Расчет фундамента по второй группе предельных состояний

Определим расстояние а, между условной вертикальной плоскостью и наружной гранью сваи крайнего ряда:

 

 

Осредненное значение угла внутреннего трения:

 

=

 

h=6,25 м

ширина: b_у = с_b(m_b-1)+d+2а=1,9·(1-1)+0,4+2·0,43=1,34 м;

длина: l_у = 1 м;

Среднее давление под подошвой условного свайного фундамента:

А_у = b_у×l_y=1,34·1= 1,34 м²

 

N_oII = 236 кН

N_cII = 24,5 кН

N_рII = 0,4·0,6·1·25·1,1 = 6,6 кН

N_блII =  кН

N_II=236+24,5+6,6+10,85+114,6=392,55 кН

Определяем расчетное сопротивление грунта основания:

 

 

где g_с1 и g_{с2 -} коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3 СНиПа [10],

g_с1 = 1,4 (т.к. пески средней крупности)

g_с2 =1,4 (т.к. отношение длины сооружения к высоте L/H=1,25<1,5);

k - коэффициент, принимаемый в курсовом проекте равным 1,1, т.к. прочностные характеристики грунта (j и с) приняты по таблицам СНиПа [10];

M_g, M_q, M_с - коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиПа [10], в зависимости от угла внутреннего трения (j) грунта

: M_g=2,11, M_q=9,44, M_с=10,8;_z -.коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м - k_z = 1;

b =1,34 м - ширина подошвы фундамента;

g_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетом взвешивающего действия воды) - g_sb, кН/м³, определяемого по формуле:

 

,

 

где g_i и h_i - соответственно удельный вес и толщина i-ого слоя грунта, залегающего ниже подошвы;

Удельный вес грунта g, кН/м³ определяется:

 

g

 

где - плотность грунта, т/м³ (см. табл. 1),

g - ускорение свободного падения, g = 10 м/с².

γ₁=1,96·10=19,6 кН/м³,

γ₂=1,82·10=18,2 кН/м³,

γ₃=2,06·10=20,6 кН/м³,

 

 кН/м³,

 

 кН/м³,

 

 

 кН/м³

g’_II - то же для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента. Для грунтов обратной засыпки:

 кН/м³

 

g’_II0 = 0,95×g’_II,

 

кН/м³

С_{п -} расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, С_п =2 кПа;

d₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки

d_b - глубина подвала

d_b=0 м

Итак расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента равно:

2440,2кПа

Проверим условие:

P_II=292,9 кПа < R=2440,2 кПа - условие выполняется.

Определяем осадку S условного свайного фундамента методом послойного суммирования:

Определяем ординаты эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта σ_zq и вспомогательной эпюры 0,2×σ_zq:

1. На уровне спланированной поверхности:

 

σ_zq = 0×γ₁= 0 кПа

0,2×σ_zq = 0 кПа

2. На границе слоев ИГЭ-1 и ИГЭ-2:

 

σ_zq1 = σ_zq +h₁ ×γ₁= 0+19,6×2,45 = 48,02 кПа

 

,2×σ_zq1 =9,604 кПа

3. На границе слоев ИГЭ-2 и ИГЭ-3:

 

σ_zq2= σ_zq1 + h₂ ×γ₂ = 48,02+18,2×3,95 = 119,91 кПа

 

,2×σ_zq2= 23,982 кПа

4. На уровне грунтовых вод:

 

σ_zqw = σ_zq2 + h^’₃ ×γ₃= 119,91+0,3×20,6 = 126,09 кПа

 

,2×σ_zqw=25,218кПа

5. На уровне подошвы фундамента:

 

σ_zq0 = σ_zqw + h»^’₃ ×γ₃=126,09 + 1,15×10,7 = 138,4 кПа

 

,2×σ_zq0 = 27,68 кПа

6. На границе слоев ИГЭ-3 и ИГЭ-4 с учетом взвешивающего действия воды:

 

σ_zq3 = σ_zqw + h₃×γ_sb3= 126,09 + 4,85×10,7 = 177,985 кПа

 

,2×σ_zq3=35,597 кПа

7. От действия столба воды:

σ_гидр= h_w·γ_w= 4,85×10 = 48,5 кПа

 

8. Полное напряжение на границе слоев ИГЭ3 и ИГЭ4 (на кровлю водоупора):

 

σ_zqполн= σ_zq3 + σ_гидр = 177,985 + 48,5 =226,485 кПа

 

,2×σ_zqполн=45,3 кПа

9. На подошве ИГЭ-4:

 

σ_zq4 = σ_zqполн + h₄×γ₄= 226,485 +2,85×20,9 = 286,05 кПа

 

,2×σ_zq4 =57,21кПа

Значения напряжений σ_zq откладывают влево от оси фундамента. Вспомогательная эпюра напряжений от собственного веса грунта, значения абсцисс которой составляют 20% соответствующего значения напряжения от собственного веса грунтаσ_zq, откладывается вправо от оси фундамента.

 

Р₀=Р_II - σ_zq0=292,9-138,4=154,5 кПа

h_i  0,4b

 

h £ 0,4b, 0,4·1,34=0,536 м условие выполняется

Результаты вычислений приведены в табл.

 

Наименование слоев грунта	Z, м	, кПаЕ, кПа	S, см
Пески средней крупности, средней плотности, насыщенные водой	0 0,536 1,072 1,608 2,144 2,68 3,216 3,752	0 0,8 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6	1 0,881 0,642 0,477 0,374 0,306 0,258 0,223	154,5 136,1 99,2 73,7 57,8 47,3 39,9 34,45	40000	0,59

 

S=0,59 см < Sи=10 см Условие выполняется

 

Схема к расчету осадки методом послойного суммирования

 

Сечение 2-2