Вопрос очень важен для расчета основания фундаментов. Это одно из так называемых граничных улсовий от которого зависит величина осадок и их неравномерность. Есть несколько методов расчета самих осадок и соответственно несколько методов расчета сжимаемой толщи(различия могут составлять в разы). Кто каким способом пользуется? И какими соображениями мотивирует свой выбор? Прежде чем озвучить свои сложившиеся соображения хотелось бы услышать мнения специалистов по этому вопросу.
Спасибо.

[Дмитрий]

Сообщение от ЛИС Есть несколько методов расчета самих осадок и соответственно несколько методов расчета сжимаемой толщи(различия могут составлять в разы). Кто каким способом пользуется?

Наконец-то в Нормах (СП 50-101-2004) более-менее увязали расчет осадок для "больших" и "маленьких" фундаментов, введя переменный коэффициент k: 0.2..0.5 При этом некоторые деятели от науки предлагают пойти дальше и унифицировать k=0.5, мотивируя это негладкостью зависимости осадок от ширины фундамента (ОФМГ, №1/2006).

Сообщение от Серёга - Bilder Что такое 0.2 от природного давления? - чистая эмпирика, назначеная составителями СНиП или кем-то кто на этой теме докторскую защитил. Это было наверняка лет 50 назад, считал он в ручную и пришёл к выводу что глубже считать - мало кайфа, и совсем не много это значит. Однако, в натуре наверно не происходит так: до отметки 0.2 от природн.давл. - грунт сжимается, а ниже - нет?

Я думаю, ограничение это не случайно. Вы, наверное, в курсе, что т.н. модуль "общей" деформации грунта корректен только в определенном интервале дополнительных давлений, а с глубиной происходит не только рассеивание напряжений от фундамента, но и возрастание природного давления и со снижением отношения доп. давления к природному деформативность грунтов становится существенно ниже по отношению к прогнозируемому исходя из модуля деформации, определенного в предположении того, что дополнительное давление много больше природного. В глубоких слоях основания это не так, поэтому величина Е становится некорректной и проще всего просто ограничить расчетную область...

Сообщение от Серёга - Bilder Я брату курсач по механике грунтов считаю - фундаменты мелкого и глубокого заложения. Так вот - чисто по формуле этой 0.2 от природного давления и т.д. - принял грубину сжимаемой толщи. Посчитал, получилось что деформация нижнего (последнего) "сжимаемого" слоя оказалась 0.56мм. А если посчитать дальше? Там ведь ещё 1-2 мм может набраться...

1-2 мм - это если фундамент малоразмерный и напряжения быстро затухли... А если сильно-нагруженная плита 50х50 м и напряжения значительны до больших глубин? Тут на "бесконечном" слое можно насчитать в разы бОльшую осадку, чем на ограниченной толще...

Кстати, вопрос ко всем участникам ветки: в нормах говорится о том, что если "граница сжимаемой толщи находится в слое с E<5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z=Hc, то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за Hc принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие Szp=0.1Szg". Собственно вопрос: если сильно-сжимаемый слой расположен ниже слоя, где Szp=kSzg, но не "непосредственно ниже z=Hc" , но в кровле слабого слоя Szp>0.1Szg, то что делать: продлевать сжимаемую толщу до глубины, где Szp=0.1Szg или нет (ведь слабый слой не "непосредственно" ниже границы расчетной сжимаемой толщи, а через некоторую тощу хорошего грунта)?

[p_sh]

Сообщение от Бартоломей А.А. д.т.н. профф. Чл.Корр. РАН... Условность метода послойного суммирования определяется большим колличеством различных допущений, положенных в его основу, из которых главнейшие следующие: 1) вертикальные давления Pz в пределах каждого отдельного слоя принимаются равномерно распределенными по горизонтали, тогда как в действительности эпюры распределения давлений уменьшаются по мере по мере удаления от оси; 2) давления Pz в пределах каждого слоя принимают равными величине максимального давления по оси действия внешней нагрузки без учета затухания их в стороны от оси; 3) при вычислении величины осадки учитывается только действие вертикальных напряжений, тогда как в действительности и горизонтальные, и касательные напряжения тоже вызывают деформации грунта; 4) осадки учитываются только в пределах условно принятой сжимаемой толщи без учета деформаций, фактически происходящих и за её пределами; _Очевидно, что первые два допущения приводят к некоторому завышению расчетной величины осадки, а вторые два - к её снижению. В целом осадки, вычисленные методом послойного суммирования, достаточно хорошо совпадают по величине с фактическими осадками сооружений

ЯТД, что не стоит вносить дополнений в хорошо зарекомендовавший метод.

[p_sh]

коллеги в связи с тем, что:

Наконец-то в Нормах (СП 50-101-2004) более-менее увязали расчет осадок для "больших" и "маленьких" фундаментов, введя переменный коэффициент k: 0.2..0.5 При этом некоторые деятели от науки предлагают пойти дальше и унифицировать k=0.5, мотивируя это негладкостью зависимости осадок от ширины фундамента (ОФМГ, №1/2006).

и этот график (1973 г.) видимо совпадают
[ATTACH]1143737378.jpg[/ATTACH]

говоря о ГСТ требуется указывать: Метод и его пределы (ширина ф-та, линейность, и др. накладываемые ограничения).

Видимо, рано еще говорить о универсальном методе определения осадок. в т.ч. и о геотехнических программах. (или я отстал от жизни)

Серёга - Bilder, просьба к вам как к обладателю Z-SIOL. прощупать в нем такую зависимость (в выбранном вами методе определения осадки): При постоянном давлении под подошвой определить осадки жесткого ф-та для ГСТ по условию s<0.2sg (или на ваше усмотрение: например "бесконечный" слой) для размера фундамента от 0,5 до 15м.
ниже приведен расчет по МПС.

[p_sh]

расчет по МПС для ЛДП для фундаментов шириной от 0,5 до 15м
[ATTACH]1145081297.rar[/ATTACH]

[Кам]

Наконец-то в Нормах (СП 50-101-2004) более-менее увязали расчет осадок для "больших" и "маленьких" фундаментов, введя переменный коэффициент k: 0.2..0.5 При этом некоторые деятели от науки предлагают пойти дальше и унифицировать k=0.5, мотивируя это негладкостью зависимости осадок от ширины фундамента (ОФМГ, №1/2006).

Не стоит радоваться такой увязке. Введение коэффициента k=0.5 для ограничения глубины сжимаемой толщи во многих случаях не оправданно, в особенности для грунтовых условий Санкт-Петербурга. Накоплен огромный опыт по расчету осадок плитных фундаментов (b>10 м) и в болшинстве случаев измеренные осадки превышают вычисленные при k=0.2 более чем в два раза.

Наиболее распространенное напластование грунтов в СПб
- насыпной слой - 3...5 м
- песок - 4...7 м (Е=10...15 МПа)
- текучие и текучепластичные супеси и суглинки -10...20 м (Е=5...8 МПа)
- тугопластичные и полутвердые супеси и суглинки (Е=15...20 МПа)

В таких ИГУ осадки зданий на естественном основании при небольшой ширине фундаментов с глубиной сжимемой толщи 5...7 м осадки будут в пределах разумных <10 cм.
При болшой ширине фундаментов (b>10 м) величина сжимемой толщи ~ 20 м - расчетные осадки (при k=0.2) ~ 20 см. В реальности измеренные осадки зданий составляют более 50 см и здания продолжают садиться.
Всем известный пример Исаакиевский собор - устроен на сваях длиной менее 10 м от поверхности Сейчас осадки за 150 лет существования уже превышают 1 м.

По имеющемуся опыту проетирования и строительства для условий слабых грунтов величину сжимаемой толщи надо не уменьшать, а наоборот увеличивать! Либо разрабатывать новые методы расчета осадок.

По моему мнению для каждого вида грунтов должна быть построена своя расчетная модель, на основе наблюдений за осадками уже построенных зданий.

[Дмитрий]

Сообщение от Кам Не стоит радоваться такой увязке. Введение коэффициента k=0.5 для ограничения глубины сжимаемой толщи во многих случаях не оправданно, в особенности для грунтовых условий Санкт-Петербурга. Накоплен огромный опыт по расчету осадок плитных фундаментов (b>10 м) и в болшинстве случаев измеренные осадки превышают вычисленные при k=0.2 более чем в два раза.

Возможно, дело вовсе и не в ограничении сжимаемой толщи плитного фундамента, а в неучете прочих компонентов НДС основания (Sx/Sy), сдвигов, реологических свойств слабых водонасыщенных грунтов...
А насчет k=0.5 - так это не вчера придумали, об этом написано еще в руководстве по проектированию плитных ф-тов. А метод ЛДС сейчас признан излишне "неконсервативным", потому из нового СП по фундаментам благополучно изьят...

А использование расчетной схемы с излишне большой сжимаемой толщей при неучете уменьшения сжимаемости грунта с ростом природного давления, да еще в условиях плоской задачи (к слову о Plaxis'е) скорее всего приведет к ТАКИМ деформациям, что вообще что-то строить будет нельзя (говорю по собственному опыту оценки влияния пристраиваемого высотного здания к 9-этажке). Однако придется еще поискать заказчиков, которых удовлетворят такие результаты ваших исследований...

[p_sh]

Сообщение от Дмитрий А метод ЛДС сейчас признан излишне "неконсервативным", потому из нового СП по фундаментам благополучно изьят...

Сообщение от СП 50-101-2004 Введение Свод правил по проектированию и устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений разработан в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.01-83* и СНиП 3.02.01-87.

приложение 2 СНиП 2.02.01-83* - обязательное, ЛДС в нем..
поэтому можно считать так :
МПС уточнен (вероятно для сближения с рис 24), ЛДС остался без такого внимания...., но остался.

[Серёга - Bilder]

Безусловно постараюсь посчитать разные варианты фундаментов с разной глубиной сжимаемой толщи, то этот процесс требует времени, - а на работе мне это время позволяют тратить в основном на работу а не на "науку"... Вобщем, если будет время - пощитаю обязательно и результатами поделюсь.

Сообщение от p_sh Сообщение от Бартоломей А.А. д.т.н. профф. Чл.Корр. РАН... Условность метода послойного суммирования определяется большим колличеством различных допущений, положенных в его основу, из которых главнейшие следующие: 1) вертикальные давления Pz в пределах каждого отдельного слоя принимаются равномерно распределенными по горизонтали, тогда как в действительности эпюры распределения давлений уменьшаются по мере по мере удаления от оси; 2) давления Pz в пределах каждого слоя принимают равными величине максимального давления по оси действия внешней нагрузки без учета затухания их в стороны от оси; 3) при вычислении величины осадки учитывается только действие вертикальных напряжений, тогда как в действительности и горизонтальные, и касательные напряжения тоже вызывают деформации грунта; 4) осадки учитываются только в пределах условно принятой сжимаемой толщи без учета деформаций, фактически происходящих и за её пределами; _Очевидно, что первые два допущения приводят к некоторому завышению расчетной величины осадки, а вторые два - к её снижению. В целом осадки, вычисленные методом послойного суммирования, достаточно хорошо совпадают по величине с фактическими осадками сооружений ЯТД, что не стоит вносить дополнений в хорошо зарекомендовавший метод.

К сожалению этот метод может быть применим к небольшим нагрузкам (до 0,3-0,4 МПа). что касается бОльших нагрузок - он практически не работоспособен, т.к. расчетные осадки совершенно не соответствуют действительности (занижены). А т.к. в последнее время строится много высоток с давлениями, доходящими до 0,5-0,7 МПа, то сами понимаете что нужно нечто другое. Но это другая тема.
Что касается именно ГСТ - вопрос пока открыт.

[Серёга - Bilder]

К вопросу о высотках. Вспоминается что-то из рассказов преподавателя механики грунтов, про расчёт осадок фундамента одной из Сталинских высоток. Суть вопроса не помню, но хорошо помню что расчётное давление под подошвой фундамента было порядко 3-4 кг/см2, и под всё это дело бурили иж.изыскательские скважены глубиной 80-100м!!! Как показали расчёты - не зря бурили... Найду если что-то более конкретное - сюда напишу.

[Гоша]

ЛИС, дилатнасия для суглинков..? и четко выраженная?..что-то с трудом верится..хотя...
Если не затруднит примеры- желательно известных авторов....
В суглинках происходит контракция?..или все же разрыхление?. То бишь- ухудшаются или улучшаются свойства? (каюсь- спросил так прямо- но наверное так легче критиковать?..)...

[p_sh]

Сообщение от ЛИС Сообщение от p_sh Сообщение от Бартоломей А.А. д.т.н. профф. Чл.Корр. РАН... Условность метода послойного суммирования определяется большим колличеством различных допущений, положенных в его основу, из которых главнейшие следующие: К сожалению этот метод может быть применим к небольшим нагрузкам (до 0,3-0,4 МПа). что касается бОльших нагрузок - он практически не работоспособен, т.к. расчетные осадки совершенно не соответствуют действительности (занижены). А т.к. в последнее время строится много высоток с давлениями, доходящими до 0,5-0,7 МПа, то сами понимаете что нужно нечто другое. Но это другая тема. Что касается именно ГСТ - вопрос пока открыт.

справедливо добавить и приведенное вами допущение.

Сообщение от СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений 2.41. При расчете деформаций основания с использованием расчетных схем, указанных в п. 2.40, среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа (тс/кв.м), определяемого по формуле .. 2.40. ... Расчет деформаций основания следует, как правило, выполнять, применяя расчетную схему основания в виде: линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи Hc (п. 6 обязательного приложения 2); линейно деформируемого слоя, если:

конечно вопрос интересный, если условие 2.41 не выполняется... в том смысле, что какой метод достаточно надежн чтобы отразть такой характер работы грунтового основания.???? и с точки зрения определения осадки, и с точки зрения рачета прочности конструкции....

Сообщение от Гоша ЛИС, дилатнасия для суглинков..? и четко выраженная?..что-то с трудом верится..хотя... Если не затруднит примеры- желательно известных авторов.... В суглинках происходит контракция?..или все же разрыхление?. То бишь- ухудшаются или улучшаются свойства? (каюсь- спросил так прямо- но наверное так легче критиковать?..)...

Вялов С.С.

Положительную дилатансию неуплотненных (свежевыпавших) глинистых грунтов с исходной структурой типа карточного или книжного домика можно объяснить перестройкой этой структуры, когда под воздействием сдвига хаотически ориентированные частицы переупаковываются, стремясь занять параллельное, т.е. более компактное, расположение, что и приводит к уменьшению объема. Перестройкой структуры объясняется явление дилатансии так же и в плотных глинах, поскольку и в таких грунтах деформации сдвига приводят к изменению характера расположения частиц. Основную роль при этом играет изменение под воздействием сдвига плотности дефектов.

и еще 8 страниц текста - с примерами испытаний и расчетов.
отмечу только, что эксперименты проводились Е.П. Шушериной, Г.И. Ломизе и Е.И. Сухановым, А.А. Григорян приложил к этому свои усилия. и еще куча зарубежных авторов. если интересно, то постараюсь отсканировать и переслать :wink:

[quote="p_sh"][quote="ЛИС"]

Сообщение от p_sh справедливо добавить и приведенное вами допущение. Сообщение от СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений 2.41. При расчете деформаций основания с использованием расчетных схем, указанных в п. 2.40, среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа (тс/кв.м), определяемого по формуле .. 2.40. ... Расчет деформаций основания следует, как правило, выполнять, применяя расчетную схему основания в виде: линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи Hc (п. 6 обязательного приложения 2); линейно деформируемого слоя, если: конечно вопрос интересный, если условие 2.41 не выполняется... в том смысле, что какой метод достаточно надежн чтобы отразть такой характер работы грунтового основания.???? и с точки зрения определения осадки, и с точки зрения рачета прочности конструкции....

Рассмотрим вариант плитного фундамента шириной 20м. п.2.41 может и выполнятся (он и выполняется всегда), но расчетное сопротивление получается огромное. Но как уже упоминалось п.2.41 справедлив для случая развития пластических деформаций на глубину равную 1/4 ширины фундамента - 20/4=5м??? ничего так да?
а если плита шириной 50м? 100м?.... Понятно что ГСТ тесно связана с начальными условиями, характеристиками грунта и т.п., но все же принципы ее нахождения могут быть(и по идее должны быть) одинаковы для любых типов фундаментов, грунтов и т.д.

[Гоша]

ЛИС, не убедили....теорет. высказывания высокоуважаемого Человека- да!..но "опыт- сын ошибок....."...
Подскажите хотя бы пару-тройку источников о дилатансии в суглинках...буду весьма признателен (это не подковыка- пойми(те) правильно..действительно хочется узнать...мож чего посоветую..коли нужно будет...поспорим о чем-нить- где-то там что-то рождается?..)))).)

[Гоша]

ЛИС, да..мерзлота тут вроде ни причем...??..хотя...как знать- как знать...вспоминая процессы при оттаивании...

[p_sh]

Сообщение от ЛИС ... Понятно что ГСТ тесно связана с начальными условиями, характеристиками грунта и т.п., но все же принципы ее нахождения могут быть(и по идее должны быть) одинаковы для любых типов фундаментов, грунтов и т.д.

здесь вы придерживаетесь той же позиции что и авторы.

Сообщение от Прогноз осадок фундаментов мелкого заложения и выбор модели основания для расчета плит Федоровский В.Г., Безволев С.Г. Глубина сжимаемой толщи в различных методах расчета осадок определяется по-разному. Наиболее естественно было бы вовсе не ограничивать сжимаемую толщу или ограничить ее снизу кровлей скальных грунтов, осадки которых пренебрежимо малы. Последнее часто удается сделать, но далеко невсегда на практике изыскания доходят до границы скальных пород. Поэтому нормативные методы расчета вводят некоторые условные ограничения сжимаемой толщи. Так, СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий исооружений» предлагает два метода расчета осадок — с использованием расчетных схем в виде линейно деформируемого полупространства (ЛПП) и линейно деформируемого слоя (ЛС). В ЛПП нижняя граница сжимаемой толщи определяется как глубина, на которой ?? составляет 20% эффективного бытового давления ?zg, (или 10%, если 20%-я граница попадает в слабый грунт или непосредственно подстилается им). При этом ?? для фундаментов с шириной подошвы более 10 м вычисляется от всей приложенной к основанию нагрузки, а для менее широких фундаментов — от нагрузки за вычетом бытового давления на уровне подошвы (причина такого деления не вполне ясна). ///от себя замечу, что деление оправдано в связи с частоупоминаемой зависимостью на рис 24./// Толщина ЛС слабо зависит от нагрузки (изменяется в 1,5 раза при изменении среднего давления по подошве от 0,1 до 0,5 МПа) и, в основном, определяется, песчаное это основание или глинистое. Причина такого выбора еще менее понятна. В СНиП 2.02.02-85 «Основания гидротехнических сооружений» глубина сжимаемой толщи определяется для фундаментов шириной менее 20 м как по СНиП 2.02.01-83 (при этом не указывается, какой из двух вышеприведенных способов имеется в виду), а для фундаментов шире 20 м по критерию ?? = 50% ?zg (или 20% при попадании в слабый грунт). В Euroсоdе-7 понятия сжимаемой толщи (как и послойного суммирования) нет вообще. /// от себя замечу, что ГСТ нет именно потому что нет МПС/// Достаточно очевидно, что малые толщины сжимаемых слоев в ЛС и СНиП 2.02.02-85 условны, не отражают реальной картины деформирования основания и потому, даже если они дают удовлетворительные результаты при прогнозе осадок, для расчета плит мало пригодны ///это особенно настораживает///. Физически достоверный метод расчета осадок не должен сильно зависеть от учета или неучета деформаций на больших глубинах, поскольку деформации там должны быть весьма незначительны. ///А вот здесь как раз и есть большие сомнения, в смысле, что по КРОСС ГСТ сильно влияет на осадки. Т.е. можно предположить, что не все как хочется./// Исходя из этого соображения, в предлагаемом методе расчета осадок принимаем для ограничения сжимаемой толщи снизу кровлю скалы (если она есть) или глубину, находимую по 10%-у критерию (причем в последнем случае эта глубина постоянна в плане).

тем не менее тоже устанавливается 10% критерий, а также в заголовке статьи указывается именно о расчете плит. Т.е. есть ограничение для данного метода по ширине фундамента, к сожалению, не указанное.
А если принять во внимание тот частообозначаемый в работах по методу ЛДС факт, что при расчете по нему ГСТ не сильно влияет на усилия в фундаменте, то обозначенные в статье замечания по этому поводу к ЛДС находятся в некачественных пределах (не разы). Поэтому применение ЛДС не вызывает (пока) больших опасений, естественно при соблюдении принятых ограничений.

Сообщение от Гоша ЛИС, не убедили....теорет. высказывания высокоуважаемого Человека- да!..но "опыт- сын ошибок....."... Подскажите хотя бы пару-тройку источников о дилатансии в суглинках...буду весьма признателен (это не подковыка- пойми(те) правильно..действительно хочется узнать...мож чего посоветую..коли нужно будет...поспорим о чем-нить- где-то там что-то рождается?..)))).)

Дилатансия глинистых грунтов является функцией времени, развиваясь в процессе объемной ползучести. Кривые, свидетельствующие о наличии дилатансии хорошо иллюстрируются данными опытов, выполненных в НИИ оснований С.Э. Городецким ("Основания, фундаменты и механика грунтов" 1975г.N3).

к стати в мерзлотных грунтах дилатансия тоже присутствует, что так же подтверждено опытами.
сегодня же отсканирую эту главу и пришлю вам, как заинтересованному лицу :wink:

[Кам]

Если уж начали ссылаться на еврокоды то не забывайте, что там ограничение сжимаемой толщи происходит по условию 0.2 или 0.1 в долях от начального дополнительного давления, а не от бытового.

[p_sh]

Сообщение от Кам Если уж начали ссылаться на еврокоды то не забывайте, что там ограничение сжимаемой толщи происходит по условию 0.2 или 0.1 в долях от начального дополнительного давления, а не от бытового.

не подскажете, какие модели грунтового основания рекомендуют в ЕК., + область применения конкретной модели, хотя не думаю что они (область применения) сильно различны.