7. Расчет осадок фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования.
Так как ширина подошвы фундамента меньше 10 м, для расчета осадок применяем метод послойного суммирования.
Рис. 7. Схема для расчета осадки.
Вычисляем вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта:
и строим эпюру σzq слева от оси z и эпюру 0,2 σzq справа от оси. Ниже уровня грунтовых вод учитываем взвешивающее действие воды на скелет песчаного грунта и супеси.
σzq1 = 1,07∙18,0 = 19,26 кН/м3;
σzq3 = 19,26 + 2,03∙18 = 55,8 кН/м3;
σzq3 = 55,8 + 2,5∙10,0 = 80,8 кН/м3;
σzq4 = 80,8 + 2,57∙10,99 = 109,04 кН/м3;
σzq5 = 109,04 + 3,97∙20,1 + 5,07∙10 = 239,54 кН/м3;
σzq6 = 239,54 + 4,9∙19,9 = 337,05 кН/м3.
0,2σzq1 = 0,2∙19,26 = 3,85 кН/м3;
0,2σzq2 = 0,2∙55,8 = 11,16 кН/м3;
0,2σzq3 = 0,2∙90,8 = 18,16 кН/м3;
0,2σzq4 = 0,2∙109,04 = 21,81 кН/м3;
0,2σzq5 = 0,2∙239,54 = 47,91 кН/м3;
0,2σzq6 = 0,2∙337,05 = 67,41 кН/м3.
Определяем величину дополнительного (осадочного) давления на грунт под подошвой фундамента:
где σzq,0 = 64,26 + 0,78∙20,8 = 80,48 кПа - напряжения от собственного веса грунта под подошвой фундамента.
Разбиваем толщину основания на элементарные слои исходя из условия hi≤0,2..0,4b. Определяем координаты подошв элементарных слоев, причем z = 0 соответствует подошве фундамента, и начинаем заполнять таблицу 4.
Вычисляем вертикальные нормальные напряжения на границах слоев грунта по формуле:
где α – коэффициент учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления.
Строим эпюру σzp. Точка пересечения эпюр σzp и 0,2 σzq соответствует нижней границе сжимаемой толщи.
Определяем величины средних дополнительных давлений в каждом из дополнительных слоев:
Находим величины осадок каждого элементарного слоя
где β – коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения при деформировании грунтов в условиях компрессии.
Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет расчетную величину осадки основания S.
Общая осадка составила S = 1,44 см < Su = см, следовательно, фундамент запроектирован правильно.
Таблица 4. Результаты расчета осадки фундамента методом послойного суммирования
z, м |
ξ=2z/b |
α |
σzp= αPo, кПа |
Номер слоя |
σсрzpi, кПа |
hi, м |
βi |
Ei, кПа |
Si,м |
0 |
0,000 |
1 |
139,380 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
137,638 |
0,30 |
0,62 |
11000 |
0,00233 |
0,3 |
0,250 |
0,975 |
135,896 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
128,578 |
0,45 |
0,62 |
11000 |
0,00326 |
0,75 |
0,625 |
0,87 |
121,261 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
109,622 |
0,45 |
0,62 |
11000 |
0,00278 |
1,2 |
1,000 |
0,703 |
97,984 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
86,416 |
0,45 |
0,62 |
11000 |
0,00219 |
1,65 |
1,375 |
0,537 |
74,847 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
66,554 |
0,45 |
0,62 |
11000 |
0,00169 |
2,1 |
1,750 |
0,418 |
58,261 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
52,268 |
0,45 |
0,62 |
11000 |
0,00133 |
2,55 |
2,125 |
0,332 |
46,274 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
40,978 |
0,35 |
0,74 |
30000 |
0,00035 |
2,9 |
2,417 |
0,256 |
35,681 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
32,754 |
0,35 |
0,74 |
30000 |
0,00028 |
3,25 |
2,708 |
0,214 |
29,827 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
27,528 |
0,35 |
0,74 |
30000 |
0,00024 |
3,6 |
3,000 |
0,181 |
25,228 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S=0.0144 |
3,95 |
3,292 |
0,153 |
21,325 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,3 |
3,583 |
0,132 |
18,398 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,65 |
3,875 |
0,115 |
16,029 |
|
|
|
|
|
|