2. Определение расчетного сопротивления грунта основания

Расчетное сопротивление несущего слоя (суглинок) находится по формуле (5.7) СП 22.13330-2016

Где γ_c1, γ_c2 — коэф. условий работы (таблица 5.4.)

Для суглинка γ_c1 =1,2 так как 0,25 < I_L ≤ 0,5 (таблица 5.4.)

Для супеси γ_c1 =1,1 так как I_L ≥ 0,5 (таблица 5.4.)

γ_c2 =1 для всех L/H = 4 и более (таблица 5.4)

— расчетное значение удельного сцепления грунта;

= 1 так как φ₂ и С₂ определены экспериментально.

k_z = 1 так как b < 10 м.

γ₂ = γ_sb =

супеси γ₂ = γ_sb = = 8,82 кН

суглинка γ₂ = γ_sb = = 11,62 кН

— осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды). кН/м (тс/м)

— то же, залегающих выше рассматриваемой отметки;кН/м³

= (γ_sbпеска ∙ s_песка + γ_{sbсупеси сух} ∙ s_{суп сух} + γ_{sbсупеси вл} ∙ s_{суп вл} γ_sbсугл ∙ s_сугл)/d

— глубина заложения фундамента.

d =d_1. Так как здание без фундамента. Принимаем глубину заложения фундамента.

d₁ = 5,5 м.

= (10,07 ∙ 0,5 + 14,19 ∙ 0,5 + 8,82 ∙ 3+11,62 ∙ 1,5) / 5,5 = 10,18 кПа

, , — коэф. принимаемые по по табл.4 СНиП 2.02.01-83

Для суглинка:

M_y = 0,72 М_g = 3,87 М_с = 6,45 С₂ = 40 γ_c1 = 1,2 γ_c2 = 1 γ₂ = 11,72

Для супеси:

M_y = 0,51 М_g = 3,06 М_с = 5,66 С₂ = 5 γ_c1 = 1,1 γ_c2 = 1 γ₂ = 8,86

Для песка:

M_y =1,68 М_g = 7,71 М_с = 9,58 γ_c1 = 1,4 γ_c2 = 1,2 γ₂ = 10,07

b = 1 м — ширина подошвы фундамента;

= 1, поскольку принимаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями; ( - коэффициент, принимаемый равным: =1, если прочностные характеристики грунта (р и с) определены непосредственными испытаниями, и если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения№1 СНиП 2.02.01.83).

, коэффициент, принимаемый равным:

при ,

Расчетное сопротивление несущего слоя (суглинка) на глубине заложения фундамента:

M_y = 0,72 М_g = 3,87 М_с = 6,45 С₂ = 40 γ_c1 = 1,2 γ_c2 = 1

R = (0,72 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 11,62 + 3,87 ∙ 5,5 ∙ 10,18 + 6,45 ∙ 40) = 579,66 кПа

Расчет осадки основания фундамента методом послойного суммирования

1. Разбиваем основание на элементарные слои на глубину равную 3b

h = 0,4 ∙b = 0,4 ∙ 1 = 0,4м.

2. Определяем давление в расчетных сечениях (на границах элементарных слоев) от нагрузки р = 595,58 кПа и строим эпюру σ_zp

т.0

z₀ = 0 ξ = = 0 η = = =4 α₀ = 1

z₀ – фактическое заглубление

ξ – относительное заглубление

α – коэффициент принимаемый по таблице 5.8 (СП 22.13330-2016)

σ_zp0 = α₀ ∙ р = 1 ∙ 579,66 = 579,66 кПа

т.1

z₁ = 0,4 ξ = = = 0,8 η = = =4 α₁ = 0,880

σ_zp1 = α₁ ∙ р = 0,880 ∙ 579,66 = 510,10 кПа

т.2

z₂ = 0,8 ξ = = = 1,6 η = = =4 α₂ = 0,631

σ_zp2 = α₂ ∙ р = 0,631 ∙ 510,10 = 321,87 кПа

т.3

z₃ = 1,2 ξ = = = 2,4 η = = =4 α₃ = 0,463

σ_zp3 = α₃ ∙ р = 0,463 ∙ 321,87 = 149,03 кПа

т.4

z₄ = 1,6 ξ = = = 3,2 η = = =4 α₄ = 0,343

σ_zp4 = α₄ ∙ р = 0,343 ∙ 149,03 = 51,12 кПа

т.5

z₅ = 2,0 ξ = = = 4 η = = =4 α₅ = 0,264

σ_zp5 = α₅ ∙ р = 0,264 ∙ 51,12 = 13,49 кПа

т.6

z₆ = 2,4 ξ = = = 4,8 η = = =4 α₆ = 0,209

σ_zp6 = α₆ ∙ р = 0,209 ∙ 13,49 = 2,82 кПа

т.7

z₇ = 2,8 ξ = = = 5,6 η = = =4 α₆ = 0,168

σ_zp7 = α₇ ∙ р = 0,168 ∙ 2,82 = 0,47 кПа

3. Определим природное напряжение на границе слоев и строим эпюру σ_zg

На границе песка:

σ_zg′ = γ₁ ∙ S = 16,27 ∙ 0,5= 8,14 кПа

На уровне грунтовых вод:

σ_zg′′ = σ_zg′ + γ₂ ∙ S = 8,2 + 14,19 ∙ 1 = 22,39 кПа

На границе супеси легкой пылеватой:

σ_zg′′′ = σ_zg′′ + γ_sb1 ∙ S = 22,39 + 8,82 ∙ 3,0 = 48,85 кПа

в т.0

σ_zg0 = σ_zg′′′ + γ_sb2 ∙ S = 48,85 + 11,62 ∙ 1,5 = 66,28 кПа

в т.1

σ_zg1 = σ_zg0 + γ_sb2 ∙ S = 66,28 + 11,62 ∙ 0,4 = 70,93 кПа

в т.2

σ_zg2 = σ_zg1 + γ_sb2 ∙ S = 70,93 + 11,62 ∙ 0,4 = 75,58 кПа

в т.3

σ_zg3 = σ_zg2 + γ_sb2 ∙ S = 75,58 + 11,62 ∙ 0,4 = 80,23 кПа

в т.4

σ_zg4 = σ_zg3 + γ_sb2 ∙ S = 80,23 + 11,62 ∙ 0,4 = 84,88 кПа

в т.5

σ_zg5 = σ_zg4 + γ_sb2 ∙ S = 84,88 + 11,62 ∙ 0,4 = 89,53 кПа

в т.6

σ_zg6 = σ_zg5 + γ_sb2 ∙ S = 89,53 + 11,62 ∙ 0,4 = 94,18 кПа

в т.7

σ_zg7 = σ_zg6 + γ_sb2 ∙ S = 94,18 + 11,62 ∙ 0,4 = 98,83 кПа

4. Определяем вертикальные напряжения от веса выбранного грунта из котлована σ_zγ

т.0

z₀ = 0 ξ = = 0 η = = =2,1 α₀ = 1

σ_zγ0 = α₀ ∙ σ_zg0 = 1 ∙ 66,28 = 66,28 кПа

т.1

z₁ = 0,4 ξ = = 0,27 η = = =2,1 α₁ = 0,991

σ_zγ1 = α₁ ∙ σ_zγ0 = 0,991 ∙ 66,28 = 65,68 кПа

т.2

z₂ = 0,8 ξ = = 0,53 η = = =2,1 α₂ = 0,981

σ_zγ2 = α₂ ∙ σ_zγ1 = 0,981 ∙ 65,68 = 64,44 кПа

т.3

z₃ = 1,2 ξ = = 0,8 η = = =2,1 α₃ = 0,876

σ_zγ3 = α₃ ∙ σ_zγ2 = 0,876 ∙ 64,44 = 56,45 кПа

т.4

z₄ = 1,6 ξ = = 1,1 η = = =2,1 α₄ = 0,740

σ_zγ4 = α₄ ∙ σ_zγ3 = 0,740 ∙ 56,45 = 41,77 кПа

т.5

z₅ = 2,0 ξ = = 1,33 η = = =2,1 α₅ = 0,710

σ_zγ5 = α₅ ∙ σ_zγ4 = 0,710 ∙ 41,77 = 29,66 кПа

т.6

z₆ = 2,4 ξ = = 1,6 η = = =2,1 α₆ = 0,612

σ_zγ6 = α₆ ∙ σ_zγ5 = 0,612 ∙ 29,66 = 18,15 кПа

т.7

z₇ = 2,8 ξ = = 1,87 η = = =2,1 α₇ = 0,560

σ_zγ7 = α₈ ∙ σ_zγ6 = 0,560 ∙ 18,15 = 10,16 кПа

5. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи (глубина, до которой деформируется грунт) Н_с

Н_с - безразмерный коэффициент несущей способности, определяемые по таблице 5.12 СП 22.13330.2016 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта и угла наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента.

Н_с = 1,7 м

1. Определяем средние напряжения σ_zp и σ_zγ

Для супеси Е = 8 Мпа

Для суглинка Е = 22 Мпа

Модуль деформации грунта по ветви вторичного нагружения:

Е_е = 1,7 ∙ 8 = 13,6 Мпа

Е_е = 1,7 ∙ 22 = 37,4 Мпа

σ_zp0 =

σ_zp0 = = 544,88 кПа

σ_zp1 = = 415,99 кПа

σ_zp2 = = 235,45 кПа

σ_zp3 = = 100,08 кПа

σ_zp4 = = 32,31кПа

σ_zp5 = = 8,16 кПа

σ_zp6 = = 1,65 кПа

2. Определяем осадку основания по формуле 5.16 СП22.13330.2016

S = ΣS_i = β ∙ Σ + β ∙ Σ

β - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

среднее значение вертикального нормального напряжения (далее - вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа;

- толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента

- модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.6.33), кПа;

S = 0,8 ∙ 0,8 ∙ = 0,04 см

Осадка фундамента 0,04 см. меньше предельной осадки фундаментов зданий с железобетонным каркасом (S=8см)