9.3. Расчет осадки фундамента.

Полная осадка фундамента определяется как сумма осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи, т.е.

,

где S_i,- - осадка каждого элементарного слоя грунта м, определяемая как

,

где - среднее давление в середине рассматриваемого элементарного слоя, кПа;

h_i - толщина элементарного слоя, м;

β - безразмерный коэффициент, β = 0,8;

Е₀ - модуль деформации грунта, кПа.

Тогда

Полная осадка фундамента определяется как

.

По прил. 4 п.2 СНиП 2.02.01-83 для проектируемого здания S_{max u}=15 см. 1,3 см < 15 см, что удовлетворяет условиям расчета по второй группе предельных состояний.

Если условие не выполняется, необходимо перепроектировать фундамент (изменить количество свай, длину свай и т.п.) и добиться выполнения условия.

Если величина полной осадки фундамента S_mах составляет менее 40% от предельно допустимого значения абсолютной осадки, S_{max u}, то допускается увеличение расчетного давления на основание R, определенного по формуле 7/6/, на 20% и исходя из этого уменьшение размеров фундамента. Это в большей степени относится к отдельно стоящим фундаментам. При этом величина полной осадки, подсчитанная для фундамента с другими размерами подошвы, не должна превышать 50% от S_{max u}. В курсовом проекте перерасчет не выполняется.

9.4. Расчет осадки методом эквивалентного слоя

Во многих случаях осадки фундаментов можно рассчитывать методом эквивалентного слоя грунта, разработанным Н.А. Цытовичем, в следующем порядке.

Ориентируясь на преобладающий ниже подошвы фундамента (или условного фундамента) грунт, задаются значением коэффициента относительной поперечной деформации v, если преобладают глинистые грунты v = 0,3, песчаные v = 0,2.

Преобладающим грунтом в рассматриваемом примере является суглинок тугопластичный, следовательно, v = 0,30. По табл. XI.3/1/ для условного фундамента с прямоугольной подошвой размером 4,5x2,2 м определяется коэффициент эквивалентного слоя =1,50 и вычисляется высота эквивалентной толщи грунта, как h_э= b_усл=1,502,2=3,3м.

Вычисляется мощность толщи грунта, практически влияющей на осадку фундамента

H = 2h_э=23,3 = 6,6 м.

Полученная величина Н откладывается вниз по оси условного фундамента от его подошвы (рис. 15). Строится треугольная эпюра осадочных давлений, основание которой равно величине _zp = 239,7кПа, определенной ранее на уровне подошвы условного фундамента, а высота Н=6,6 м.

Грунты, вошедшие в сжимаемую толщу (Н), считаются однородными с осредненными характеристиками.

Определяется средний коэффициент относительной сжимаемости по формуле

, кПа ^-1

где h_i - толщина отдельных пластов до глубины Н, м;

m_vi - коэффициент относительной сжимаемости слоя i, кПа ^-1,

z_i - расстояние от точки, соответствующей глубине Н, до середины рассматриваемого слоя hi, м.

В данном случае в пределах треугольной эпюры находится слой песка средней крупности мощностью h₁ = 1,5 м, m_v1= 2,87·10^-5 кПа^-1 и суглинка тугопластичного мощностью h₂ = 5,1 м, m_v1= 1,42·10^-5 кПа^-1. Тогда

,

кПа^-1.

Вычисляется средняя осадка фундамента как S = h_э  m_Vm  _zp.

S = 3,3  1,84  10^-5  239,7 = 0,0146 м = 1,46 см.

По прил. 4 п.2 СНиП 2.02.01-83 для проектируемого здания S_{max u}=15 см. 1,46 см < 15 см, что удовлетворяет условиям расчета по второй группе предельных состояний.