Расчет затухания осадки во времени

Вычислим средний коэффициент консолидации

, (6.7)

где К_фm – средний коэффициент фильтрации, определяемый из выражения

;

g_w – удельный вес воды, равный 10кН/м³; К_фi – коэффициент фильтрации i -го слоя, Н_ф – путь фильтрации.

При вычислении К_фm необходимо учитывать наличие песчаных грунтов в сжимаемой толще. Если в сжимаемой толще есть эти слои, то они являются водопроводящими грунтами. При действии давления поровая вода из этих грунтов моментально отжимается из пор, поэтому песчаные грунты не препятствуют развитию осадки во времени.

Наличие песчаных грунтов укорачивает величину пути фильтрации, следовательно, уменьшает время затухания осадки. Поэтому возможны случаи:

а) высота сжимаемой толщи Н_с равна пути фильтрации, когда в сжимаемой толще расположены только глинистые грунты, т.е. Н_с = Н_ф;

б) под подошвой расположен песчаный слой грунта. В этом случае путь фильтрации расположен только в глинистых грунтах, т.е. Н_ф = Н_с – h ₁ ¢ (рис. 6.2);

в) песчаный слой расположен в середине глинистых грунтов. В этом случае Н_ф = Н_с – (h ₃или h₁¢). Из толщины Н_с вычитается наибольшее из значений h ₃и h ₁ ¢ (рис. 6.2);

г) песчаный слой расположен в нижней границе сжимаемой толщи. В этом случае Н_ф = Н_с – (h ₂+ h ₁ ¢).

Рассчитаем период Т

, (6.9)

где p = 3,14.

Определение затухания осадки во времени производим в виде таблицы (табл. 6.2).

Таблица 6.2

Затухание осадки во времени

U, степень консолидации	N	t = T×N, годы	st = U×sk
«0»	«1»	«2»
0,1
0,2
0,3
…
0,95

 

Значение N зависит от формы уплотняющих напряжений (рис. 6.3) и принимается из табл. 6.3.

«0» «1» «2»

Рис. 6.3. Эпюры уплотняющих напряжений

для случаев «0», «1», «2»

 

Таблица 6.3

Зависимость значения N от U для трех случаев

U	N	U	N
«0»	«1»	«2»	«0»	«1»	«2»
0,1	0,02	0,12	0,005	0,6	0,71	0,95	0,42
0,2	0,08	0,25	0,02	0,7	1,00	1,24	0,69
0,3	0,17	0,39	0,06	0,8	1,40	1,64	1,08
0,4	0,31	0,55	0,13	0,9	2,09	2,35	1,77
0,5	0,49	0,73	0,24	0,95	2,80	3,17	2,54

 

Форма «0» соответствует состоянию, когда грунты полностью водонасыщены. В курсовом проекте можно принимать форму «0», если толщина сжимаемой толщи Н_с находится в 0,5 Н_с в водонасыщенном состоянии. Форма «1» принимается для насыпей, а форма «2» - во всех остальных случаях.

По данным табл. 6.2 строится график затухания осадки во времени (рис. 6.4).

 

Рис. 6.4. График затухания осадки во времени

Список рекомендуемой литературы

 

1. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты // Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя ССС, 1986.

2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия // Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

32. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений // Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1985.

4. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты // Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

5. Основания, фундаменты и подземные сооружения // Под общ. ред. Е.А. Сорочан, Ю.Г. Трофименкова. - М.: Стройиздат, 1985. (Справочник проектировщика).

6. Руководство по проектированию свайных фундаментов // НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1980.

7. В.А. Веселов. Проектирование оснований и фундаментов // Основы теории и примеры расчета: учеб. пособие для вузов. - М.: Стройиздат, 1990.

8. Б.И. Далматов. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений: учеб. пособие для вузов // Б.И. Далматов, И.Н. Морарескул, В.Г. Науменко. - М.: Высш. шк., 1986.

9. Основания и фундаменты в дипломном проектировании: учеб. пособие для вузов. Ф.К. Лапшин. - Саратов: Изд-во Саратовск. ун-та, 1986.

10. Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции») // ЦНИИпромзданий Госстроя СССР и НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.

11. Серия 1.411.1-1/84. Свайные фундаменты под типовые железобетонные колонны одноэтажных производственных зданий. Фундаменты под колонны прямоугольного сечения: материалы для проектирования. - М., 1985. - Вып.1.

12. Серия 1.412-2. Свайные фундаменты под типовые колонны многоэтажных производственных зданий: материалы для проектирования свайных фундаментов с монолитными ростверками. - М., 1976. - Вып. 1.

13. М.В. Берлинов, Б.А. Ягунов. Примеры расчета основания и фундаментов. - М.: Стройиздат, 1986.

Приложения

1. Значения коэффициентов М_g, М_q и М_с

j	Мg	Мq	Мс	j	Мg	Мq	Мс
		1,0	3,14		0,69	3,65	6,24
	0,01	1,06	3,23		0,72	3,87	6,45
	0,03	1,12	3,32		0,78		6,67
	0,04	1,18	3,41		0,84	4,37	6,90
	0,06	1,25	3,51		0,91	4,64	7,14
	0,08	1,32	3,61		0,98	4,93	7,40
	0,10	1,39	3,71		1,06	5,25	7,67
	0,12	1,47	3,82		1,15	5,59	7,95
	0,14	1,55	3,93		1,24	5,98	8,24
	0,16	1,64	4,05		1,34	6,34	8,55
	0,18	1,73	4,17		1,44	6,76	8,88
	0,21	1,83	4,29		1,55	7,22	9,22
	0,23	1,94	4,42		1,68	7,71	9,58
	0,26	2,05	4,55		1,81	8,24	9,97
	0,29	2,17	4,69		1,95	8,81	10,37
	0,32	2,30	4,84		2,11	9,44	10,80
	0,36	2,43	4,99		2,28	10,11	11,25
	0,39	2,57	5,15		2,46	10,85	11,73
	0,43	2,73	5,31		2,66	11,64	12,24
	0,47	2,89	5,48		2,88	12,51	12,79
	0,51	3,06	5,66		3,12	13,46	13,37
	0,56	3,21	5,84		3,38	14,50	13,98
	0,61	3,44	6,04		3,66	15,64	14,64

 

2. Плиты железобетонные для ленточных фундаментов

 

Марка плиты	Размеры плиты, мм	Объем бетона, м^3	Масса плиты, т	Эскиз
b	l	h
ФЛ32.12 ФЛ 32.8				1,6 1,05	2,62
ФЛ 8.12 ФЛ 28.8			1,37 0,9	3,42 2,24
ФЛ 4.12 ФЛ 24.8			1,14 0,74	2,845 1,865
ФЛ 0.12 ФЛ 20.8			0,98 0,64	2,44 1,595
ФЛ 6.24 ФЛ16.12 ФЛ 16.8				0,99 0,49 0,32	2,47 1,215 0,8
ФЛ 4.24 ФЛ 4.12 ФЛ 14.8			0,824 0,42 0,27	2,11 1,01 0,685
ФЛ12.24 ФЛ12.12 ФЛ 12.8			0,7 0,35 0,23	1,76 0,879 0,57
ФЛ10.24 ФЛ 0.12 ФЛ 10.8			0,61 0,3 0,2	1,52 0,75 0,495
ФЛ 8.24   ФЛ 8.12				0,56   0,27	1,395   0,685
ФЛ 6.24   ФЛ 6.12			0,41   0,2	1,04   0,515

 

 

3. Стеновые блоки для ленточных фундаментов

 

Марка плиты	Размеры плиты, мм	Объем бетона, м^3	Масса плиты, т
b	l	h
ФБС 24.3.6 ФБС 24.4.6 ФБС 24.5.6 ФБС 24.6.6				0,41 0,54 0,7 0,81	0,97 1,3 1,63 1,96
ФБС 12.4.6 ФБС 12.5.6 ФБС 12.6.6			0,26 0,33 0,4	0,64 0,79 0,96
ФБС 12.4.3 ФБС 12.5.3 ФБС 12.6.3			0,13 0,16 0,19	0,31 0,38 0,46
ФБС 9.3.6 ФБС 9.4.6 ФБС 9.5.6 ФБС 9.6.6				0,15 0,2 0,24 0,29	0,35 0,47 0,59 0,7
ФБВ 9.4.6 ФБВ 9.5.6 ФБВ 9.6.6		0,18 0,2 0,24	0,39 0,49 0,58
ФБП 24.4.6 ФБП 24.5.6 ФБП 24.6.6			0,44 0,53 0,58	1,05 1,26 1,4

П р и м е ч а н и я: 1. Масса блока приведена для тяжелого бетона.

2. Марка блоков: ФБС – фундаментный блок сплошной; ФБВ - фундаментный блок сплошной с вырезом для укладки перемычек, плит перекрытий и пропуска коммуникаций под потолком в подполье; ФБП - фундаментный блок пустотелый (с открытыми внизу пустотами).

 

4. Значения коэффициента a

 

	Коэффициент a для фундаментов
круглых	прямоугольных с соотношением сторон h = l / b	лен-точ- ных
1,0	1,4	1,8	2,4	3,2
	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	0,178	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	0,064	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	0,133	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	0,132
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	0,29	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

 

5. Сваи сплошные квадратного сечения

с поперечным армированием ствола

 

Марка сваи	Марка бетона	Продольная арматура	Расход на сваю	Справочная масса сваи, т	Расстояние, мм	Np, тс
бетона, м3	арматуры, кг	до петли, l 1	до штыря, l 2
С3-20 С3,5-20 С4-20 С4,5-20 С5-20 С5,5-20 С6-20		4Æ10А-I	0,13 0,15 0,17 0,19 0,21 0,23 0,25	13,98 15,41 16,90 18,35 19,86 21,28 22,89	0,33 0,38 0,43 0,48 0,53 0,58 0,63		- - - - - -	6,6
С4,5-25 С5-25 С5,5-25 С6-25		4Æ10А-I 4Æ10А-I 4Æ10А-I 4Æ12А-I	0,29 0,32 0,35 0,38	20,08 21,62 23,16 31,47	0,73 0,80 0,88 0,95		- - - -	6,6 6,6 6,6 9,5
С3-30 С3,5-30 С4-30 С4,5-30 С5-30		4Æ10А-I	0,28 0,33 0,37 0,42 0,46	16,84 18,47 20,08 21,70 24,14	0,70 0,83 0,93 1,05 1,15		- - - - -	6,6
С5,5-30 С6-30 С7-30	4Æ12А-I	0,51 0,55 0,64 0,73 0,82	32,01 33,96 37,76 42,08 46,20	1,28 1,38 1,60 1,83 2,05		- -	9,5
С8-30 С9-30		12,2
С10-30 С11-30 С12-30		4Æ12А-II 4Æ16А-II 4Æ16А-II	0,91 1,00 1,09	64,68 86,96 94,04	2,28 2,50 2,73			16,6 21,7 21,7
С8-35 С9-35 С10-35 С11-35 С12-35		4Æ12А-II 4Æ12А-II 4Æ14А-II 4Æ16А-II 4Æ16А-II 4Æ16А-III 4Æ18А-III 4Æ18А-III	1,00 1,12 1,24 1,37 1,49 1,61 1,73 1,82	45,13 49,81 68,59 91,09 98,33 106,81 138,05 140,23	2,50 2,80 3,10 3,43 3,73 4,03 4,33 4,65			12,2 12,2 16,6 21,7 21,7 27,3 34,6 34,6
С-13-35 С14-35 С15-35

 

6. Расчетные сопротивления свай

 

Глубина погружения нижнего конца сваи, м	Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, R, кПа
песчаных грунтов средней плотности
гравелистых	крупных	-	средней крупности	мелких	пылеватых	-
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL равном
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6

П р и м е ч а н и я: 1. Над чертой даны значения R для песчаных грунтов, под чертой – для пылевато-глинистых.

2. В прил. 6 и 7 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 до 10 м – от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки.

Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах – от уровня болота.

При проектировании путепроводов через выемки глубиной до 6 м для свай, забиваемых молотами без подмыва или устройства лидерных скважин, глубину погружения в грунт нижнего конца сваи прил. 6 следует принимать от уровня природного рельефа в месте сооружения фундамента. Для выемок глубиной более 6 м глубину погружения свай следует принимать как для выемок глубиной 6 м.

3. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести I_L пылевато-глинистых грунтов значения R и f_i в прил. 6 и 7 определяются интерполяцией.

4. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по данным статического зондирования, значения R по прил. 6 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100%. При определении степени плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий или отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения R по прил. 6 следует увеличить на 60%, но не более чем до 20 000 кПа.

5. Значения расчетных сопротивлений R по прил. 6 допускается использовать при условии, если заглубление свай в неразрываемый и срезаемый грунт составляет не менее:

4,0 м – для мостов и гидротехнических сооружений;

3,0 м – для зданий и прочих сооружений.

6. Значения расчетного сопротивления R под нижним концом забивных свай сечением 0,15×0,15 м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается увеличивать на 20%.

7. Для супесей при числе пластичности I_p ≤ 4 и коэффициенте пористости е < 0,8 расчетные сопротивления R и f_i следует определять как для пылеватых песков средней плотности.

 

7. Расчетные сопротивления на боковой поверхности свай

 

Средняя глубина расположения слоя грунта, м	Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек fi, кПа
песчаных грунтов средней плотности
крупных и средней крупности	мелких	пылева- тых	-	-	-	-	-	-
пылевато-глинистых при показателе текучести IL равном
0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

П р и м е ч а н и я: 1. При определении расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности свай f_i по прил. 7 следует учитывать требования, изложенные в прим. 2 и 3 к прил. 6.

2. При определении по прил. 7 расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай f_i пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м.

3. Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай f_i следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведенными в прил. 7.

4. Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости е < 0,5 и глин с коэффициентом пористости е < 0,6 следует увеличивать на 15% по сравнению со значениями, приведенными в прил. 7, при любых значениях показателя текучести.

 

8. Укрупненные показатели затрат на работы, связанные

с подготовкой оснований и устройством фундаментов

 

Наименование работ и конструкций	Ед. изм.	Стоимость, у.е.
А. Земляные работы
Разработка грунта под фундаменты (объем грунта принимается равным объему фундамента): без водоотлива с водоотливом при количестве мокрого грунта менее 50% с водоотливом при количестве мокрого грунта более 50% Крепление стенок котлована досками Устройство деревянного шпунтового ограждения Металлический шпунт при длине до 15 м Устройство закрытого дренажа	м^3 м^3   м^3 м^2 м^2 т 10 м	4,10   5,95   8,38 0,65   5,20 126,00 15,50
Б. Искусственные основания
Распределительные подушки грунтовые песчаные щебеночные и гравийные Уплотнение грунта тяжелыми трамбовками грунтовыми сваями Закрепление грунтов: силикатизация закрепление синтетическими смолами искусственное замораживание цементация песков   термическое закрепление лессов	м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 пог.м скважины м^3	0,60 4,50 9,30   0,24 1,86   8,60 50,00 10,00 15,00   2,50
В. Фундаменты мелкого заложения
Монолитные фундаменты бутовые бутобетонные бетонные железобетонные отдельные железобетонные ленточные железобетонные безбалочные плиты железобетонные ребристые плиты Сборные фундаменты бетонные железобетонные под колонны железобетонные ленточные Подпорные стенки бетонные бутобетонные железобетонные	м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3	17,70 18,70 16,50 21,00 24,00 23,50 29,20   29,10 32,90 33,50   24,80 22,70 32,60
Г. Свайные фундаменты
Деревянные сваи с забивкой при длине до 7 м более 7 м Железобетонные сваи (с забивкой) полнотелые длиной до 10 м то же, длиной до 15 м то же, длиной до 25 м полые длиной до 8 м с открытым концом Металлические трубчатые оболочки (с забивкой) Набивные бетонные сваи длиной до 10 м длиной до 20 м Ростверк железобетонный монолитный	м^3 м^3 м^3 м^3 м^3 м^3   т   м^3 м^3 м^3	38,00 43,00   80,00 90,00 116,00 72,00     142,00   53,00 63,00 23,20
Д. Фундаменты глубокого заложения
Опускные колодцы: железобетонный колодец железобетонное днище колодца заполнение колодцы песком бетонирование верхней плиты	м^3 м^3 м^3 м^3	46,20 38,00 6,24 22,00

 

Оглавление

 

1. Нагрузки и воздействия на основания……………………….
2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства…………………………………………………...
3. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения 3.1. Назначение глубины заложения фундаментов…………………
3.2. Проверка слабого подстилающего слоя …………………………
4. Расчет свайных фундаментов ………………………………
4.1. Выбор типа и вида свай …………………………………….....
4.2. Определение несущей способности висячей забивной сваи ….
4.3. Предварительное проектирование ростверка ……………………
4.4 Определение нагрузки, приходящейся на сваю в ростверке ……
4.5. Проверка прочности основания под условным свайным фундаментом ……………………………………………………………….....
5. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор экономичного типа фундамента …………………………………..
6. Расчет осадки фундамента …………………………………
6.1. Расчет осадки методом послойного суммирования …………….
6.2. Расчет осадки методом эквивалентного слоя ……………………
6.3. Расчет затухания осадки во времени ………………………….
Список рекомендуемой литературы …………………………..
Приложения ……………………………………………………..

 

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Методические указания к курсовому проекту

 

Отв. за выпуск А.Н. Антонова

 

Подписано в печать 25.05.08. Формат 60×84/16. Бумага газетная.

Гарнитура Таймс. Печать оперативная. Усл.печ.л. 3,72.

Уч.-изд.л. 3,59. Тираж 300 экз. Заказ № 272.

 

Чувашский государственный университет

Типография университета

428015 Чебоксары, Московский просп., 15