Расчет параметров грунтовой подушки

 

Грунтовая подушка воспринимает давление от фундамента, передает его нижележащему грунту, распределяя на большую площадь.

Максимальная высота грунтовой подушки h_п£3,0 м.

При устройстве грунтовых подушек используют крупнозернистые и среднезернистые пески, щебень, гравий, техногенные грунты.

В курсовой работе рассматривается грунтовая подушка из песка.

Модуль деформации Е крупнозернистого песока составляет – Е = 30 МПа; среднезернистого – Е = 20 МПа.

Коэффициент уплотнения грунтовой подушки должен составлять не менее 0,95, а плотность – r_П =2,0 т/м³.

При заложении оголовков труб на дренирующую грунтовую подушку необходимо предусматривать противофильтрационный экран. В курсовой работе экран из рассмотрения исключен.

При расчете грунтовой подушки (рис.5) определяют ее высоту h_п, ширину b_п и длину в плане а_п. Высоту подушки находят из условия прочности песчаной подушки по формуле

 

h_п=n·b_лб, (28)

 

где n – определяется по величине коэффициента a_R (табл.5).

 

h_п=

 

a_R = R/Rп

где R – расчетное сопротивление грунта слабого слоя, кПа, определенное по формуле (10).

Rп – расчетное сопротивление грунта песчаной подушки, кПа, (прил.2). (для маловлажного песка средней крупности, Rп=294)

 

a_R =

Так как a_R=1,23 => n=0, песчаная подушка не устраивается.

2.8

gн

Рsz

. Расчет осадки фундамента

 

Расчет осадки фундамента производится методом послойного суммирования согласно СНиП 2.02.01, который позволяет учесть неоднород-ность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации грунта по глубине основания. Для горизонтальных площадок, лежащих на вертикальной оси, проходящей через центр подошвы фундамента, вычисляют природное давление от веса грунта s_пр и давление от веса сооружения s_z (рис. 6).

На осадку фундамента влияет толща грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определённой мощности h_сж, которая подлежит определению.

Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине, где дополнительные напряжения от сооружения s_z составляют 20% от природного давления в основании s_пр. Эту границу можно найти графически путем наложения на эпюру давления от сооружения эпюры природного давления, уменьшенного в 5 раз.

Сжимаемую толщу делят на элементы, толщина которых Dh_i не должна превышать 0,4b_лб . Границы элементов необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта и подушки, т.к. модули деформации грунтов (материалов) различны.

Осадку фундамента определяют путем суммирования осадок по элементам слоёв (табл.6):

(29)

где b – безразмерный коэффициент, равный 0,8; s_i – среднее дополнительное вертикальное напряжение в i-ом слое грунта от веса сооружения и действующих нагрузок, кПа; h_i и E_i – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

 

 

Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром подошвы фундамента на глубине z от его подошвы вычисляется по формуле

 

, (30)

 

где a – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по прил.7.

 

 

Напряжение по подошве фундамента, влияющее на осадку, определяют по формуле

p_oc= p–g’h, (31)

 

где p – давление по подошве фундамента при высоте насыпи H_н £ 2,0 м, определенное по формуле (23); если H_н ³ 2,0 м, то р=р-р_nY; g’– удельный вес грунта первого слоя, кН/м³; h – глубина заложения фундамента, м.

 

p_oc=235,34-20,6*2,07=192,70

 

Осадку вычисляют от давления, уменьшенного на величину природного давления грунта g’h на уровне подошвы фундамента.

Природное напряжение на глубине от дневной поверхности вычисляют по формуле

, (32)

 

где g_i и h_i – соответственно удельный вес и толщина каждого слоя грунта.

При расчете природного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо используют .

При определении природного давления на кровле слоя водонепроницаемого грунта (глина, суглинок твердый и полутвердый) необходимо учитывать дополнительное гидростатическое давление, определяемое по формуле:

, (33)

 

где - удельный вес воды, кН/м³ ( кН/м³).

После этого строят эпюры и (рис.6) и находят НГСТ, т.е горизонт, ниже которого соблюдается условие .

Таблица 2.8.1 – Расчет осадки фундамента

mz=z/bлб,	z=mzbлб, м		, кПа	, м	, кПа	, кПа
0,00			192,70	0,8	16,48	16,48	3,296
0,16	0,33	0,982	189,23	0,8	16,48	32,96	6,592
0,55	1,13	0,787	151,65	0,46	9,48	42,44	8,488
0,77	1,59	0,659	126,99	0,8	16,32	58,76	11,752
1,15	2,39	0,495	95,39	0,8	16,32	75,08	15,016
1,54	3,19	0,388	74,77	0,8	16,32	91,4	18,28
1,93	3,99	0,315	60,70	0,8	16,32	107,72	21,544
2,31	4,79	0,236	45,48	0,8	16,32	124,04	24,808
2,70	5,59	0,224	43,16	0,8	16,32	140,36	28,072
3,09	6,39	0,2	38,54	0,8	15,14	155,5/222,80	31,1/44,56
3,47	7,19	0,181	34,88	0,8	15,14	237,94	47,588
3,86	7,99	0,164	31,60	0,8	15,14	253,08	50,616
4,25	8,79	0,149	28,71	0,8	15,14	268,22	53,644
4,63	9,59	0,136	26,21	0,8	15,14	283,36	56,672
5,02	10,39	0,126	24,28	0,8	15,14	298,5	59,7
5,41	11,19	0,118	22,74	0,8	15,14	313,64	62,728