Расчет основания по деформации

12. Расчет оснований на просадочных грунтах по деформации производится, исходя из условия

S + S_sl ≤ S_u (7)

где S - величина деформации основания, определяемая как для обычных непросадочных грунтов, с деформационными ха­рактеристиками, соответствующими природной влажно­сти;

S_sl - величина деформации основания, вызванная просадкой

грунта;

S_u - предельно допустимая величина деформации основания

для данного сооружения.

13. Оценить деформацию просадочного основания по условию (7). При невыполнении этого условия изменить размеры фундамен­та и повторить расчет. При выполнении условия (7) произвести технико-экономический анализ фундамента на естественном осно­вании.

ПРИМЕР РАСЧЕТА ОСНОВАНИЯ ПО ДЕФОРМАЦИИ

Определить деформацию основания фундамента многоэтажного бескаркасного здания с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования, S_u = 10 см. Ширина ленточного фундамента

b = 1,80 м, среднее давление на подошве равно σ_op = 176 кПа. Глубина заложения подошвы фундамента d = 1,9 м (рис. 2). Грун­товые условия

см. на рис. I и в табл. I по 9-му варианту.

На расчетной схеме покажем сечение фундамента на литологическом разрезе, эпюры природных давлений при естественной влажности грунта и при полном водонасыщении, эпюры давления от фундамента и дополнительного давления. Расчеты удобно вести в табличной форме (табл. 4).

Сумма давлений от фундамента и от веса грунтов в водонасыщенном состоянии σ_z = σ_zgs + σ_zp монотонно уменьшается с глу­биной, но остается всюду большей, чем начальное просадочное давление Psl , поэтому нижняя граница просадочной толщи сов­падает с кровлей слоя глины, не обладающей просадочными свой­ствами. Относительную просадочность определяем по среднему для расчетного слоя суммарному давлению, используя данные табл. I для 10-го и 11-го номеров варианта (см. также рис. I).

Вычислим просадку основания:

S_sl = 0,051*0,72*2,3 + 0,047*0,58*2,3 + 0,036*0,86*2,4 + +0,033*О,64*2,4 = 0,27 м > 0,10 м, т.е. просадка замоченного основания превысит предельное для данного здания значение 10 см. Необходимо перепроектировать фундамент.

Рисунок 2 Схема к расчету деформации основания фундамента:

σ_zp - давление от внешней нагрузки, кПа ;

σ_zp - дополнительное давление, кПа;

σ_zgs- дав­ление от веса водонасыщенного просадочного грун­та,

σ_zg - давление от веса просадочного грунта при естественной влажности и S_p < 0,8.

Таблица 4 Пример расчета просадки основания фундамента

i	z м	d+z м	σzgs кПа	αi	σzp кПа	σz кПа	Psl кПа	σzср кПа	ξsl,i		ksl,i
0 I 2 3 4	0 0,72 1,30 2,16 2,80	1,90 2;62 3,20 4,06, 4,70 '	33 47 57 73 84	1,000 0,881 6,687 0,477 0,384	144 126 98 68 55	177 173 155 141 139	55 55 55 50 50	175 164 148 140		0,051 0,047 0,036 0,033		2,3 2,3 2,4 2,4

Пусть новая ширина фундамента b = 4,00 м, глубина зало­жения подошвы d = 2,60 м, давление на подошве σop = 80 кПа.

Расчет см. в табл. 5.

Таблица 5 Пример расчета основания фундамента с измененными параметрами

i	z м	d+z м	σzgs кПа	α	σzp кПа	σz кПа	Psl кПа	σzср кПа	ξsl,i	ksl,i
0 1 2 3	0 0,58 1,44 2,08	2,60 3,20 4,06 4,70	47 57 73 84	1.000 0.984 0.900 0.805	51 50 46 41	98 107 109 125	55 55 50 50	103 108 117	0,025 0,022 0,025	0,9 1,0 1,0

Вычислим просадку основания с новыми параметрами:

S_sl = 0,025*0,58*0,9+0,022*0,86*1,0+0,025*0,64*1,0 = 0,048 м < 0,10 м, что меньше предельного значения.

Рассчитаем осадку фундамента с новыми параметрами на гру­нтах естественной влажности, приняв значения модулей деформа­ции: супеси ЕI = 9 МПа, суглинка Е2 = E3 = 13 МПа, глины Е4 = Е5 = 18 МПа (табл. 6).

Вычислим осадку фундамента:

S = 0.8*(51*0.58/9000+48*086/13000+44*0.64/13000+37*1.12/18000+ +29*1.60/18000) = 0.011 м.

Таблица 6 Расчет осадки незамоченного основания фундамента

i	z м	d+z м	σzg кПа	α	σzp кПа	σzср кПа	Ei кПа
0	0	2,60	29	1,000	51
						51	9000
I	0,58	3,20	48	0,984	50
						48	13000
2	1,44	4,06	62	0,900	46
						44	13000
3	2,08	4,70	72	0,805	41
						37	18000
4	3,20	5,80	93	0,642	33
						29	18000
5	4,80	7,40	123	0,477	24

Деформация просадочного основания составит

S = 0,011 + 0,048 = 0,059 м < 0,10 м.

Окончательно принимаем следующие параметры ленточного фунда­мента d = 2,60 м, b = 4,00 м, σop = 80 кПа.