3.2.Фундаменты на улучшЕнном основании.

Расчёт песчаной или гравийной подушки сводится к определению её размеров и осадки возводимого на ней фундамента.

1. В качестве улучшенного основания принимаем песок средней крупности со следующими характеристиками:

_II=20,1кН/м³ _II=38 с_II=0 _s=26,4кН/м³

=0,16 Е=40·10⁶Па к_ф=2·10^-2

Рассчитываем дополнительные характеристики:

е=(_s/_II)·(1+)-1=(26,4/20,1)·(1+0,16)-1=0,52

_sbII=(_s-_b)/(1+е)=(26,4-10)/(1+0,62)=10,12кН/м³

2. Глубину заложения подошвы фундамента принимаем аналогично тому, как делали это для фундамента на естественном основании,

d=2,25 м

3. В соответствии с крупностью выбранного песка для подушки по таблице справочника, устанавливаем расчётное сопротивление R₀ для него, которое даётся применительно к фундаменту, имеющему ширину b=1м и глубину заложения d=2м. Принимаем R₀=500кПа.

4. Исходя из принятого расчётного сопротивления R₀=500кПа, производим предворительное определение площади подошвы фундамента А₀ и его размеров в плане b.

А₀=N_0II/(R₀-_ср·d₀)=680/(500-17·2,25)=1,5 м²

b=1,5 м

5) Для окончательного назначения размеров фундамента

определяем расчётное сопротивление грунта подушки (d >2м).

R=R₀·(1+k₁·((b-b₀)/b₀))+k₂·γ´_II(d-d₀)

Где b=1,5м k₂=2 d=2,25м k₁=0,05

R₁=500·(1+0,05·((1,5-1)/1))+2·26,6·(2,25-2)=525,8кПа

А₁=680/(525,8-17·2,25)=1,33м²

b=1,33м

Принимаем плиты ФЛ 14

6) Вычисляем собственный вес фундамента:

N_фII=V_ф· γ_жб,

V_ф=0,6·0,6·1п.м·3.+1,4·0,3·1п.м.=1,5 м³

N_фII=1,5·25=37,5 кН

Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН

N_грII=V_гр· γ_II^´

N_грII=10,9·(1,4·2,25-37,5)=18 кН

7. Определим среднее давление P по подошве фундамента

P=(N_0II+ N_фII+ N_грII)/А≤R

P=(680+37,5+18)/1,4=525,4 МПа≤525,8 МПа

Условие выполняется.

Найдем дополнительные вертикальные напряжения от собственного веса грунта σ_{zg 0} на уровне подошвы фундамента:

σ_{zg 0} =γ´·d

σ_{zg 0} =2,25·10,9= 24,5 кПа

Дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы фундамента σ_{zр 0} ;

σ_{zр 0} =P- σ_{zg 0}=525,4 – 24,5 = 500,9 кПа

8) Зададимся толщиной висячей подушки, h_п=1,0м.

Проверяем условие _zg+_zp  R_z - проверка напряжений на кровле слабого подстилающего слоя.

_zg= 24,1·10,12=34,62кПа

_zp=0,748·525,4=393 кПа

Для установления R_z вычислим площадь условного фундамента

А_у=N_0II/_zp=680/393=1,73м², b=1,73м

R_z=1,25·1,2(0,72·1,73·1·10,9+3,27·2,25·10,9+6,45·10)/1=237,42кПа

34,62+393=427,62 > 237,42 кПа – условие не удовлетворяется, необходимо увеличить толщину подушки.

Примем h_п=4 м

_zg= 24,5+4·10,12=64,98 кПа

_zp=0,306·525,4=160,77 кПа

64,98+160,77=225,15кПа<237,12 кПа

=((237,12-225,15)/225,15)·100=5,05

Ширину подушки понизу определяем по формуле:

b_п=b+2·h_п·tg,

где  - угол распределения давления в теле подушки (30-40). Принимаем =35,

тогда b_п=1,4+2·4·tg35=7 м

Осадку фундамента определяем по так же, как для фундамента на естественном основании.

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

Грунт	№ точки	z,см	σzg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σzp= α·Р0	Еi, кПа
Песок	0	0	24,5	>10	0	1	525,4	40000
	1	0,8	33,25		1,14	0,76	399,3
	2	1,6	41,97		2,29	0,49	257,45
	3	2,4	50,69		3,43	0,355	186,52
	4	3,2	59,41		4,58	0,27	141,86
	5	4	68,13		5,72	0,21	110,33
Супесь	6	4,8	76,85		6,86	0,18	94,57	18000
	7	5,6	85,57		8,01	0,158	83,01
Cуглинок	8	6,4	94,29		9,15	0,14	73,56	22000
	9	7,2	103,1		10,3	0,123	64,62
	10	8,0	111,73		11,44	0,111	58,32
	11	8,8	120,45		12,58	0,1	52,54
	12	9,6	129,17		13,71	0,09	47,29
	13	10,4	137,89		14,86	0,085	44,66
	14	11,2	146,61		16	0,08	42,03
	15	12	155,3		17,14	0,075	39,41
	16	12,8	164,05		18,29	0,07	36,78
	17	13,6	172,77		19,43	0,065	34,15

S=0,8[(525,4+399,3)·0,8/2·40000 + (399,3+257,45)·0,8/2·40000 +

+ (257,45+186,52)·0,8/2·40000 + (186,52+141,86)·0,8/2·40000 +

+ (141,86+110,33)·0,8/2·40000 + (110,33+94,57)·0,8/2·18000 +

+ (94,57+83,01)·0,8/2·18000 + (83,01+73,56)·0,8/2·22000 +

+ (73,56+64,62)·0,8/2·22000 + (64,62+58,32)·0,8/2·22000 +

+ (58,32+52,54)0,8/2·22000 + (52,54+47,29)0,8/2·22000 +

+ (47,29+44,66)0,8/2·22000 + (44,66+42,03)0,8/2·22000 +

+ (42,03+39,41)0,8/2·22000 + (39,41+36,78)0,8/2·22000 +

+ (36,78+34,15)0,8/2·22000] = 0,036м=3,6см

Сравним предельную осадку с максимальной

S=3,6см < S_u=10см

Условие удовлетворяется.