2.3.2 Определение осадки фундамента

Расчет осадки фундамента производится по формуле:

S  S_u

где S – конечная осадка отдельного фундамента, определяемая расчетом;

S_u – предельная величина деформации основания фундамента зданий и сооружений, принимаемая по СНБ 5.01.01-99 “Основания и фундаменты зданий и сооружений”.

Основным методом определения полной (конечной) осадки фундаментов является метод послойного суммирования. Расчет начинается с построения эпюр природного (бытового) и дополнительного давлений. На геологический разрез наносятся контуры сечения фундамента, затем от оси фундамента влево откладываются ординаты эпюры природного давления грунта.

Природное давление, в кПа, определяется по формуле:

где _i – удельный вес грунта i-го слоя, кН/м³;

h_i – толщина грунта i-го слоя, м.

Величина бытового давления определяется на границе каждого слоя грунта. Если в пределах выделенной толщи залегает горизонт подземных вод, то удельный вес грунта определяется с учетом гидростатического взвешивания:

= ,

где e – коэффициент пористости грунта;

_w – удельный вес воды.

Далее определяются ординаты вспомогательной эпюры 0.2σ_zg, необходимые для определения глубины расположения границы сжимаемой толщи грунта; эпюра строится справа от оси фундамента.

Дополнительное вертикальное напряжение σ_zp для любого сечения, расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:

,

где  – коэффициент, принимаемый по СНБ 5.01.01-99 “Основания и фундаменты зданий и сооружений” в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента

η = l/b и относительной глубины ξ = 2z/b.

Здесь l и b - соответственно длина и ширина фундамента.

Построив в произвольном одинаковом масштабе эпюры бытового и дополнительного давлений, определяют границу сжимаемой толщи основания, которая находится в точке, где пересекаются эпюры.

Расчет осадки отдельного фундамента на основании в виде упругого линейно деформируемого полупространства с условным ограничением величины сжимаемой зоны производится по формуле:

где S – конечная осадка отдельного фундамента, см;

n – число слоев, на которые разделена по глубине сжимаемая зона основания;

h_i – толщина i-го слоя грунта основания, см;

E_i – модуль деформации грунта i-го слоя, мПа;

 – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σ_zpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, кПа.

Определяем значения эпюры природного давления:

σ_zg1 = γ₁∙h₁ = 17.0 ∙0,9 = 15,3 (кПа)

σ_zg2 = σ_zg1 + γ_sb∙h₂ = 15,3 + 17,4∙2 = 50,1 (кПа)

σ_zg3= γ₃∙h₃^’+ σ_zg2=20.1*1.1+50.1=72.21(кПа)

σ_zg3^’ ₌ ∙h₃^’’+ σ_zg3 + 72.21 = 112.44 (кПа)

σ_zg4 = σ_zg3^’ + γ_w∙h₃^’’ = 10*3.9+112.44 = 151.44 (кПа)

σ_zg5 = σ_zg4+ γ₄∙h₄=294.24 (кПа)

Определяем дополнительное (осадочное) давление на грунт P , подразумевая, что осадка грунта произойдет только от действия дополнительного давления:

Р = Р_n –

, кПа – полное давление

по подошве фундамента.

σ_zg0 = σ_zg1 + σ_zg2+ γ₃∙h_з^’’’ =15.3+50.1+20.1*0.7=79.47кПа – природное давление на уровне подошвы фундамента.

Р = 579.2-79.47=499.73 (кПа)

Разбив толщу грунта под подошвой на слои h_i = 0.4b = 0.4·0,7 = 0.28 м, формируем табл.5, строим эпюры и вычисляем осадку.

Таблица 5

Z, м	ξ=2 z/b	α	σzp,i, кПа	σcрzp,i кПа	Е i, МПа	S i, мм
0	0	1	499,73
0,28	1,4	0,689	344,314	422,022	8	6,752352
0,44	2,2	0,485	242,3691	293,3415	8	4,693464
0,6	3	0,356	177,9039	210,1365	8	3,362183
0,76	3,8	0,266	132,9282	155,416	8	2,486656
0,92	4,6	0,205	102,4447	117,6864	8	1,882983
1,08	5,4	0,161	80,45653	91,45059	8	1,463209
1,24	6,2	0,129	64,46517	72,46085	8	1,159374
1,4	7	0,105	52,47165	58,46841	8	0,935495
1,56	7,8	0,087	43,47651	47,97408	8	0,767585
1,72	8,6	0,074	36,98002	40,22827	8	0,643652
1,88	9,4	0,0635	31,73286	34,35644	8	0,549703
2,04	10,2	0,054	26,98542	29,35914	8	0,469746
					S=∑Si=25,1664

Согласно вычислениям, проделанным в таблице, получаем, что S=24,83 мм < S_норм=80 мм.

План ленточных фундаментов в ПРИЛОЖЕНИИ 2.