5.5. Вычисление вероятной осадки свайного фундамента

Вычисление вероятной осадки свайного фундамента производится методом послойного суммирования в следующей последовательности.

1. Вычисляем ординаты эпюр вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта (природное давление) _zg и вспомогательной 0,2_zg.

Точка О – на поверхности земли (рис. 5.3)

_zg = 0; 0,2_zg = 0;

точка 1 – на границе 1-го и 2-го слоев

_zg1 = ₁h₁ = 17,54 = 70,0 кПа; 0,2_zg1 = 14,0 кПа;

точка 2 – на границе 2-го и 3-го слоев

_zg2 = _zg1 + ₂h₂ = 70,0 + 20,02,0 = 110,0 кПа; 0,2_zg2 = 22,0 кПа;

точка 3 – на уровне подошвы условного фундамента

_zg0 = _zg2 + ₃h_3/1 = 110,0 + 18,61,1 = 130,46 кПа; 0,2_zg0 = 26,09 кПа;

точка 4 – на границе 3-го и 4-го слоев (на уровне подземных вод)

_zg3(_zgw) = _zg2 +₃h₃ = 130,46 + 18,62,9 = 184,4 кПа;

0,2_zg3 = 36,88 кПа;

точка 5 – на границе 4-го и 5-го слоев с учетом взвешивающего действия воды

_zg4 = _zg3(_zgw) + _sb4h₄ = 184,4 + 9,655,0 = 232,60 кПа;

0,2_zg4 = 9,64 кПа.

Ниже 4-го слоя песка залегает глина в полутвердом состоянии, являющаяся водоупорным слоем, поэтому к вертикальному напряжению на кровлю глины добавятся гидростатическое давление столба воды, находящегося над глиной,

_w = _wh₄ = 10,05,0 = 50,0 кПа;

полное вертикальное напряжение, действующее на кровлю глины,

_zg5 = _zg4 + _w = 232,60 + 50,0 = 282,60 кПа; 0,2_zg5 = 56,52 кПа;

точка 6 – вертикальное напряжение по подошве 5-го слоя

_zg6 = _zg5 + ₅h₅ = 282,60 + 10,035,0 = 332,75 кПа;

0,2_zg5 = 66,55 кПа.

2. По полученным значениям ординат на геологическом разрезе в масштабе строим эпюру природного давления _zg,i (слева от оси ОZ) и вспомогательную эпюру 0,2_zg,i (справа от оси OZ) (рис. 5.3).

3. Определяем дополнительное вертикальное давление на основание от здания по подошве условного фундамента:

р₀ = р – _zq0 = 192,6 – 130,46 = 62,14 кПа,

здесь р – среднее давление под подошвой фундамента, р = 192,6 кПа.

4. Разбиваем толщу грунта под подошвой условного фундамента на элементарные подслои толщиной _i = (0,2  0,4)b_у.ф., где b_у.ф. – ширина подошвы условного фундамента. Принимаем _i = 0,2b_у.ф. = 0,22,1 = 0,42 м.

5. Определяем дополнительные вертикальные нормальные напряжения _zpi на глубине z_i от подошвы фундамента:

_zpi = _ip₀,

где _i – коэффициент рассеивания напряжений для соответствующего слоя грунта, зависит от формы подошвы условного фундамента и соотношений  = 2z_i /b_у.ф. и  = l_у.ф. /b_у.ф., где z_i – глубина i-го элементарного слоя от подошвы фундамента, (n – количество элементарных слоев), определяется по прил. 2, табл. 1 [1] или прил. 5 настоящего учебного пособия. Принимаем  = 0,84z_i и  = 1,0.

6. По полученным данным строим эпюру дополнительных вертикальных напряжений _zp от подошвы условного фундамента (справа от оси ОZ) (рис. 5.3).

7. Определяется высота сжимаемой толщи основания H_с, нижняя граница которой ВС принимается на глубине z = H_с, где выполняется условие равенства _zp = 0,2_zg (рис. 5.3).

8. Определяем величину общей осадки по формуле:

,

где  – безразмерный коэффициент,  = 0,8; – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения от подошвы условного фундамента в i-ом слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней z_i–1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр фундамента; _i – толщина i-ого слоя грунта; E_i – модуль деформации i-ого слоя грунта; n – количество слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

10. Для удобства расчета вероятной осадки, все вычисления ведём в табличной форме (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Расчет вероятной осадки свайного фундамента СФ-1 в сечении I-I (А-7)

№ ИГЭ	Наименование грунта и его состояние	Мощность слоя, hi, м	i, м	zi, м	i	i	zp,i, кПа	, кПа	Ei, кПа
ИГЭ-3	Песок средней крупности, средней плотности, влажный	4,0	0	0	0	1	62,14		30000
								60,90
			0,42	0,42	0,4	0,960	59,65
								55,93
			0,42	0,84	0,7	0,840	52,20
								46,45
			0,42	1,26	1,1	0,655	40,70
								36,76
			0,42	1,68	1,4	0,528	32,81		ВС
								28,62
			0,42	2,10	1,8	0,393	24,42
								22,03
			0,42	2,52	2,1	0,316	19,64
								19,05
			0,13	2,65	2,2	0,297	18,46

0,00256 м = 0,26 см;

11. Сравниваем полученное расчетное значение общей осадки S_общ со значением предельных деформаций основания S_u, принимаемой в зависимости от конструктивной системы здания или сооружения по прил. 4 [1] или прил. 7 настоящих методических указаний.

S_общ = 0,26 см < S_u = 8 см, условие выполняется.