4. Определение осадок основания

Осадку основания можно определять различными методами, достоверность и степень точности которых определяется соот­ветствием применяемых в них расчетных схем и предпосылок действительным условиям работы грунтов основания. Рекомен­дуются следующие методы определения осадки:

1. Метод послойного суммирования С при наличии слоис­тых оснований с различными характеристиками сжимаемости [1. Прилож. 2].

2. Метод применения расчетной схемы в виде линейно-де­формируемого (упругого) слоя конечной толщины [1. Прилож. 2].

3. Метод эквивалентного слоя как экспресс-метод, ре­комендуется применять для сравнительно небольших фундаментов при наличии однородного основания и при слоистом основании с не очень большим изменением сжимаемости отдельных слоев [ 8. Гл. 5]. Коэффициент эквивалентного слоя представлен в табл. 5 приложения 1-

4. Формула И.А. Розенфельда как экспресс-метод:

, (4.1)

где 1.44 – эмпирический коэффициент;

– длина фундамента ;

– ширина фундамента;

для круглых фундаментов ;

– среднее давление по подошве фундамента;

– давление от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

– условная ширина подошвы фундамента, где А – площадь подошвы фундамента;

- средневзвешенное значение модуля деформации в пределах сжимаемой толщи

, (4.2)

– сжимаемая толща основания, где k - коэффициент, зависящий от и принимаемый по таблице 1 приложения 2;

– для круглых фундаментов;

– см. приложение 2.

Для расчета начальных осадок по модели упругого слоя конечной толщины рекомендуется формула К.Е. Егорова:

, (4.3)

где – начальный H-H – модуль сжатия, т.е. модуль недренированно-неконсолидированного сжатия при расчетном давлении.

Прочие обозначения см. приложение 2 СНиП 2.02.01-83^*.

Для расчета начальных осадок водонасыщенных глинистых грунтов рекомендуется формула:

, (4.4)

где – коэффициент формы см.таблицу П.1.2;

– действующее давление под фундаментом;

a – половина ширины фундамента.

При ожидаемом понижении уровня грунтовых вод следует учитывать возникновение дополнительной осадки основания. Осадка происходит вследствие того, что из-за снятия взвешивающего действия воды в зоне между прежним и новым положением уровня грунтовых вод природное давление на все нижележащие слои грунта возрастает на величину , определяемую в зависимости от:

– высоты капиллярного поднятия воды;

– глубины расположения УГВ до его понижения;

– величины снижения уровня грунтовых вод;

– удельного веса грунта ниже УГВ;

– тоже в зоне капиллярного поднятия:

– тоже выше зоны капиллярного поднятия.

Для случая, когда

(4.5)

где ; ; – характеристики грунта выше зоны капиллярного поднятия воды:

для случая, когда

(4.6)

где ; ; – характеристики грунта в зоне капиллярного поднятия воды.

При

Дополнительная осадка от снижения УГВ определяется по формуле

, (4.7)

где Н – сжимающая толща грунта из условия ;

– определяется после понижения УГВ.

При решении задачи по определению осадки с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузки на полы используют метод угловых точек и суммарную величину напряжения

, (4.8)

где – напряжения от рассчитываемого фундамента;

– напряжения от влияющего фундамента или нагрузка на полы (см. главу 2).

Крен отдельного прямоугольного фундамента находят по формулам:

, (4.9)

, (4.10)

крен круглого – по формуле

, (4.11)

где – изгибающие моменты в уровне подошвы фундамента;

– полудлина и полуширина фундамента;

– см. приложение 2 [1].

Осадка жесткого кольцевого фундамента может быть определена методом Егорова К.Е. по формуле:

, (4.12)

где ; , (4.13)

где и – соответственно внутренний и наружный диаметр кольца;

, – модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта.

, – коэффициенты определяемые по таблице 4.1.

Табл. 4.1.

Коэффициент

	0	0.2	0.4	0.6	0.8	0.9	0.95	1
	0.79	0.75	0.67	0.52	0.32	0.18	0.1	0

4.1. Определить осадку основания сплошной жесткой фунда­ментной плиты размерами b = 15 м; l = 20 м, нагруженной рав­номерно распределенной нагрузкой с учетом собственного веса

= 0.3 МПа. Глубина заложения подошвы плиты d = 1.5 м. Грун­ты, слагающие основание, представлены двумя слоями:

слой N 1 – суглинок пластичный, ; = 0.70; мощность h = 7 м.

слой N 2 – известняк трещиноватый мощностью = 20 м;

= 20 МПа.

4.2. Определить осадку основания фундаментной плиты, имеющей размеры b = 10 м; l = 12 м; h = 1 м. Глубина заложе­ния h = 1 м. Среднее давление по подошве фундамента = 0,4МПа. Строительная площадка сложена двумя слоями грунта:

слой N 1 - песок мелкий, мощностью h = 5 м; ; ;

слой N 2 - скальный грунт.

4.3. Определить осадку основания фундаментной плиты, имеющей размеры b = 5 м; l = 8 м. Глубина заложения h = 1.5 м. Среднее давление по подошве фундамента = 0.2 МПа. Строитель­ная площадка сложена двумя слоями грунта:

слой N 1 – глина, пластичная – ; , мощность

слой N 2 - известняк = 30 МПа.

4.4. Определить осадку основания фундамента размерами b = 4 м, l = 6 м и глубиной заложения h = 1 м. Среднее давле­ние по подошве фундамента = 0,25 МПа. Грунт основания – су­глинок значительной мощности с и = 10 МПа. Задачу решить методом элементарного суммирования.

4.5. Определить осадку основания ленточного фундамента шириной м и глубиной заложения h = 2 м. Среднее давление под подошвой фундамента = 0.2 МПа. Строительная площадка представлена двумя слоями грунта:

слой N 1 - супесь ; , мощность = 5 м.

слой N 2 - глина. ; , мощность = 10 м.

4.6. Определить осадку основания фундамента размерами b = 2 м, l = 3 м. Нагрузка на фундамент =1000 кН. Вес фундамента = 280 кН, вес грунта = 228 кН.

Грунты: слой N 1 - песок мелкий = 4 м; ; ;

слой N 2 - глина пластичная = 8 м; ; . Грунтовых вод нет.

4.7. Определить осадку основания фундамента размерами b = 2 м, и глубиной заложения h = 2 м. Давление под подошвой . Основание сложено песком средней круп­ности ; ; ; . УГВ на глубине 4 м от поверхности земли.

4.8. Определить осадку основания ленточного фундамента шириной и глубиной заложения h = 2 м. Давление под подошвой фундамента .

Грунты основания:

Слой N 1 – суглинок = 4 м; ; ;

Слой N 2 – супесь = 2 м; ; ;

Слой N 3 – глина. = 4 м; ; ;

4.9. Определить осадку основания квадратного фундамента b = 2м; и средним давлением под подошвой = 0.2 МПа с учетом влияния соседнего фундамента размерами м и глубиной заложения h = 1 м, среднее давление под подошвой которого = 0.3 МПа. Расстояние между осями фундаментов L = 3 м. Грунт основания - песок мелкий, средней плотности ; ; . Задачу решать методом послойного суммирования.

4.10. Решить предыдущую задачу методом эквивалентного слоя.

4.11. Определить осадку основания квадратного фундамен­та, имеющего b = 2 м, глубину заложения h = 2 м и среднее давление под подошвой с учетом влияния соседнего фундамента размерами , и глубиной заложения h = 1 м и средним давлением по подошве Центры фундаментов лежат на одной оси. Расстояние в свету между ними L = 2 м.

Грунты основания - суглинки с и МПа.

Грунтовых вод нет.

4.12. Определить методом элементарного суммирования ве­роятную осадку ленточного фундамента под наружную стену здания шириной , глубиной заложения h = 1.6 м и средним давлением под подошвой .

Грунты строительной площадки:

Слой N 1 - песок мелкий, средней плотности ; ; мощность .

Слой N 2 - супесь пластичная ; ; ; , мощность м.

Слой N 3 - суглинок заторфованный текуче-пластичный ; мощность м .

Слой N 4 - глина полутвердая ; .

4.13. Решить предыдущую задачу методом эквивалентного слоя.

4.14. Определить дополнительные осадки и крен железобе­тонного фундамента, которые возникнут в результате влияния соседнего фундамента, запроектированного под оборудование (рис. 4.1). Среднее давление под подошвой проектированно­го фундамента = 0.3 МПа. Основание сложено суглинком с = 12 МПа.

4.15. Определить дополнительную осадку , вызванную снижением уровня грунтовых вод. Грунты строительной площадки – однородные по глубине пески мелкие с ; ;

. Высота капиллярного поднятия воды м. Уро­вень грунтовых вод расположен на глубине = 1 м. После сни­жения на = 3 м он будет находиться на глубине м. Грунт ниже УГВ имеет ; грунт в зоне капиллярного поднятия воды толщиной h = 0.7 м; ; = 1 и = 0,26; в слое = 3.3 м, расположенном выше зоны капилляр­ного поднятия – ; и .

Рис. 4.1. Схема расположения фундаментов к задаче 4.14

4.16. Определить дополнительную осадку , вызванную снижением уровня грунтовых вод. Грунты – суглинки с ; и . Высота капиллярного поднятия воды = 4м. УГВ расположен на глубине = 1 м. После снижения на = 3 м он будет находиться на глубине м. Грунт ниже УГВ имеет ; грунт в зоне капиллярного поднятия воды толщиной = 4 м; ; ; .

4.17. Определить крен железобетонного фундамента водона­порной башни, имеющего круглую подошву и глубину заложения h =3 м. Основание башни сложено грунтами с и . Полная нагрузка на фундамент башни 7200 кН. Мо­мент относительно его подошвы .

4.18. Определить крен прямоугольного фундамента, имеюще­го размеры b = 3 м; l = 4 м. На фундамент действует нагрузка 3000 кН. Момент в направлении большей стороны . Момент в

направлении меньшей стороны . Грунты основания – пески с и .

4.19. Осадки в трех точках по длине жилого здания из кирпича имеют следующую величину см; см; см. Расстояние между точками соответственно: ; . Установить вид деформации здания и его величину.

4.20. Осадки в углах квадратного в плане здания имеют следующие значения: см; см; см. Сторона здания b=20 м. Установить вид деформации здания и его величину.

4.21. Осадки соседних фундаментов под колонны производ­ственного здания имеют следующие значения: см; см. Расстояние между осями здания L = 6 м. Установить вид деформации здания и его величину.

4.22. Определить начальную осадку жесткого круглого фундамента диаметром 4 м на однородном слое переуплотненной глины толщиной , подстилаемой прочной скалой. Удельный вес глины , , . Глубина заложения фундамента d = 2м. Среднее давление под его подошвой Р = 0.5МПа.

4.23. Определить начальную осадку фундамента по исходным данным задачи 4.22. но при условии, что упругий слой не однороден и сложен сверху вниз пластинами толщиной 1,2; 1,5 и 1,3м отличающимися по сжимаемости. ( ;

).

4.24. Определить начальную осадку стального резервуара (в центре и среднюю) диаметром , расположенного на мощной однородной толщине водонасыщенных глинистых грунтов, в период быстрого его заполнения водой во время испытания. При этом давление под днищем резервуара возросло от 0.05 до 0.2 МПа, .

4.25. Определить крен отдельного фундамента, воспринимающего нагрузки

Размеры фундамента b = 2м, l = 3м, d = 1м. Грунт – суглинок Е = 10МПа.

4.26. Определить крен дымовентиляционной трубы. Фундамент

железобетонный круглый радиусом R = 3м, заложение d=2м. Нагрузки на уровне подошвы

Грунт – суглинок Е = 16МПа, .

4.27.Определить осадку дымо-вентиляционной трубы имеющей кольцевой фундамент высотой d = 2м. Наружный диаметр кольца , внутренний диаметр кольца . Фундамент нагружен силой .

Грунт – суглинок Е = 8 МПа, .