Определение осадки столбчатого фундамента методом послойного суммирования.

Метод послойного суммирования рекомендуется СНиП 2.02.01-83^* для расчета осадок фундаментов зданий и сооружений и СНиП 2.05.03-84^* для расчета осадок фундаментов опор мостов и путепроводов. Метод послойного суммирования применяется для расчета фундаментов шириной менее 10 м, а также при отсутствии в пределах сжимаемой толщи грунтов с модулем деформации Е более 100 МПа.

В основе метода послойного суммирования лежат следующие допущения:

- грунт в основании представляет собой сплошное изотропное линейно - деформируемое тело;

- осадка обусловлена действием только вертикального напряжения, остальные пять компонентов напряжения не учитываются;

- боковое расширение грунта в основном невозможно;

- напряжение определяется под центром подошвы фундамента;

- деформация рассматривается только в пределах сжимаемой толщи Н_с (в нашем случае Н_с = 4,4 м).

Осадку основания S с использованием полупространства определяют по формуле

,

- коэффициент бокового расширения грунта; - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i – ом слое грунта, равное полу сумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах слоя; hi и Ei - соответственно толщина и модуль деформации слоя грунта; n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Величину коэффициента бокового расширения грунта определяют из выражения

,

Где - коэффициент Пуассона, зависящий от вида грунта и его состояния.

Вследствие сложности зависимости от напряженного состояния и характера грунта, нормы рекомендуют принять = 0,8 для всех грунтов и формула приобретает вид

.

Расчет осадки грунта ведут в указанной ниже последовательности:

Массив грунта ниже подошвы фундамента (рис 5.4) разбивают на слои толщиной до глубины (как показала практика), равной 3b, где b - ширина фундамента.

 

 

Под центром подошвы фундамента строят эпюру природного давления грунта, вычисляя ординаты эпюры в уровне подошвы фундамента, на границах слоев и природных напластований фундаментов по формуле:

,

где - удельный вес грунтов i-го - слоя с учетом взвешивающего действия воды.

Природное давление под подошвой фундамента определяют по формуле:

кПа

 

Далее определяют дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента

кПа,

Дополнительное давление вычисляют на тех же глубинах, что и природное. Величина с глубиной убывает, поэтому при расчете целесообразно ограничиваться сжимаемой толщей Нс, ниже которой деформации грунтов пренебрежительно малы.

Нормы рекомендуют мощность сжимаемой толщи H_c для грунтов с модулем деформации E>5 MПа, как в нашем случае принимать до глубины, где выполняется условие

Рассчитываем дополнительное давление на границе каждого слоя:

Коэффициент определяют по таблице в зависимости от и

Дальнейшие расчеты приводим в табличной форме.

 

 

 

Нижняя граница сжимаемой толщи находится на глубине , где соблюдается условие: σ_zр = 26,7 < 0,2σ_zgi =0,2*139,5 = 27,9 (кПа)

Определяем величину конечной осадки: