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=7,25 м

ширина: b_у = с_b(m_b-1)+d+2а=1,4·(1-1)+0,4+2·0,5=1, 4 м;

длина: l_у = 1 м;

Среднее давление под подошвой условного свайного фундамента:

А_у = b_у×l_y=1, 4·1= 1, 4 м²

 

N_oII = 380 кН

N_cII = 28,5 кН

N_рII = 0,6·0,9·1·25·1,1 = 14,85 кН

N_блII =  кН

N_II=380+28,5+14,85+10,85+218,9=653,1 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=1,55, M_q=7,22, M_с=9,22;_z -.коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м - k_z = 1;

b =1,4 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 - приведенная глубина заложения для наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

 

,

 

где h_s=7,05 м - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

h_cf -толщина конструкции пола (в курсовом проекте принимается равной 0,1 м);

 - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала (в курсовом проекте принимается равным 22кН/м³)

7,19 м,

d_b - глубина подвала

d_b=2 м

Итак расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента равно:

2170,8кПа

Проверим условие:

P_II=466,5 кПа < R=2170,8 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

 

,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 + 2,65×10,7 = 155,3 кПа

 

,2×σ_zq0 = 31,05 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

 

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

8. 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=466,5-155,3=311,2 кПа

h_i  0,4b

 

h £ 0,4b, 0,4·1, 4=0,56 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 0,56 1,12 1,68 2,24	0 0,8 1,6 2,4 3,2	1 0,881 0,642 0,477 0,374	311,2 274,2 199,8 148,4 116,4	40000	0,96
Глина полутвердая	2,8 3,36 3,92 4,48 5,04	4,0 4,8 5,6 6,4 7,2	0,306 0,258 0,223 0,196 0,175	95,2 80,3 69,4 61,0 54,5	23400	0,85

 

S=0,96+0,55=1,81 см < Sи=10 см Условие выполняется

 

Схема к расчету осадки методом послойного суммирования