12. Определение осадки основания методом послойного суммирования.

Осадку основания рассчитываем в сечении с максимальным давлением под подошвой фундамента (сечение 6-6). Расчет осадки производится в табличной форме (таблица 12.1).

12.1. Исходные данные:

1. Ширина подошвы фундамента: b =1,40 м.

2. Глубина заложения подошвы фундамента: d =1,6 м.

3. Среднее давление под подошвой фундамента: Р = 153,3 кПа.

4. Инженерно-геологические условия:

ИГЭ-1: γ_II=17,8 кН/м3; Е₁=17287,298 кПа;

ИГЭ-2: γ_II=15,3 кН/м3; Е₂=2400 кПа;

ИГЭ-3: γ_II=19,6 кН/м3; Е₃=222,22 кПа.

12.2. Определение вертикальных напряжений в грунте от собственного веса и дополнительного от внешней нагрузки.

1) Толщина грунта под подошвой фундамента разбивается на элементарные слои толщиной:

h_i = 0,4⋅ b , м (12.1)

h_i = 0,4⋅ 1,4=0,56 м

2) Определяется расстояние от подошвы фундамента до верхней границы каждого элементарного слоя z_i, м

3) Определяется напряжение от собственного веса грунта, действующее в уровне подошвы фундамента:

σ_zg0 = γ_II′ ⋅ d, кПа (12.2)

σ_zg0 =17,8 ⋅ 1,6=28,48 кПа

4) Определяется напряжение от собственного веса грунта на границе основных слоев:

σ_zg1 = γ_II,1,∙h₁, кПа (12.3)

σ_zg2 = σ_zg1 +γ_II,2,∙h₂, кПа

σ_zg1=17,8∙3,7==65,86 кПа σ_zg2=15,3∙3,4=52,02 кПа

5) Определяется напряжение от собственного веса на нижней границе каждого элементарного слоя:

σ_zg = σ_zg0+∑ γ_II,i ∙h_i, кПа (12.4)

6) Определяется дополнительное вертикальное напряжение на верхней границе каждого элементарного слоя:

σ_zp = α_i ⋅ Р₀, кПа (12.5)

где: α_i – коэффициент затухания напряжений, принимаемый по табл. 5.8 [7] (приложение 3 табл.1).

α_i=

P₀ – дополнительное давление в уровне подошвы фундамента, кПа

P₀= Р - σ_zg0, кПа

Р₀=153,3-28,48=124,82 кПа

7) Определяется вертикальное напряжение от собственного веса котлована:

σ_zγi = α_уi ⋅ σ_zg0, кПа (12.6)

где: α_i - то же что и в формуле (12.5), но при расчете используются размеры в плане не фундамента, а котлована.

По полученным данным строится эпюра дополнительных напряжений σ_zy слева от оси Z (рисунок 4.1).

12.3. Определение границы сжимаемой толщи грунтового основания.

В соответствии с п.5.6.41 [7] нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине “Z”=H_c, где выполняется условие:

σ_zp = 0,5⋅σ_zg, кПа (12.7)

Эпюра 0,5⋅σ_zg строится справа от оси Z.

Если найденная по указанным выше условиям нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е≤7000 кПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины “Z”=H_c, то этот слой включают в сжимаемую толщу. За Н_с принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие σ_zp = 0,2⋅σ_zg.

12.4. Расчет осадки грунтового основания.

Расчетная схема к определению осадки фундамента приведена на рисунке.

Расчет основания по деформациям производится из условия:

S ≤ S_u , (12.8)

где: S - величина совместной деформации основания и сооружения определяемая расчетом, м;

S_u - предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемая в соответствии с приложением Д [7]: для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования S_u=10cм.

Осадка основания с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле 5.16. п.5.6.31 [7]:

S = , м (12.9)

При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (12.9) не учитывать второе слагаемое:

S = , м (12.10)

где: β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σ_zpi - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжений в i-ом слое грунта, кПа:

σ_zpi = , кПа (12.11)

σ_zγi - среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта, кПа:

σ_zγi = , кПа (12.12)

Е_i – модуль деформации i-го слоя грунта, кПа.

- Граница сжимаемой толщи:

м

- Осадка основания:

см

Вывод: т.к. S=5см < S_u=10cм, то осадка допустима и увеличение ширины подошвы фундамента не требуется.

Список литературы

1. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация

2. Кочеткова А.А. Обработка результатов исследования физико-механических свойств грунтов: учебно-методическое пособие Ч.1/А.А. Кочеткова, Е.О.Сучкова, С.Я. Скворцов, С.П. Нагаева; гос. архитектур.-строт. ун-т-Н.Новгород:ННГАСУ,2015.-20 с.

3. Кочеткова А.А. Расчёт нагрузок при проектировании оснований и фундаментов: учебно-методическое пособие Ч.2/А.А. Кочеткова, Е.О.Сучкова, С.Я. Скворцов, С.П. Нагаева; гос. архитектур.-строт. ун-т-Н.Новгород:ННГАСУ,2015.-20 с.

4. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85

5. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83