6283
.pdf11
Рис. 3.2. Расчет осадки основания столбчатого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента.
В скобках указана величина дополнительного вертикального давления без учета влияния соседнего фундамента. Hc1 – нижняя граница сжимающей толщи без учета влияния соседнего фундамента; Hc2- то же для фундамента с учетом давления от соседнего фундамента.
12
С поверхности до глубины 5,2 м залегает песок мелкий, средней плотно-
сти, маловлажный (слой 1) со следующими характеристиками: удельный вес грунта gII =17,5 кН/м3, удельный вес частиц грунта gs = 26.7 кН/м3, природная влажность W = 10 % , коэффициент пористости e = 0.678, угол внутреннего тре-
ния ϕ = 30 °, модуль деформации E=18600 кПа.
Слой 2 – супесь твердая со следующими характеристиками: удельный вес
грунта gII =17, 4 кН/м3, удельный вес частиц грунта gs = 26.8 кН/м3, природная
влажность W = 16 % , коэффициент пористости e = 0.778, угол внутреннего тре-
ния ϕ = 23 °, удельное сцепление c = 13кПа, модуль деформации E=10900 кПа.
Мощность слоя 3,4 м.
Слой 3 - глина твердая с характеристиками: удельный вес грунта
gII =19,1кН/м3, удельный вес частиц грунта gs = 27,3 кН/м3, природная влаж-
ность W = 18 %, коэффициент пористости e = 0.687 , угол внутреннего трения
ϕ = 20 °, удельное сцепление c = 36 кПа, модуль деформации E=22000 кПа.
Инженерно геологический разрез см. рис. 3.2.
Нагрузка на фундамент Ф-1 равна N=1800кН, на фундамент Ф-2 –
N=1200кН. Глубина заложения dn = d =1,7 м. Размеры подошвы приняты из условия, что P<R :
|
для фундамента Ф-1: |
P1= |
1800 |
|
|
= 312,5 кПа < R=314 кПа |
|
2,4 × 2,4 |
|||||||
|
|
|
|
||||
|
для фундамента Ф-2: |
P2= |
1200 |
|
= 272 кПа < R=305 кПа |
||
2,1× 2,1 |
|||||||
|
|
|
|
|
Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои толщиной hi = 0.4 ×b =0,4×2,4=0,96 м., где b-ширина подошвы фундамента.
1)Определяем напряжение от собственного веса грунта на отметке подош-
вы фундамента:
szg ,0 = g′II × d =17,5 ×1,7 = 29,75 кПа
2)Определяем напряжения от собственного веса грунта на границе эле-
ментарных слоев, ниже подошвы фундамента:
13
n
szg,i = szg ,0 + ∑ gII,i × hi i=1
т. 0: szg ,0 = 29,75 кПа
т. 1: szg ,1 = szg ,0 + gII × h1 = 29,75 +17,5 × 0,96 = 46,55 кПа
и т.д., расчеты сводим в таблицу 1.1
3)Определяем дополнительное вертикальное напряжение на отметке по-
дошвы фундамента Ф-1 и Ф-2:
P = s |
zp,0,1 |
= P - s |
zg ,0 |
= 312,5 - 29,75 = 282,75 кПа |
0,1 |
1 |
|
P0,2 = szp,0,2 = P2 - szg ,0 = 272 - 29,75 = 242, 25 кПа
4)Определяем дополнительное вертикальное нормальное напряжение szp1,i на глубине Z, от фундамента Ф-1.
szp1,i = ai × P01
где: αi - коэффициент принимаемый по табл. 1. прил.1. в зависимости от
h = |
l |
= |
2.4 |
=1 и z |
|
= |
2z |
= |
2z |
, расчет сводим в таблицу 1.1. |
|
|
1 |
|
|
||||||
1 |
b |
2.4 |
|
|
b 2.4 |
|
||||
|
|
|
|
|
5) Определяем дополнительное вертикальное нормальное напряжение
σzp 2,i на глубине Z, от фундамента Ф-2.
4 |
|
σzp 2,i = szp,M = ∑sczp,j - определяем методом угловых точек |
|
j=1 |
|
sc zp,j |
= P02 × a j |
|
4 |
где: α j - коэффициент принимаемый по таблице 1. приложение 1. в зави-
симости от |
|
|
|
|
h = |
l |
и z = |
z |
, l и b – длинна и ширина фиктивных фундаментов. |
b |
|
|||
|
|
b |
Рассмотрим четыре фиктивных фундамента AMOH и MBGO с положи-
тельными значениями P02 и AMNE и MBFN с отрицательными значениями
P02. (рис.3.2)
14
Соотношения сторон для указанных прямоугольников h = l : для AMOH и
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
MBGO h |
= |
|
3,55 |
|
= 3, 4 , для AMNE и MBFN h = |
1,45 |
|
=1, 4 . Относительную |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
глубину ζ = |
z |
принимаем ζ = |
|
z |
|
. По найденным значениям η и ζ по таб- |
||||||||||||||||||||||||||||
b |
1,05 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
лице 1.13 |
определяем |
|
коэффициенты |
коэффициент α j |
: для |
|
AMOH |
и |
||||||||||||||||||||||||||
MBGO |
- |
|
|
a2 = f (h2 = 6,7;z = |
|
|
z |
) , |
|
для AMNE |
и |
MBFN |
- |
|||||||||||||||||||||
|
|
1,05 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
a |
|
= f (h = 4,7;z = |
z |
) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
3 |
|
|
|
1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
szp2,i = |
P02 × a2 |
+ |
P02 × a2 |
- |
P02 × a3 |
- |
P02 × a3 |
= |
2 × P02 |
(a |
2 - a3 ) = |
P02 |
(a2 - a3 ) , |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
4 |
|
|
4 |
4 |
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
примем a4 = a2 - a3 . Расчеты сводим в таблицу 1.1. 2
6) Определяем величину дополнительного вертикального напряжения σ zp,i
σzp,i = σzp1,i + σzp2,i
7) Определяем среднее значение дополнительного вертикального давления
σzp,i = σzp,i + σzp,i+1
2
8) Определяем величину осадки s
n |
σ |
h |
s = β∑ |
|
zp,i i |
|
Ei |
|
i=1 |
|
где: β - безразмерный коэффициент, равный 0,8;
hi и Ei - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грун-
та;
Расчет сводим в таблицу 1.1.
Осадка фундамента Ф-1 без учета соседнего фундамента составила
S1=3,48см., с учетом соседнего фундамента Ф-2 S=4 см.
15
Таблица 1.1. Расчет осадки столбчатого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента.
Тип грунта |
№ то- |
hi, |
Z, |
σzg,i. |
0,2×σzg,i. |
ξ1=2×z/b |
ξ2=z/b |
α1 |
α2 |
α3 |
α4=(α2- |
σzp1=α1×P01 |
σzp2.=α4×P02 |
σzp |
szp |
Е, |
S1×10-2, |
S×10-2, |
|
чек |
м |
м |
кПа |
кПа |
-α3)/2 |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
м |
м |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0 |
|
0 |
29,75 |
5,95 |
0,00 |
0,00 |
1,0001,0001,000 |
0,000 |
282,75 |
0,00 |
282,75 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Песок мел- |
1 |
0,960,48 |
46,55 |
9,31 |
0,40 |
0,46 |
0,9600,9670,960 |
0,004 |
271,44 |
0,95 |
272,39 |
277,57 |
18600 |
1,144 |
1,146 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
0,961,44 |
63,35 |
12,67 |
1,20 |
1,37 |
0,6060,6970,614 |
0,042 |
171,35 |
10,08 |
181,43 |
226,91 |
18600 |
0,914 |
0,937 |
|||||
кий |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
0,96 2,4 |
80,15 |
16,03 |
2,00 |
2,29 |
0,3360,4740,348 |
0,063 |
95,00 |
15,32 |
110,32 |
145,87 |
18600 |
0,550 |
0,602 |
|||||
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,623,19 |
91,00 |
18,20 |
2,66 |
3,04 |
0,2210,3550,229 |
0,063 |
62,49 |
15,34 |
77,82 |
94,07 |
18600 |
0,210 |
0,251 |
||||
|
5 |
0,343,67 |
96,92 |
19,38 |
3,06 |
3,50 |
0,1740,3020,182 |
0,060 |
49,20 |
14,49 |
63,69 |
70,76 |
10900 |
0,139 |
0,177 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Супесь |
6 |
0,964,32 |
113,62 |
22,72 |
3,60 |
4,11 |
0,1310,2450,138 |
0,054 |
37,04 |
13,00 |
50,04 |
56,86 |
10900 |
0,304 |
0,401 |
||||
твердая |
7 |
0,965,28 |
130,32 |
26,06 |
4,40 |
5,03 |
0,0910,1850,096 |
0,044 |
25,73 |
10,74 |
36,47 |
43,25 |
10900 |
0,221 |
0,305 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0,8 6,16 |
144,24 |
28,85 |
5,13 |
5,87 |
0,0680,1460,072 |
0,037 |
19,27 |
8,94 |
28,21 |
32,34 |
10900 |
|
0,190 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
3,482 |
4,008 |
16
4. Пример 2: Деформационный шов ленточного фундамента.
Определим осадку фундамента Ф-1 с учетом влияния на него фундамен-
тов Ф-2, Ф-3, Ф-4, Ф-5, Ф-6, Ф-7, Ф-8 и Ф-9 (см. рис. 3.1.).
Расчетная схема:
Рис. 3.1. Схема к расчету осадки основания ленточного фундамента с учетом влияния соседних фундаментов.
Инженерно-геологические условия:
Слой 1: песок мелкий, средней плотности, маловлажный со следующими характеристиками: удельный вес грунта γ II = 17,5 кН/м3, удельный вес частиц грунта γs = 26.7 кН/м3, природная влажность W = 10 % , коэффициент пористо-
сти e = 0.678, угол внутреннего трения ϕ = 30 °, модуль деформации E=18600
кПа. Мощность слоя 5,2 м.
Слой 2 – супесь твердая со следующими характеристиками: удельный вес грунта γ II = 17, 4 кН/м3, удельный вес частиц грунта γ s = 26.8 кН/м3, природная влажность W = 16 % , коэффициент пористости e = 0.778, угол внутреннего тре-
ния ϕ = 23 °, удельное сцепление c = 13кПа, модуль деформации E=10900 кПа.
17
Слой 3 - глина твердая с характеристиками: удельный вес грунта
γ II = 19,1кН/м3, удельный вес частиц грунта γ s = 27,3 кН/м3, природная влажность
W = 18 %, коэффициент пористости e = 0.687 , угол внутреннего трения ϕ = 20 °,
удельное сцепление c = 36 кПа, модуль деформации E=22000 кПа.
Нагрузки:
- по оси «5» |
n5 |
= 386,86 кН/м |
|
II |
|
- по оси «6» |
n6 |
= 412,7 кН/м |
|
II |
|
1). Определим нагрузки, действующие на каждый фундамент.
|
|
|
NII = nII × a , кН. |
где a - длинна грузовой полосы |
|||
- по оси «6»: |
|
||
NII |
= 412,7 |
×1,8 = 742,86 кН – |
для фундаментов Ф-1 и Ф-9 |
NII |
= 412,7 |
× 2, 4 = 990, 48кН – |
для фундаментов Ф-3,5,7. |
- по оси «5»: |
|
||
NII |
= 386,86 × 2, 4 = 928,5 кН – |
для фундаментов Ф-2,4,6,8. |
2). Определим давление под подошвой каждого фундамента.
P = |
NII |
, кН/м2 |
|
||
II |
bpl ×lpl |
|
|
где NII - сосредоточенная нагрузка, действующая на фундамент
bpl - ширина фундаментной плиты l pl - длина фундаментной плиты
P = |
742,86 |
= 257,9 |
кН/м2 |
- для фундаментов Ф-1,9 |
|
|
|||||
II |
2, 4 |
×1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
P = |
990, 48 |
= 343,92 кН/м2 |
- для фундаментов Ф-3,5,7 |
||
|
|||||
II |
2, 4 |
×1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
P = |
928,5 |
= 322, 4 |
кН/м2 |
- для фундаментов Ф-2,4,6,8. |
|
|
|||||
II |
2, 4 |
×1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
18
3). Определим напряжения, действующие под центром подошвы фунда-
мента Ф-1.
Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои толщиной hi = 0.4 ×b =0,4×1,2=0,48 м. (см рис. 3.2.)
Рис. 3.2. Схема к определению напряжений под подошвой фундамента Ф-1.
Напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента: szg,0 = g′II × d =17,5 × 2 = 35 кПа
Напряжения от собственного веса грунта на границе элементарных слоев,
ниже подошвы фундамента:
n
σ zg ,i = σ zg ,0 + ∑γ II ,i × hi i=1
Дополнительное вертикальное напряжение на отметке подошвы фунда-
мента Ф-1:
19
P0,1 = σzp,0,1 = PII − σzg,0 = 257,9 − 35 = 222,9 кПа
Дополнительное вертикальное нормальное напряжение σ zp1,i на глубине
Z, от фундамента Ф-1.
σ zp1,i = αi × P01
где: αi - коэффициент принимаемый по таблице 1.13 в зависимости от
η = |
l |
= |
2.4 |
= 2 и ζ |
i |
= |
2 × Z |
= |
2 × Z |
, расчет сводим в таблицу 1.3. |
|
|
|
|
|||||||
|
b 1,2 |
|
b |
1,2 |
|
|||||
|
|
|
|
Таблица 1.3. Напряжения под подошвой фундамента Ф-1 без учета соседних фундаментов
Тип |
№ точек |
hi, м |
Z, м |
szg,i |
0,2 × szg,i |
ζi |
= |
2 × Z |
|
αi |
szp1 = ai × P01 |
грунта |
кПа |
b |
|
кПа |
|||||||
|
|
|
кПа |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0,00 |
35,00 |
7,00 |
|
0,00 |
|
1,0000 |
222,90 |
|
|
1 |
0,48 |
0,24 |
43,40 |
8,68 |
|
0,40 |
|
0,9757 |
217,48 |
|
|
2 |
0,48 |
0,72 |
51,80 |
10,36 |
|
1,20 |
|
0,7274 |
162,13 |
|
Песок |
3 |
0,48 |
1,20 |
60,20 |
12,04 |
|
2,00 |
|
0,4807 |
107,15 |
|
мелкий |
4 |
0,48 |
1,68 |
68,60 |
13,72 |
|
2,80 |
|
0,3218 |
71,74 |
|
|
5 |
0,48 |
2,16 |
77,00 |
15,40 |
|
3,60 |
|
0,2242 |
49,98 |
|
|
6 |
0,48 |
2,64 |
85,40 |
17,08 |
|
4,40 |
|
0,1628 |
36,29 |
|
|
7 |
0,32 |
3,04 |
91,00 |
18,20 |
|
5,07 |
|
0,1282 |
28,58 |
|
|
7' |
0,16 |
3,28 |
93,78 |
18,76 |
|
5,47 |
|
0,1123 |
25,04 |
|
|
8 |
0,48 |
3,60 |
102,14 |
20,43 |
|
6,00 |
|
0,0952 |
21,22 |
|
|
9 |
0,48 |
4,08 |
110,49 |
22,10 |
|
6,80 |
|
0,0758 |
16,90 |
|
Супесь |
10 |
0,48 |
4,56 |
118,84 |
23,77 |
|
7,60 |
|
0,0617 |
13,75 |
|
твердая |
11 |
0,48 |
5,04 |
127,19 |
25,44 |
|
8,40 |
|
0,0511 |
11,40 |
|
|
12 |
0,48 |
5,52 |
135,54 |
27,11 |
|
9,20 |
|
0,0430 |
9,59 |
|
|
13 |
0,48 |
6,00 |
143,90 |
28,78 |
|
10,00 |
|
0,0367 |
8,17 |
|
|
14 |
0,36 |
6,42 |
150,16 |
30,03 |
|
10,70 |
|
0,0322 |
7,18 |
|
Глина |
14' |
0,12 |
6,66 |
152,45 |
30,49 |
|
11,10 |
|
0,0300 |
6,68 |
|
твердая |
15 |
0,35 |
6,90 |
159,14 |
31,83 |
|
11,49 |
|
0,0280 |
6,25 |
4). Определим напряжения, действующие в центре фундамента Ф-1 от
фундаментов Ф-2,3,4,5,6,7 методом угловых точек:
szp,i |
|
4 |
|
|
= σ zp, M = ∑σ zpc , j |
||||
|
|
|
j =1 |
|
σc |
zp, j |
= |
P0 j × a j |
|
|
||||
|
4 |
|
||
|
|
|
20
где: α j - коэффициент принимаемый по таблице 1.13 в зависимости от
η = l и ζ = z , l и b – длинна и ширина фиктивных фундаментов. b b
Расчеты выполняем в табличной форме (см. табл.1.4-1.11).
Рис. 1.6. Схема к определению размеров фиктивных фундаментов. а) фундаменты по оси «6» б) фундаменты по оси «5»