4. Определение осадок фундаментов
Будем использовать модель линейно деформируемой среды:
,
где:
S
– осадка сооружения;
-
безразмерный коэффициент;
- среднее значение допускаемого давления
от приложенной нагрузки в середине
расчетного слоя,
- толщина расчетного
слоя; Еi
– модуль деформации расчётного слоя,
Напряжение от
сооружения определяется по формуле:
,
где:
α-
коэффициент распределения напряжения
по глубине;
-
дополнительное вертикальное давление
на основание.
Напряжение от собственного веса грунта определяется по формуле:
,
где:
γi- удельный вес i-го грунта; hi- толщина i-го грунта.
Фундамент № 1.
Определение напряжения от собственного веса грунта:
Точка 1:
Точка 2:
,
где:
;
Точка 3:
;
Определение напряжения от сооружения:
|
0,00 |
0,40 |
0,80 |
1,20 |
1,60 |
2,00 |
2,40 |
2,80 |
3,20 |
3,60 |
9,20 |
Z, м |
0,00 |
0,18 |
0,36 |
0,54 |
0,72 |
0,90 |
1,08 |
1,26 |
1,44 |
1,62 |
4,14 |
|
1,00 |
0,977 |
0,881 |
0,755 |
0,642 |
0,550 |
0,477 |
0,420 |
0,374 |
0,337 |
0,137 |
т/м3 |
9,19 |
8,98 |
8,10 |
6,94 |
5,90 |
5,05 |
4,38 |
3,86 |
3,44 |
3,10 |
1,26 |
b1
=
0,90 м;
;
Построив эпюры σzp , σz(быт) и 0,2 σz(быт) определяем Нсж= 3,79 м исходя из условия:
σzp = 0,2 σz(быт). После чего разбиваем Нсж на n участков, так чтобы в пределах каждого участка грунт был однородным и так чтобы толщина каждого i-го участка была : hi˂ 0,4b.
Ф1 |
i |
σzpi, тc/м3 |
hi, м |
E, тс/м2 |
Si, м |
1 |
9,05 |
0,21 |
1000 |
0,0015 |
|
2 |
8,35 |
0,21 |
1000 |
0,0014 |
|
3 |
6,63 |
0,34 |
1000 |
0,0018 |
|
4 |
4,93 |
0,34 |
1000 |
0,0013 |
|
5 |
3,84 |
0,34 |
1000 |
0,0010 |
|
6 |
3.10 |
0,33 |
1400 |
0,0006 |
|
7 |
2,61 |
0,33 |
1400 |
0,0005 |
|
8 |
2,25 |
0,33 |
1400 |
0,0004 |
|
9 |
1,98 |
0,33 |
1400 |
0,0004 |
|
10 |
1,80 |
0,33 |
1400 |
0,0003 |
|
11 |
1,65 |
0,33 |
1400 |
0,0003 |
|
12 |
1,50 |
0,33 |
1400 |
0,0003 |
|
|
|
|
|
Σ Si |
0,0099 |
Фундамент № 2.
Определение напряжения от собственного веса грунта:
Точка 1:
Точка 2:
, где:
;
Точка 3:
;
Определение напряжения от сооружения:
|
0,00 |
0,40 |
0,80 |
1,20 |
1,60 |
2,00 |
2,40 |
2,80 |
3,20 |
3,60 |
4,00 |
Z, м |
0,00 |
0,69 |
1,39 |
2,08 |
2,78 |
3,47 |
4,16 |
4,86 |
5,55 |
6,25 |
6,94 |
|
1,00 |
0,960 |
0,800 |
0,606 |
0,449 |
0,336 |
0,257 |
0,201 |
0,160 |
0,131 |
0,108 |
т/м3 |
11,47 |
11,01 |
9,18 |
6,95 |
5,15 |
3,85 |
2,95 |
2,31 |
1,84 |
1,50 |
1,24 |
b2
=
3,47 м;
;
;
Нсж=
5,52 м
Ф2 |
i |
σzpi, тc/м3 |
hi, м |
E, тс/м2 |
Si, м |
1 |
11,406 |
0,42 |
1000 |
0,0038 |
|
2 |
10,644 |
0,93 |
1000 |
0.0079 |
|
3 |
7,784 |
0,93 |
1000 |
0,0058 |
|
4 |
5,07 |
1,08 |
1400 |
0,0031 |
|
5 |
3,254 |
1,08 |
1400 |
0,0020 |
|
6 |
2,22 |
1,08 |
1400 |
0,0014 |
|
|
|
|
|
Σ Si |
0,0241 |
.
Фундамент № 3.
Определение напряжения от собственного веса грунта:
Точка 1:
Точка 2:
, где:
;
Точка 3:
;
Определение напряжения от сооружения:
|
0,00 |
0,40 |
0,80 |
1,20 |
1,60 |
2,00 |
2,40 |
2,80 |
3,20 |
3,60 |
4,00 |
Z, м |
0,00 |
0,50 |
1,00 |
1,50 |
2,00 |
2,50 |
3,00 |
3,50 |
4,00 |
4,50 |
5,00 |
|
1,00 |
0,960 |
0,800 |
0,606 |
0,449 |
0,336 |
0,257 |
0,201 |
0,160 |
0,131 |
0,108 |
т/м3 |
10,68 |
10,25 |
8,54 |
6,47 |
4,80 |
3,59 |
2,74 |
2,15 |
1,71 |
1,40 |
1,15 |
b3
=
2,50
м;
;
;
Нсж=
4,35 м
Ф3 |
i |
σzpi, тc/м3 |
hi, м |
E, тс/м2 |
Si, м |
1 |
10,584 |
0,42 |
1000 |
0,0036 |
|
2 |
9,309 |
0,8 |
1000 |
0,0060 |
|
3 |
6,087 |
0,8 |
1000 |
0,0039 |
|
4 |
3,795 |
0,8 |
1000 |
0,0024 |
|
5 |
2,472 |
0,68 |
1400 |
0,0010 |
|
6 |
1,811 |
0,68 |
1400 |
0,0007 |
|
|
|
|
|
Σ Si |
0,0175 |
Фундамент № 4.
Определение напряжения от собственного веса грунта:
Точка 1:
Точка 2:
, где:
;
Точка 3:
;
Определение напряжения от сооружения:
|
0,00 |
0,40 |
0,80 |
1,20 |
1,60 |
2,00 |
2,40 |
2,80 |
3,20 |
3,60 |
7,20 |
Z, м |
0,00 |
0,46 |
0,93 |
1,39 |
1,86 |
2,32 |
2,78 |
3,25 |
3,71 |
4,18 |
8,35 |
|
1,00 |
0,977 |
0,881 |
0,755 |
0,642 |
0,550 |
0,477 |
0,420 |
0,374 |
0,337 |
0,175 |
т/м3 |
10,46 |
10,22 |
9,22 |
7,90 |
6,72 |
5,75 |
4,99 |
4,39 |
3,91 |
3,53 |
1,83 |
b1 = 2,32 м; ; ; Нсж= 7,01 м
Ф4 |
i |
σzpi, тc/м3 |
hi, м |
E, тс/м2 |
Si, м |
1 |
10,40 |
0,42 |
1000 |
0,0035 |
|
2 |
9,25 |
1 |
1000 |
0.0074 |
|
3 |
6,585 |
1 |
1000 |
0,0053 |
|
4 |
4,794 |
1 |
1000 |
0,0038 |
|
5 |
3,652 |
1,2 |
1400 |
0,0025 |
|
6 |
2,879 |
1,2 |
1400 |
0,0020 |
|
7 |
2,356 |
1,2 |
1400 |
0,0016 |
|
|
|
|
|
Σ Si |
0,0261 |
4.1. Определение неравномерности осадки соседних фундаментов
Неравномерность осадки соседних фундаментов определяется по формуле:
1)
2)
3)
В каждом случае условие выполняется.
5. Расчет и конструирование свайного фундамента
5.1 Определение глубины заложения свайного фундамента
Принимаем низкий ростверк, с глубиной заложения: df = 1,58 м.
5.2 Назначение размеров свай
Все сваи принимаем:
По способу заглубления: забивные;
По условию взаимодействия с грунтом: висячие;
По конструкции сваи: призматические, квадратного сечения 0,3×0,3м. с заострённым нижним концом. Длина: 6м. Глубина заделки сваи в ростверк: ≥ 0,3м.
5.3 Определение несущей способности свай
Расчёт по несущей способности выполняется на расчётное сочетание нагрузки в соответствии с п. 3.10 (СНиП 2.02.03-85).
Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:
,где:
N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании), определяемая в соответствии с указаниями п.3.11 (СНиП 2.02.03-85);
Fd — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи п. 4.2 (СНиП 2.02.03-85).
Коэффициент надежности (γк) принимается равным:
1,25 — если несущая способность сваи определена расчетом по результатам статического зондирования грунта, по результатам динамических испытаний сваи, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или сваей-зондом;
Несущую способность Fd, кН (тс), висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:
где:
- коэффициенты
условий работы грунта соответственно
под нижним концом и боковой поверхности
сваи,
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи. В нашем случае все сваи опираются на песок мелкозернистый. По таблице 1 принимаем: R=220 тс/м2;
- коэффициент
условий работы сваи в грунте;
А – площадь опирания сваи на грунт А= 0,09м2;
U – наружный периметр поперечного сечения сваи U= 1,2 м;
fi – расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи;
hi – толщина i-го слоя. Δhi ≤ 2м.
Фундамент 1.
Fd = 1*(1*220*0,09+1*1,2*(1,42*0,729+1,43*3,715+1,43*4,03+1,43*4,258))=41,64 т.
,
где:
= 1,25
Фундамент 2.
Fd = 1*(1*220*0,09+1*1,2*(1,14*0,715+1,14*0,829+1,86*3,958+1,86*4,265)) = 40,266 т.
, где: = 1,25
Фундамент 3.
Fd = 1*(1*220*0,09+1*1,2*(1,425*0,729+1,425*0,872+1,425*4,029+1,425*4,257))=
= 36,707 т.
, где: = 1,25
Фундамент 4.
Fd = 1*(1*220*0,09+1*1,2*(1,71*0,724+1,71*0,941+1,14*4,114+1,14*4,471))= 34,95 т.
, где: = 1,25
