2. Пояснить роль силовых факторов взаимодействия при расчете устойчивости подпорной стены.

Решение: 1) На подпорную стенку действует боковое давление грунта. Активное давление грунта σ_а реализуется при смещении стены от грунта и соответствует min-му значению давления. Пассивное давление грунта σ_р реализуется при смещении стены на грунт и соответствует max-му значению давления. При отсутствии перемещений стены реализуется давление покоя σ_o.

Для несвязного грунта σ_а=σ_vi*λ_a*γ_f

где γ_f = 1,1 – коэф-т надежности по нагрузке;

λ_а = tg²*(45^o-φ’_I/2) – коэф-т активного давления грунта;

σ_vi=Σγ’_Ii*h_i – вертикальное напряжение на уровне выделенных точек (1,2,3,4);

h_i – высота грузового участка;

γ’_Ii – расчетное значение удельного веса грунта засыпки (γ’_Ii=0,95γ_I);

φ’_I =0,9φ_I.

Пассивное давление грунта: σ_р=γ_f*σ_vi*λ_II

γ_f =0,9 – коэф-т надежности по нагрузке;

λ_II – коэф-т пассивного давления грунта, принимаемый в запас надежности = 1.

По полученным данным строится эпюра активных и пассивных давлений грунта. Равнодействующие давлений на грузовых участках от действия активного и пассивного давлений вычисляются как соответствующие объемы эпюр на 1м длины стенки.

2) Роль силовых факторов заключается в том, что одни силы (активные) стремятся сдвинуть, опрокинуть стенку, а другие (пассивные), удержать подпорную стенку.

20. Проверить допустимость max осадки основания для ф-та отдельной колонны здания.

Исх. данные:

1. Относит. отметка планировки (-0,5м). Здание имеет подвал. Отметка пола подвала -3,2м.

2. Запроектированы отдельные ф-ты под колонны из монолитного ж/б-на:

- отм. низа подбетонки (-4,0м);

- размеры подошвы (3x3м);

- сред. давления на грунт под подошвой ф-та от нормативных нагрузок 130 кПа.

3. От уровня планировки до глубины 4,7м залегает однородный слой лессовой супеси, обладающей просадочными св-ми при увлажнении. Ниже просадочные св-ва отсутствуют.

При испытаниях лессовой супеси грунтового монолита, отобранного с глубины 3,7м, получены следующие характеристики:

- начальное просад. давление P_sl=30кПа;

- относит. просадочность ε_sl при давлениях P=100, 200 и 300 кПа равна соответственно 0,02; 0,04 и 0,05.

4. Для глубины 3,7м бытовое давление σ_zg при полном водонасыщении грунта составляет 74 кПа. Дополнительное давление σ_zp=126 кПа.

5. Предполагается увлажнение просадочной толщи грунта до полного водонасыщения на полную глубину.

6. Осадка основания, рассматриваемого ф-та, определенная для естественной влажности грунтов, составила 2см.

Примечание: Рекомендуется вычертить схему ф-та с указанием всех высотных уровней и границы просадочной толщи.

Решение:

I – слой лессовой супеси (обладает просадочными св-ми)

II – просад. св-ва отсутствуют

ВС – нижняя граница сжимаемой толщи

осадка =S+S_sl

S_sl=Σε_sli*K_sli*h_i

прил.2 п.13,14 СНиП

K_sli=0,5+1,5(Р-Р_sli)/P₀

где Р=130 кПа; P_sli=30 кПа; Р₀=100 кПа

K_sli=0,5+1,5*(130-30)/100=2

при Р=100 кПа: S_sl=0,02*2*1,2м=4,8см

Р=200 кПа: S_sl=0,04*2*1,2м=9,6см

Р=300 кПа: S_sl=0,05*2*1,2м=12см

2см+12см=14см ≤ [S_u] =8см – для ЖБ

=12см – для МК.

Не допустимо.

21. Для заданного сооружения (зерносклад) показать целесообразность применения некоторых типов ф-ов, назначив их с учетом конструктивных особенностей здания и грунтовых условий площадки стр-ва. Перечислить факторы, влияющие на выбор глубины заложения, размеров подошвы ф-ов мелкого заложения, а в случае применения свайных ф-ов – тип и размер свай.

Дано:

Под почвенным слоем мощностью 0,4 м залегает слой I-супеси с показателями: ρ=18,6 кН/м³; φ_II=20^о; с_II=10кПа; Е=8 МПа; J_L=0,25; J_P=0,06; ν=0,3; мощностью слоя 6м.

II-ρ=18,8 кН/м3; φ=15^о; с_II=14 кПа; Е=12 МПа; J_L=0,45; J_P=0,11; ν=0,35; мощность слоя 12м; суглинок тугопластичный.

Подземные воды – на глубине 20м.

Глубина заложения зависит от:

1. инж-геологический условий;

2. глубины сезонного промерзания;

3. конструктивные особенности (наличие подвала, нагрузки на ф-т, конструктивные особенности здания).

Порядок определения размеров подошвы ФМЗ.

1) Определяем R_усл (см. п.2.41 СНиП “ОиФ”)

2) Определяется необходимая площадь подошвы ф-та

; где N – суммарная нагрузка, действующая на обрез ф-та; d – глубина заложения от поверхности грунта до подошвы; γ_mt = 22 кН/м³ – ср. значение мат-ла ф-та и веса грунта.

3) Назначаем размер подошвы b и l

4) Определяется расчетное сопротивление грунта для принятых размеров R

5) Проверка Р_ср≤R; ; R_max≤1,2R – для края (1,5R – для угла)

P_min ≥ 0 – не допускается отрыва подошвы от грунта;

;

6) Определяем осадку ф-та методом послойного суммирования

7) Проверку слабого подстилающего слоя выполнять не нужно

Порядок расчета свайного ф-та:

1. Определяется глубина заложения ростверка;

2. Задаемся размером сваи (глубина и забивки) из условия ч/б нижние концы заходили в относительно просадочный грунт;

3. Определяется несущая способность свай (п.4.2 СНиП “Свайн. ф-ты”) и допустимая нагрузка на сваю N=F_d/γ_k;

4. Определяется кол-во свай в ростверке h=ΣF/N;

5. Размещение свай в плане

d – размер поперечного сечения сваи

3d – min расстояние

Фактическое давление на каждую сваю с учетом действующих нагрузок

ΣF – сум. вертикальных нагрузок, действующих на сваю, включая собственный вес ростверка и грунта на его обрезах;

y;x – расстояние от центральных осей до рассматриваемой сваи;

Σy_i; Σx_i – сумма квадратов расстояний до всех свай в ростверке относительно центр. осей.

N_факт ≤ N_расч

6. Расчет основания куста висячих свай и осадок

АВСД – условный фундамент

h_з – заделка сваи в ростверк = 0,3-0,5 м;

d_усл = d_р+L_св-h_з+l_острия;

P ≤ R

; G₁+G₂=A_усл*d_усл*γ_mt; γ_mt=20 кН/м³;

;

G_р.гр.=b_р*l_р*d_р*γ_II,t; G_св=n*0,3²*L_св*γ_св; n – число свай в ростверке.

7. Расчет осадки: σ_zg,o=d_усл*γ’_II,mt; P₀=P-σ_zg,o; σ_zp=α_i*P₀; α_i → ( ξ ; η );

η=l_усл/b_усл; ξ=2z/b_усл; σ_zp≤0,2σ_zg.

S≤S_u = 8 см – для пром. зд.

22. Для заданного сооружения (4х этажное пром. здание) определить расчетом величину возможной просадки ф-та, основание которого сложено лессовидным просадочным при замачивании грунтом, в случае его увлажнения на всю глубину просадочной толщи.

Исх. данные:

1. Мощность толщи просадочных грунтов под подошвой ф-та=4м;

2. Расситаны значения дополнительных σ_zp и природных (от собственного веса) давлений σ_zg на глубинах 1м и 3м от подошвы ф-та:

на глубине 1м: σ_zp =0,15 МПа; σ_zg =0,05 МПа;

на глубине 3м: σ_zp = 0,1 МПа; σ_zg = 0,09 МПа.

3. Для образцов грунта, взятых с глубины 1м и 3м от подошвы ф-та установлены значения относительной просадочности l_sl при разр. сжимающих давлениях Р.

Ширина подошвы ф-та 2м, ср. просадочное давление под подошвой ф-та Р=0,25 МПа.

Ответ:

при z=1м;

при z=3м;

( при z=1м; при z=3м) - задаемся

К_sl1=0,5+1,15(Р-Р_sl)/Р₀=0,5+1,5(250-20)/100=3,95

К_sl2=0,5+1,5(250-19)/100=3,97

S_sl=0,02*1*3,95+0,04*1*3,97=0,24 м =24 см.