Расчет осадки фундамента мелкого заложения

 

Значение конечной осадки фундамента определяется по методу послойного суммирования по формуле:

 

 

Где s – конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

– осадка i – слоя грунта основания;

- безразмерный коэффициент принимаемый 0.8;

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания;

- среднее значение дополнительного напряжения в i-слое грунта;

- толщина i- го слоя;

- модуль деформации i –го слоя грунта.

Расчет осадки производится в такой последовательности:

1. На геологический разрез наносят контур фундамента;

2. Толщу основания делят на слои ах некоторой ограниченной глубины (ориентировочно 4-кратной ширины подошвы фундамента). Толщину слоем принимают 0.4 ширины фундамента (;

3. Вычисляют значения вертикального напряжения от собственного веса грунта на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента, по формуле:

 

 

где – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

- удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

– глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа;

- соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунта, залегающего ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, принимается с учетом взвешивающего действия воды. При определении в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды;

4. Определяют дополнительные вертикальные напряжения на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента по формуле:

 

 

Где - коэффициент принимаемый по табл. I прил.2 СНиП 5.01.01-99;

– дополнительное вертикальное давление на основание;

P – среднее давление под подошвой фундамента;

5. Устанавливают нижнюю границу сжимаемой толщи грунта основания, принимая ее на глубине z = hc, где выполняется условие:

 

 

6. Вычисляют значение деформации каждого слоя сжимаемой толщи, а затем определяют осадку фундамента суммированием деформаций отдельных слоев.

Расчет осадки фундамента Ф1:

 

l × b = 1×1.5 м.

 

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

 

 

Расчет осадки фундамента выполняем в табличной форме.

 

Таблица 2 Расчет осадок для фундамента Ф1.

№ слоя	Z, м	szg	x=2z/b	a	szp	szpi	Ei, Мпа	si, см
.6	0,0 0,6 1,2 1.8 2,4 3.0 3.6 4.2 4.8 5.4	28.5 39.9 51.5 63.2 74.8 86.5 98.1 110.1 122.1 134.1	0.5 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8 5.6 6.4 7.2	1.00 0.972 0.685 0.552 0.326 0.244 0.174 0.135 0.106 0.082	113.0 109.84 77.41 62.37 36.84 27.57 19.66 15.25 11.98 9.27	111.42 93.62 69.89 49.61 32.20 23.62 17.46 13.62 10.62	38.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 30.0 30.0	0.14 0.37 0.28 0.20 0.13 0.09 0.07 0.02 0.02

 

Ss_i = 1.32 см

 

 

 

 

Рисунок 2. Эпюры напряжений в основании фундамента Ф1.

 

Расчет осадки фундамента Ф3:

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

 

l × b = 3.3×3 м.

 

Расчет осадки фундамента выполняем в табличной форме.

Расчет осадок для фундамента Ф3.

 

Таблица 3

№ слоя	Z, м	szg	x=2z/b	a	szp	szpi	Ei, Мпа	si, см
	0.0 0.9 1.9 2.9 3.9 4.5 5.1 5.6 6.3 7.0 7.6	22.8 39.9 57.0 74.1 85.7 97.4 109.0 120.7 132.3 143.9 155.6	0.00 0.6 1.3 1.9 2.6 3.0 3.4 3.7 4.2 4.7 5.1	1.00 0.885 0.592 0.37 0.24 0.19 0.154 0.131 0.106 0.087 0.075	344.6 304.9 204.0 127.5 82.7 65.5 53.1 45.1 36.5 29.9 25.8	324.8 254.5 165.8 105.1 74.1 59.3 49.1 40.8 33.3 27.9	38.0	0.41 1.02 0.66 0.42 0.12 0.09 0.08 0.07 0.05 0.04

 

Ss_i = 2.96 см

 

Рисунок 3. Эпюры напряжений в основании фундамента Ф3.

 

Расчет осадки фундамента во времени

 

Сущность расчета заключается в определении величины осадки фундамента в заданные промежутки времени:

 

 

Где U – степень консолидации;

S – конечная осадка.

Степень уплотнения определяется по формуле:

 

 

где - коэффициент времени, зависящий от физических свойств грунта, толщины слоя, условий и времени консолидации; определяется по формуле:

 

 

откуда

 

 

откуда

 

Здесь: – коэффициент фильтрации, см/год;

- коэффициент относительной сжимаемости.

 

 

Параметры U и функционально связаны и задаваясь U, можно определить

Расчет осадки фундамента Ф1 во времени.

Расчет будем производить для суглинка.

Вычислим значение коэффициента консолидации:

 

 

Задаемся значениями степени консолидации U: 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 0.95.

Вычисляем время по формуле, имея в виду что фильтрация двухсторонняя.

 

 

Таким образом, получаем:

= 0.2 х 1.35 = 0.27 см; = 1.3 х 0.08 = 0.104 года

= 0.4 х 1.35 = 0.54 см; = 1.3 х 0.31 = 0.40 года

= 0.6 х 1.35 = 0.81 см; = 1.3 х 0.71 = 0.92 года

= 0.8 х 1.35 = 1.08 см; = 1.3 х 1.4 = 1.82 года

= 0.95 х 1.35 = 1.28 см; = 1.3 х 2.8 = 3.64 года

 

 

График осадки фундамента Ф1 во времени

 

Расчет осадки фундамента Ф3 во времени.

Вычислим значение коэффициента консолидации:

 

 

Задаемся значениями степени консолидации U: 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 0.95.

Вычисляем время по формуле, имея в виду что фильтрация двухсторонняя.

 

Таким образом, получаем:

 

= 0.2 х 3.24 = 0.648 см; = 1.3 х 0.08 = 0.104 года

= 0.4 х 3.24 = 1.296 см; = 1.3 х 0.31 = 0.40 года

= 0.6 х 3.24 = 1.944 см; = 1.3 х 0.71 = 0.92 года

= 0.8 х 3.24 = 2.59 см; = 1.3 х 1.4 = 1.82 года

= 0.95 х 3.24 = 3.078 см; = 1.3 х 2.8 = 3.64 года

График осадки фундамента Ф3 во времени.

 

 

Вариант свайных фундаментов