Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

Основные допущения метода:

1. осадка фундамента равна сумме осадок отдельных слоев грунта;

2. боковое расширение грунта в прямом виде не учитывается; для компенсации возможной ошибки в расчет вводится максимальное вертикальное напряжение под центром подошвы фундамента;

3. ограничение сжимаемой толщи вводится искусственно по условию.

Осадка основания с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле прил. 4 [2]

где безразмерный коэффициент, равный 0,8;

среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней  и нижней  границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента

;

 и  соответственно толщина и модуль деформации i –го слоя грунта;

число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Для построения эпюр  и  разбивают толщу грунта ниже фундамента на элементарные слои. При однородном основании высота элементарного слоя h i  может быть принята равной 0,4 b, а при неоднородном основании принимают h i 0,4 b таким образом, чтобы одна из точек находилась на границе двух различных по составу грунтов.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента  при планировке срезкой определится по формуле

а при отсутствии планировки и при планировки подсыпкой

где   удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

расстояние от уровня планировки DL до уровня подошвы фундамента FL;

 расстояние от поверхности природного рельефа NL до уровня подошвы фундамента FL.

 Вертикальное напряжение от собственного веса грунта  на границе слоя, расположенного на глубине z, определяется по формуле

где  и удельный вес и толщина I – го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.

При определении  в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины.

Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента определяют по формуле

,

где среднее давление под подошвой фундамента; для фундаментов шириной b>10 м принимают .

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле

где коэффициент, принимаемый по табл. 1 прил. 2 [2] в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента  и относительной глубины

Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z=H там, где , если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа. Если же Е <5 МПа, то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия .

Для удобства вычисления конечной осадки, определяемые величины сведем в таблицу 3.1.

кПа,

141,7–27,48=114,22 кПа.

 

Таблица 3.1

Грунт	Номер точки	Z, см	кПа				кПа	кПа
Супесь Е =8,0 МПа	0	0	27,48	1,3	0	1,000	114,22
	1	0,4	34,80	1,3	0,205	0,985	112,51	113,37
	2	0,8	38,32	1,3	0,410	0,966	110,34	111,43
	3	1,2	41,84	1,3	0,615	0,897	102,46	106,40
	4	1,6	45,36	1,3	0,821	0,827	94,46	98,46
	5	2,0	48,88	1,3	1,026	0,738	84,29	89,38
	6	2,4	52,40	1,3	1,231	0,651	74,36	79,33
	6*	2,4	72,40	1,3
	7	4,0	106,80	1,3	2,051	0,384	43,86	59,11
	8	5,0	128,30	1,3	2,564	0,282	32,21	38,00
	9	5,5	139,05	1,3	2,821	0,243	27,76	29,99
	10	6,0	149,80	1,3	3,077	0,212	24,21

Продолжение табл. 3.1

Грунт	Номер точки	Z, см	кПа				кПа	кПа
Суглинок Е =22,0 МПа	11	7,0	171,30	1,3	3,590	0,164	18,73
	12	8,0	192,80	1,3	4,103	0,130	14,85
	13	9,0	214,30	1,3	4,615	0,106	12,11

Рис. 3.2. Расчетная схема для определения осадки фундамента на естественном основании

 

Мощность сжимаемой толщи (рис. 3.2)

м, где  кПа.

Осадка основания (в пределах сжимаемой толщи)

мм < мм.

Осадка фундамента на естественном основании не превышает предельной величины установленной для промышленных зданий со стальным каркасом в прил. 4 [2 ].