3.3 Определение осадки фундамента
Расчет осадки фундамента производится исходя из условия:
S ≤ Su (3.9)
где Su = 10 см – предельная величина деформации основания фундаментов зданий и сооружений, которая определяется по табл. Б-1 [2].
S – величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчетом
(3.10)
где = 0,8 – коэффициент, корректирующий упрощенную схему расчета;
n – число слоев, на которое разделена по глубине сжимаемая толща основания;
hi – толщина i-го слоя грунта, см;
zpi – среднее дополнительное (к бытовому) напряжение в i-ом слое грунта, равное полусумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах i-го, кПа;
Ei – модуль деформации i-го слоя, кПа.
Для определения осадки фундамента необходимо составить схему показанную на рисунке 3.2 и построить эпюры вертикальных напряжений от собственного веса 𝜎zqi и 𝜎zpi. Ординаты эпюры zqi вычисляются в характерных точках по формуле:
(3.11)
где i – удельный вес i-го слоя грунта, кН/м3;
hi – толщина i-го слоя грунта, м.
Для водонасыщенных слоев грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо определять удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды по формуле:
(3.12)
Где
=10 кН/м3
– удельный вес воды, кН/м3;
Для первого слоя грунта (суглинок тугопластичный):
=26,49кН/м3–
удельный вес частиц грунта, кН/м3,
(таблица 2.1);
е=0,61– коэффициент пористости грунта, (таблица 2.1).
sb = (26.49 - 10) / (1+0.61) = 10.24 кН/м3
-Под подошвой фундамента ( точка 0):
=
19,62 * 1,35 = 26,487 кПа
- Для 1-ого слоя (суглинок тугопластичный) (1):
=
19,62 *2,2 = 43,164 кПа
- Для 1-ого с лоя (суглинок тугопластичный) ниже отметки уровня грунтовых
вод (2):
+
=
43,164+10,24 * 1,9 = 62,62 кПа
Второй грунт является водоупором, т. к. это суглинок полутвердый с IL=0.24. Природное давление на кровлю этих слоев определяется по формуле (3):
,
кПа
(3.13)
где =10 кН/м3 – удельный вес воды, кН/м3;
hw – высота столба воды, м.
=62.62+10*1,9=81.62
кПа
Для второго слоя на глубину 2 м (4):
=81.62+20.6*2=122.82кПа
Величина дополнительного вертикального напряжения для любого сечения ниже подошвы фундамента вычисляется по формуле:
(3.14)
где
– коэффициент учитывающий изменение
дополнительного вертикального напряжения
по глубине и определяемый по таблице
П-16[1] в зависимости от ξ =
(Z
– глубина рассматриваемого сечения
ниже подошвы фундамента; b
= 0,6 м– ширина фундамента) и
для
ленточного фундамента (l – длина
фундамента);
=293,318
кПа – среднее фактическое давление под
подошвой фундамента, кПа;
=
26,487 кПа –
вертикальное
напряжение от собственного веса грунта
на уровне подошвы фундамента от веса
вышележащих слоев (рассчитывается по
формуле 3.11), кПа.
1·(293,318
– 26,487)
= 266,831
кПа
Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои, не более 0,4b
0,4b =0,4*0,6=0,24 м.
Расчеты осадки фундамента занесем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1. Расчет осадки фундамента
№ слоёв |
Z, см |
ξ |
α |
hi, см |
σzpi, кПа |
σzqi, кПа |
0,2*σzqi, кПа |
Ei, кПа |
Si, см |
0 |
0 |
0 |
1 |
105 |
266,831 |
26,487 |
5,297 |
21400 |
|
1 |
20 |
0,67 |
0,912 |
20 |
243,35 |
|
|
21400 |
0,1907 |
2 |
40 |
1,33 |
0,718 |
20 |
191,585 |
|
|
21400 |
0,1626 |
3 |
60 |
2,00 |
0,550 |
20 |
146,757 |
|
|
21400 |
0,1265 |
4 |
80 |
2,67 |
0,438 |
20 |
116,872 |
|
|
21400 |
0,0986 |
5 |
85 |
2,83 |
0,417 |
5 |
111,269 |
43,164 |
8,633 |
21400 |
0,0213 |
6 |
105 |
3,5 |
0,346 |
20 |
92,324 |
|
|
21400 |
0,0761 |
7 |
125 |
4,17 |
0,295 |
20 |
78,715 |
|
|
21400 |
0,0639 |
8 |
145 |
4,83 |
0,257 |
20 |
68,576 |
|
|
21400 |
0,0551 |
9 |
165 |
5,5 |
0,227 |
20 |
60,571 |
|
|
21400 |
0,0483 |
10 |
185 |
6,17 |
0,206 |
20 |
54,967 |
|
|
21400 |
0,0432 |
11 |
205 |
6,83 |
0,183 |
20 |
48,830 |
|
|
21400 |
0,0388 |
12 |
225 |
7,5 |
0,168 |
20 |
44,828 |
|
|
21400 |
0,035 |
13 |
245 |
8,17 |
0,157 |
20 |
41,892 |
|
|
21400 |
0,0324 |
14 |
265 |
8,83 |
0,143 |
20 |
38,157 |
|
|
21400 |
0,0299 |
15 |
275 |
9,17 |
0,138 |
10 |
36,823 |
81,62 |
16,324 |
21400 |
0,014 |
16 |
295 |
9,83 |
0,129 |
20 |
34,421 |
|
|
23000 |
0,0248 |
17 |
315 |
10,5 |
0,12 |
20 |
32,02 |
|
|
23000 |
0,0231 |
18 |
335 |
11,17 |
0,11 |
20 |
29,351 |
|
|
23000 |
0,0213 |
19 |
355 |
11,83 |
0,1 |
20 |
26,683 |
|
|
23000 |
0,0195 |
20 |
375 |
12,5 |
0,096 |
20 |
25,616 |
102,22 |
20,444 |
23000 |
0,0182 |
21 |
395 |
13,17 |
0,085 |
20 |
22,681 |
106,34 |
21,268 |
23000 |
0,0168 |
22 |
405 |
13,5 |
0,081 |
20 |
21,613 |
108,4 |
21,68 |
23000 |
0,0154 |
23 |
415 |
13,67 |
0,078 |
10 |
20,813 |
110,46 |
22,092 |
23000 |
|
Сумма 1,1755
Получим, что S = 1.1755 см ≤SU = 10 см, а это значит, что осадка фундамента находится в допустимых пределах.
II=19,62 т/м3 СII=30,4 II=22,4 Е1=21,4 МПа R1=245,05 кПа
II=20,6 т/м3 СII=32,2 II=24,2 Е1=23 МПа R1=258,68 кПа
|
|
Рисунок 3.2. Схема к расчету осадок методом послойного суммирования