Рисунок 5.1 - Эпюры давлений по подошве фундаментов при центральной и внецентренной нагрузках
5.6.29 При наличии моментов Мх и Му, действующих в двух направлениях, параллельных осям х и у прямоугольного фундамента, наибольшее давление в угловой точке Ртах, кПа, определяют по формуле
Ртах = N/A + gmtd + Mx/Wx + M/Wy, (5.15)
где N, A, gmt, W - то же, что и в формуле (5.11).
5.6.30 При наличии на полах сплошной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q краевые и средние эпюры давления по подошве следует увеличивать на нагрузку q (см. рисунок 5.1).
Нагрузку на полы промышленных зданий q допускается принимать равной 20 кПа, если в технологическом задании на проектирование не указывается большее значение этой нагрузки.
Определение осадки основания фундаментов
5.6.31 Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6) определяют методом послойного суммирования по формуле
 (5.16)
где b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;
szp,i - среднее значение вертикального нормального напряжения (далее - вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.6.32), кПа;
hi - толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;
Ei - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;
szg,i - среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.6.33), кПа;
Ее,i - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;
п - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2.
DL - отметка планировки; NL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка полошвы фундамента; WL - уровень подземных вод; В,С - нижняя граница сжимаемой толщи; d и dп - глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b - ширина фундамента; р - среднее давление под подошвой фундамента; szg и szg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; szp и szp,0 - вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; szg,i - вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глубине z от подошвы фундамента; Нс - глубина сжимаемой толщи
Рисунок 5.2 - Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве
Примечания
1 При отсутствии опытных определений модуля деформации Ее,i для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать Ее,i = 5Еi.
2 Средние значения напряжений szp,i и szg,i в i-м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя.
3 При возведении сооружения в отрываемом котловане следует различать три следующих значения вертикальных напряжений: szg - от собственного веса грунта до начала строительства; szu - после отрывки котлована; sz - после возведения сооружения.
4 При определении средней осадки основания фундамента  все используемые в формуле (5.16) величины допускается определять для вертикали, проходящей не через центр фундамента, а через точку, лежащую посередине между центром и углом (для прямоугольных фундаментов) или на расстоянии rc = (r1 + r2)/2 от центра, где r1 - внутренний, а r2 - внешний радиус круглого или кольцевого фундамента (для круглого фундамента r1 = 0).
5 Расчет осадок свайных фундаментов выполняется с учетом дополнительных указаний СП 24.13330.
5.6.32 Вертикальные напряжения от внешней нагрузки szp = sz - szu зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения szp, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле
szp = ap, (5.17)
где a - коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от относительной глубины x, равной 2z/b;
р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа.
5.6.33 Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента szg = szg - szu, кПа, на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле
szg = aszg,0, (5.18)
где a - то же, что и в 5.6.32;
szg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой szg,0 = g'd, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой szg,0 = g'dn, где g' - удельный вес грунта, кН/м3, расположенного выше подошвы; d и dn, м, - см. рисунок 5.2).
При этом в расчете szg используются размеры в плане не фундамента, а котлована.
5.6.34 При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (5.16) не учитывать второе слагаемое.
5.6.35 Если среднее давление под подошвой фундамента р £ szg,0, осадку основания фундамента s определяют по формуле
 (5.19)
где b, szp,i, hi, Ее,i и n - то же, что и в формуле (5.16).
5.6.36 Вертикальные напряжения от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента szр,с, кПа, по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяют по формуле
szр,с = aр/4, (5.20)
где a - коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от значения x = z/b:
р - то же, что и в формуле (5.17).
5.6.37 Вертикальные напряжения szр,а, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с давлением по подошве, равным р), определяют алгебраическим суммированием напряжений szр,сj, кПа, в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (см. рисунок 5.3) по формуле
 (5.21)
5.6.38 Вертикальные напряжения szр,nf, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади (включая вес обратной засыпки) определяют по формуле
 (5.22)
где szр - то же, что и в формуле (5.17), кПа;
szр,ai - вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок;
k - число влияющих фундаментов или нагрузок.
Таблица 5.8
x
|
Коэффициент a для фундаментов
|
круглых
|
прямоугольных с соотношением сторон h = l/b, равным
|
ленточных (h ³ 10)
|
1,0
|
1,4
|
1,8
|
2,4
|
3,2
|
5
|
0
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
0,4
|
0,949
|
0,960
|
0,972
|
0,975
|
0,976
|
0,977
|
0,977
|
0,977
|
0,8
|
0,756
|
0,800
|
0,848
|
0,866
|
0,876
|
0,879
|
0,881
|
0,881
|
1,2
|
0,547
|
0,606
|
0,682
|
0,717
|
0,739
|
0,749
|
0,754
|
0,755
|
1,6
|
0,390
|
0,449
|
0,532
|
0,578
|
0,612
|
0,629
|
0,639
|
0,642
|
2,0
|
0,285
|
0,336
|
0,414
|
0,463
|
0,505
|
0,530
|
0,545
|
0,550
|
2,4
|
0,214
|
0,257
|
0,325
|
0,374
|
0,419
|
0,449
|
0,470
|
0,477
|
2,8
|
0,165
|
0,201
|
0,260
|
0,304
|
0,349
|
0,383
|
0,410
|
0,420
|
3,2
|
0,130
|
0,160
|
0,210
|
0,251
|
0,294
|
0,329
|
0,360
|
0,374
|
3,6
|
0,106
|
0,131
|
0,173
|
0,209
|
0,250
|
0,285
|
0,319
|
0,337
|
4,0
|
0,087
|
0,108
|
0,145
|
0,176
|
0,214
|
0,248
|
0,285
|
0,306
|
4,4
|
0,073
|
0,091
|
0,123
|
0,150
|
0,185
|
0,218
|
0,255
|
0,280
|
4,8
|
0,062
|
0,077
|
0,105
|
0,130
|
0,161
|
0,192
|
0,230
|
0,258
|
5,2
|
0,053
|
0,067
|
0,091
|
0,113
|
0,141
|
0,170
|
0,208
|
0,239
|
5,6
|
0,046
|
0,058
|
0,079
|
0,099
|
0,124
|
0,152
|
0,189
|
0,223
|
6,0
|
0,040
|
0,051
|
0,070
|
0,087
|
0,110
|
0,136
|
0,173
|
0,208
|
6,4
|
0,036
|
0,045
|
0,062
|
0,077
|
0,099
|
0,122
|
0,158
|
0,196
|
6,8
|
0,031
|
0,040
|
0,055
|
0,069
|
0,088
|
0,110
|
0,145
|
0,185
|
7,2
|
0,028
|
0,036
|
0,049
|
0,062
|
0,080
|
0,100
|
0,133
|
0,175
|
7,6
|
0,024
|
0,032
|
0,044
|
0,056
|
0,072
|
0,091
|
0,123
|
0,166
|
8,0
|
0,022
|
0,029
|
0,040
|
0,051
|
0,066
|
0,084
|
0,113
|
0,158
|
8,4
|
0,021
|
0,026
|
0,037
|
0,046
|
0,060
|
0,077
|
0,105
|
0,150
|
8,8
|
0,019
|
0,024
|
0,033
|
0,042
|
0,055
|
0,071
|
0,098
|
0,143
|
9,2
|
0,017
|
0,022
|
0,031
|
0,039
|
0,051
|
0,065
|
0,091
|
0,137
|
9,6
|
0,016
|
0,020
|
0,028
|
0,036
|
0,047
|
0,060
|
0,085
|
0,1 32
|
10,0
|
0,015
|
0,019
|
0,026
|
0,033
|
0,043
|
0,056
|
0,079
|
0,126
|
10,4
|
0,014
|
0,017
|
0,024
|
0,031
|
0,040
|
0,052
|
0,074
|
0,122
|
10,8
|
0,013
|
0,016
|
0,022
|
0,029
|
0,037
|
0,049
|
0,069
|
0,117
|
11,2
|
0,012
|
0,015
|
0,021
|
0,027
|
0,035
|
0,045
|
0,065
|
0,113
|
11,6
|
0,011
|
0,014
|
0,020
|
0,025
|
0,033
|
0,042
|
0,061
|
0,109
|
12,0
|
0,010
|
0,013
|
0,018
|
0,023
|
0,031
|
0,040
|
0,058
|
0,106
|
Примечания
1 В таблице обозначено: b - ширина или диаметр фундамента, l - длина фундамента.
2 Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А, значения a принимают как для круглых фундаментов радиусом 
3 Для промежуточных значений x и h коэффициенты a определяют интерполяцией.
|
а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего фундамента 2; б - схема расположения фиктивных фундаментов с указанием знака напряжений szр,сj - в формуле (5.21) под углом j-го фундамента
Рисунок 5.3 - Схема к определению вертикальных напряжений в основании рассчитываемого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента методом угловых точек
5.6.39 При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью q, кПа (например, от веса планировочной насыпи), значение szр,nf по формуле (5.22) для любой глубины z определяют по формуле szр,nf = szр + q.
5.6.40 Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта szg, кПа, на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле
 (5.23)
где g' - средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;
dn - м, см. рисунок 5.2;
gi и hi - соответственно удельный вес, кН/м3, и толщина i-го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине z от подошвы фундамента, м;
и - поровое давление на рассматриваемой границе слоя, кН/м3.
Для неводонасыщенных грунтов поровое давление принимается равным нулю (и = 0).
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды при коэффициент фильтрации слоя грунта больше 1´10-5 м/сут и IL > 0,25 (для глинистых грунтов).
При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с коэффициентом фильтрации менее 1´10-5 м/сут и IL > 0,25 (для глинистых грунтов) его удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды, для определения szg в этом слое и ниже его следует учитывать давление столба воды, расположенного выше этого слоя.
5.6.41 Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине z = Нc, где выполняется условие szp = 0,5szg. При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше Нтiп, равной b/2 при b £ 10 м, (4 + 0,1b) при 10Jb £ 60 м и 10 м при b > 60 м.
Если в пределах глубины Нс, найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации Е > 100 МПа, сжимаемую толщу допускается принимать до кровли этого грунта.
Если найденная по указанным выше условиям нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е £ 7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Нс, то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за Нс принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие szp = 0,2szg.
При расчете осадки различных точек плитного фундамента глубину сжимаемой толщи допускается принимать постоянной в пределах всего плана фундамента (при отсутствии в ее составе грунтов с модулем деформации Е > 100 МПа).
5.6.42 При возведении нового объекта или реконструкции на застроенной территории, дополнительные деформации оснований сооружений окружающей застройки от воздействия нового (реконструируемого) сооружения необходимо определять в соответствии с указаниями раздела 9.
Определение крена фундамента
5.6.43 Крен отдельных фундаментов или сооружений в целом должен вычисляться с учетом момента в уровне подошвы фундамента, влияния соседних фундаментов, нагрузок на прилегающие площади и неравномерности сжимаемости основания.
При определении кренов фундаментов, кроме того необходимо, как правило, учитывать заглубление фундамента, жесткость надфундаментной конструкции, а также возможность увеличения эксцентриситета нагрузки из-за наклона фундамента (сооружения).
5.6.44 Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяют по формуле
 (5.24)
где
 (5.25)
ke - коэффициент, принимаемый по таблице 5.9;
E и v - соответственно модуль деформации, кПа, и коэффициент поперечной деформации грунта основания (значение v принимают по таблице 5.10); в случае неоднородного основания значение D принимают средним в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями 5.6.45;
N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы, кН;
е - эксцентриситет, м;
а - диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, м, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью А принимают 
Примечание - Крен фундамента, возникающий в результате неравномерности сжимаемости основания, следует определять численными методами (например, МКЭ).
Таблица 5.9
Форма фундамента и направление действия момента
|
Коэффициент ke при h = l/b, равном
|
1
|
1,2
|
1,5
|
2
|
3
|
5
|
10
|
Прямоугольный с моментом вдоль большей стороны
|
0,50
|
0,57
|
0,68
|
0,82
|
1,17
|
1,42
|
2,00
|
Прямоугольный с моментом вдоль меньшей стороны
|
0,50
|
0,43
|
0,36
|
0,28
|
0,20
|
0,12
|
0,07
|
Круглый
|
0,75
|
Таблица 5.10
Грунты
|
Коэффициент поперечной деформации v
|
Крупнообломочные грунты
|
0,27
|
Пески и супеси
|
0,30 - 0,35
|
Суглинки
|
0,35 - 0,37
|
Глины при показателе текучести IL:
|
|
IL £ 0
|
0,20 - 0.30
|
0 < IL £ 0,25
|
0,30 - 0,38
|
0,25 < IL £ 1
|
0,38 - 0,45
|
Примечание - Меньшие значения v применяют при большей плотности грунта.
|
5.6.45 Средние (в пределах сжимаемой толщи Hс) значения  , кПа-1, определяют по формуле
 (5.26)
где Ai - площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i-го слоя грунта. Допускается принимать Ai = szp,ihi (см. 5.6.31);
Ei, vi, hi - соответственно модуль деформации, МПа, коэффициент поперечной деформации и толщина i-го слоя грунта, см;
Нс - сжимаемая толща, определяемая по 5.6.41, см;
п - число слоев, отличающихся значениями E и v в пределах сжимаемой толщи Нс.
Предельные деформации основания фундаментов
5.6.46 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения su,s и su,f устанавливают исходя из необходимости соблюдения:
а) технологических или архитектурных требований к деформации сооружения (изменение, проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.), su,s;
б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения, su,f.
5.6.47 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям su,s должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации.
Проверку соблюдения условия s £ su,s производят при разработке типовых и индивидуальных проектов в составе расчетов сооружения во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.
5.6.48 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций su,f должны устанавливаться при проектировании на основе расчета сооружения во взаимодействии с основанием.
Значение su,f допускается не устанавливать для сооружений, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем) и для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен) при соответствующем обосновании.
5.6.49 При разработке типовых проектов сооружений на основе значений su,s и su,f следует, как правило, устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов, упрощающие расчет оснований по деформациям при их привязке к местным грунтовым условиям:
а) предельные значения степени изменчивости сжимаемости грунтов aE основания, соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения  или средней осадки основания ;
б) предельную неравномерность деформаций основания  соответствующую нулевой жесткости сооружения;
в) перечень грунтов с указанием их простейших характеристик свойств, а также характера напластований, при наличии которых не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.
Примечания
1 Степень изменчивости сжимаемости основания aE определяют отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения к наименьшему значению.
2 Среднее значение модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения определяют как средневзвешенное с учетом изменения сжимаемости грунтов по глубине и в плане сооружения.
5.6.50 Предельные значения деформаций оснований допускается принимать согласно приложению Д, если конструкции сооружения не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с основанием и в задании на проектирование не установлены значения su,s (см. 5.6.46-5.6.47).
5.6.51 В проектах сооружений, расчетная осадка которых превышает 8 см, следует, как правило, предусматривать соответствующий строительный подъем сооружения, а также мероприятия, не допускающие изменений проектных уклонов вводов и выпусков инженерных коммуникаций и обеспечивающие сохранность коммуникаций в местах их пересечения со стенами сооружения.
5.6.52 Расчет деформаций основания допускается не выполнять, если среднее давление под фундаментами проектируемого сооружения не превышает расчетное сопротивление грунтов основания (см. 5.6.7-5.6.25) и выполняется одно из следующих условий:
а) степень изменчивости сжимаемости основания меньше предельной (по 5.6.49, а);
б) инженерно-геологические условия площадки строительства соответствуют области применения типового проекта (по 5.6.49, в);
в) грунтовые условия площадки строительства сооружений, перечисленных в таблице 5.11, относятся к одному из вариантов, указанных в этой таблице.
Таблица 5.11
Сооружения
|
Варианты грунтовых условий
|
1. Производственные здания
|
|
Одноэтажные с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам (например, стальной или железобетонный каркас на отдельных фундаментах при шарнирном опирании ферм, ригелей), и с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно Многоэтажные до 6 этажей включительно с сеткой колонн не более 6´9 м
|
Крупнообломочные грунты при содержании заполнителя менее 40 %
Пески любой крупности, кроме пылеватых, плотные и средней плотности
Пески любой крупности, только плотные
Пески пылеватые при коэффициенте
пористости е £ 0,65
|
2. Жилые и общественные здания
|
|
Прямоугольной формы в плане без перепадов по высоте с полным каркасом и бескаркасные с несущими стенами из кирпича, крупных блоков или панелей:
|
Супеси при е £ 0,65, суглинки при е £ 0,85 и глины при е £ 0,95, если диапазон изменения коэффициента пористости этих грунтов на площадке не превышает 0,2, а IL £ 0,5
|
а) протяженные многосекционные высотой до 9 этажей включительно;
|
Пески, кроме пылеватых, при е £ 0,7 в сочетании с глинистыми грунтами при е < 0,5 и IL < 0,5
|
б) несблокированные башенного типа высотой до 14 этажей включительно
|
независимо от порядка их залегания
|
Примечания
1 Таблицей допускается пользоваться для сооружений, в которых площади отдельных фундаментов под несущие конструкции отличаются не более чем в два раза, а также для сооружений иного назначения при аналогичных конструкциях и нагрузках.
2 Таблица не распространяется на производственные здания с нагрузками на полы свыше 20 кПa.
| |
