5. Технико–экономическое сравнение вариантов фундаментов

В данном курсовом проекте рассматриваются два варианта фундаментов: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент. В применении к заданным геологическим условиям в качестве проектного выбран свайный фундамент. Это связано с тем, что проектирование свайного фундамента является более экономически и технологически выгодным ,т.к.

6. Расчет оснований по деформациям

Задача расчета по деформациям состоит в том, чтобы не допустить такие деформации основания, при которых нарушается нормальная эксплуатация надземных конструкций. Основное условие расчета определяется выражением:

S£S_u , (43)

где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_u – предельное допустимое значение деформации основания.

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

, (44)

где b=0,8 – безразмерный коэффициент;

s_{zp, i} – среднее напряжение в i-ом слое;

h_i – толщина i-го слоя;

E_i – модуль деформации i-го слоя грунта.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине Z=H_c от подошвы фундамента, где выполняется условие

s_zp=0,2s_zq (45)

Вертикальные природные напряжения s_zq на некоторой глубине Z от поверхности грунта определяют по формуле

, (46)

где g_i – удельный вес грунта i-го слоя;

h_i – толщина i-го грунта;

n – число слоев грунта в пределах глубины Z. Удельный вес грунтов залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды, т.е.

Дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки определяют по формуле

s_zp=a×P₀ , (47)

где Р₀=Р_ср-s_zg,0 – дополнительное вертикальное давление на основание;

Р_ср – среднее давление под подошвой фундамента;

s_zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

a - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительных напряжений по глубине.

6.1 Определение осадки свайного фундамента

Размеры условного свайного фундамента в плане: b_услхℓ_усл =1,42х1 м,

среднее давление под подошвой условного свайного фундамента – Р = 228,38 кПа.

Построим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта в пределах глубины (4…6)∙b_усл = (4…6)∙1,42 = 5,68…8,52 м ниже подошвы фундамента.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине z, определяются по формуле:

или

по подошве насыпного грунта:

по подошве первого слоя:

по подошве второго слоя

по подошве условного фундамента:

по подошве третьего слоя:

Далее определяют дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в группе под подошвой фундамента по формуле:

Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои :

.

Далее строим эпюру дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в группе по формуле:

, (48)

где α - коэффициент, определяемый из [3, таблица 20], в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины

Расчет будем вести в табличной форме:

Таблица 7 - К расчету осадки фундамента

Наименование грунта	Ei, МПа	Толщина пласта грунта,м	ɣisb, кН/м	σzq, кПа	0,2·σzq, кПа	hi, м	Zi, м	ƺ	ɑ	σzp, кПа	Si, м
	19,388					0	0	0	1,00	127,809	0,0000
				100,571	20,142	0,5	0,5	0,7	0,8	107,36	0,0024
Песок средней крупности				105,46	21,09	0,5	1,0	1,41	0,52	66,46	0,0018
крупности		3,4	9,78	110,35	22,07	0,5	1,5	2,11	0,31	39,62	0,0011
				115,24	23,05	0,5	2,0	2,82	0,19	24,28	0,00066
				120,13	24,03	0,25	2,25	3,16	0,164	20,96	0,00047
										Σ=	0,00643

Рисунок 10-К расчёту условного сжимаемого слоя.

Суммируем осадку:

S=0,0024+0,0018+0,0011+0,00066+0,00047=0,00643 м=0,64 смS_u=8 см.

Следовательно, основное условие расчета по 2-ой группе предельных состояний удовлетворяется.