы здания; qs – величина сопротивления грунта под наконечником зонда, МПа; b – ширина фундамента, м; k – коэффициент, принимаемый в зависимости от величины сопротивления под наконечником зонда.
Для построения разреза цифровой модели основания, отражающего модуль деформации, используется расчетная зависимость (2):
E = 10 52 (2)
Для расчета оснований фундаментов мелкого заложения по данным статического зондирования были разработаны программы «Разрез» и «Осадка». Программа «Осадка» может быть использована для расчета по II группе предельных состояний оснований фундаментов производственных и сельскохозяйственных зданий II класса ответственности. В результате расчета ПК выдает разрезы цифровых моделей основания по различным осям здания, таблицу со стандартными размерами фундаментов и величинами осадок этих фундаментов.
Список литературы:
- Гареева Н.Б., Горбатова Н.Я. Об определении расчетного давления на грунт по данным статического зондирования.- В кн.: Вопросы фундаментостроения. Механика грунтов. Сб. научных трудов/НИИпромстрой. Уфа. 1985, с.111-116
- .СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» Актуализированная редакция СНиП 11-02-96[schema type=»book» name=»КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ ПО ДАННЫМ ЗОНДИРОВАНИЯ» author=»Гареева Наталия Борисовна, Галимнурова Ольга Витальевна, Гареев Тимур Ренатович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-05-08″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 28.02.2015_02(11)» ebook=»yes» ]