Расчет осадки методом послойного суммирования.

1) Определяют среднее давление под подошвой фундамента:

, кПа (3.2)

где: N - вертикальная нагрузка, кН;

А =b·l – площадь подошвы фундамента, м²;

d - глубина заложения фундамента, м;

γ = 20 кН/м³ – осреднённый удельный вес бетона фундамента и грунта на его обрезах.

2) Определяют напряжения от собственного веса грунта σ_zg на отметках подошвы слоёв:

, кПа (3.3)

и подошвы фундамента σ_zg0: , кПа (3.4)

где: γ_i - удельный вес грунта природной влажности;

h_i - мощность і - го слоя грунта, м

 

3) Вычерчивают расчетную схему (М1:100, рис. 3.1), на которой показывают геологический разрез, необходимые параметры для расчета и поперечное сечение фундамента глубиной заложения d.

На схеме строят эпюру σ_zg .

4) Определяют дополнительное напряжение от внешней нагрузки на отметке подошвы фундамента:

, кПа (3.5)

5) Просадочную толщу ниже подошвы разбивают на элементарные слои толщиной: , м

6) Определяют дополнительные напряжения на границах элементарных слоёв по формуле:

, кПа (3.6)

где: α - коэффициент рассеивания напряжений по глубине, зависящий от = 2z/b и η=l/b (табл. 5.3 Приложения), здесь b и l - ширина и длина подошвы фундамента.

На расчетной схеме строят эпюру σ_zр (рис. 3.1).

7) Определяют напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, на отметках подошвы каждого элементарного слоя:

, кПа (3.7)

- коэффициент, принимаемый по табл.5.3 Приложения и зависящий от ( - ширина котлована);

Примечание: Так как в работе расчет выполняется для единичного столбчатого монолитного фундамента, принимают размеры котлована приблизительно равными размерам подошвы фундамента, соответственно, значение будет равно значению для фундамента.

На расчетной схеме (рис. 3.1) строят эпюру .

 

8) Уплотнение грунта происходит в пределах сжимаемой толщи, нижняя граница которой находится на глубине Н_с, где

σ_zр ≤ 0,2·σ_zg (при Е ≥ 5 МПа) или

σ_zр ≤ 0,1·σ_zg (при Е < 5 МПа)

Нижнюю границу сжимаемой толщи определяют графически. Для этого значения эпюры σ_zр умножают в 5(10) раз и полученные значения откладывают влево от оси z. Точка пересечения эпюр σ_zg и 5 · σ_zр (10· σ_zр) соответствует нижней границе сжимаемой толщи В.С. (рис. 3.1).

9) Осадку фундамента определяют как сумму осадок элементарных слоев до глубины В.С. по формуле:

(3.8)

где: β - коэффициент, равный 0,8;

σ_zp,i - среднее значение дополнительного давления в пределах «i-го» слоя грунта;

σ_zγ,i - среднее значение вертикального напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, в «i-м» слое грунта;

h_i - толщина элементарного слоя;

Е_{i -} модуль деформации грунта, в пределах которого находится «i-й» слой.

10) Результаты расчета напряжений σ_zp, σ_zγ и осадок элементарных слоев S_i заносят в таблицу 3.1.

 

Таблица 3.1.

№

Z, м

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

- кПа

, cм

, кПа

, cм

 

 

 

 

Рис. 3.1. Расчетная схема к расчету осадки и просадки фундамента.

Расчет просадки от собственного веса грунта

И нагрузки от фундамента

1) На схеме (рис. 3.1) строят эпюру суммарных напряжений

σ_z = σ_zg + σ_zр (3.9)

и эпюры начального просадочного давления Р_sl,i. Просадка будет происходить в пределах участков толщиной h_sl,i, где:

σ_z > Р_sl,i

2) Определяют средние значения суммарных напряжений _z,i в пределах каждого слоя толщиной h_sl,i.

3) По графикам ε_sl = f(σ) (рис. 2.1, задача №1) определяют значения относительной просадочности ε _sl,i, соответствующие значениям _{z,i ср}.

 

4) Определяют просадку грунта:

S_sl = ε _sl,i · h_sl,i · k _sl,i, (3.10)

где: k _sl,i - коэффициент, который определяют следующим образом:

- при b ≥ 12 м k _sli принимают равным 1 для всех слоев в пределах зоны просадки;

- при b ≤ 3 м k _sli вычисляют по формуле:

k_i=0,5+1,5(Р-Р_sl,i)/ Р₀ (3.11)

здесь Р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

Р_sl -начальное просадочное давление i- го слоя, кПа;

Р_о - давление, равное 100 кПа;

- при 3м < b < 12 м k _sl,i вычисляется интерполяцией.

5) Вычисляют суммарную деформацию основания и выполняют проверку условия расчета:

S+ S_sl ≤ S_u

По результатам проверки условия делают вывод о возможности применения заданного варианта фундаментов в приведенных грунтовых условиях.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ

НА ПРИЗМАТИЧЕСКУЮ ЗАБИВНУЮ СВАЮ