ОиФ.Методичка практ. занятия

Высота ростверка Hр= hp+ hcf=0,3+0,45=0,75м,

где hcf – глубина стакана (из предыдущей задачи).

Высоту ростверка округляем кратно 0,3м в большую сторону и прини-

маем Hр = 0,9м.

Определяем глубину заложения ростверка по конструктивным требованиям (рис.2.8.3):

d = Hр + hц = 0,9 + 0,15 = 1,05 м, hц – высота цоколя, hц = 0,15 м.

4. За опорный слой принимаем ИГЭ-3 – глина полутвердая, IL=0,20. В этот слой минимальная глубина погружения сваи должна быть не менее 1 м. Тогда предварительная длина сваи должна составлять (рис. 2.8.3):

lс= laнк +h1/2+ h2+ lзад = 1,0 +1,1+3,0+0,05=5,15м.

где h1/2 – расстояние от подошвы свайного ростверка до подошвы первого слоя грунта; h2 – мощность второго слоя грунта (ИГЭ-2).

5. Для заданных грунтовых условий строительной площадки назначаем готовую забивную железобетонную сваю марки С5,5-30 длиной призматической части Lсв = 5,5 м, с размером стороны квадратного поперечного сечения b = 0,3 м. Расчетная глубина заложения одиночной висячей сваи принимаем равной:

d + h1/2 + h2 + h3/1= 1,05 + 1,1 + 3,0 + 1,35= 6,5 м,

где h3/1 – глубина погружения сваи в несущий слой грунта, h3/1 = 1,35. Принимаем, что свая погружается с помощью забивки дизель-молотом. 6. Определение несущей способности одиночной висячей сваи произ-

водим в следующей последовательности.

Для выбранного типа и размера сваи по формуле определяем расчётную несущую способность одиночной висячей сваи Fd:

FD=1·(1·0,09·4240+1,2·1·(32·1,1+49·2,0+55·1,0+45·1,35)= 680,3кН где γc –= 1,0;

γcR = 1,0, γcf = 1,0; R = 4240,0 кПа;

Aсв = 0,32 = 0,09 м2; u = 1,2 м;

n = 4 шт.

для 1-го слоя грунта z1 = 1,6 м – f1 = 32 кПа, h1/2=1,1м; для 2-го слоя при z2 = 3,15 м – f2 = 49 кПа, h2/1=2,0м; для 2-го слоя при z2 = 4,65 м – f2 = 55 кПа, h2/2=1,0м;

для 3-го слоя при z3 = 5,825 м – f3 = 45 кПа, h3/1=1,35.

Определяем расчётную нагрузку, допускаемую на сваю ND:

Определяем требуемое количество свай в фундаменте:

61

где k1 = 1,2.

Принимаем n = 3 шт.

Рис. 2.8.3. Схема к определению несущей способности одиночной сваи

7.Конструирование ростверка:

–минимальное расстояние в плане между осями принимаем 3d = 3 0,3 =

=0,9м;

–расстояние от края ростверка до оси крайнего ряда свай принимаем равным размеру поперечного сечения сваи, т.е. 0,3 м;

–с целью использования унифицированной опалубки габаритные размеры ростверка в плане должны быть кратны 0,3 м, а по высоте – 0,15 м.

Конструирование ростверка свайного фундамента - см. рис. 2.8.4.

62

Рис. 2.8.4. Схема к конструированию ростверка

2.9. Задача №10. Расчет осадки методом послойного суммирования

Расчет конечной осадки S оснований по методу послойного суммирования производится с учетом действия только вертикальных напряжений σzg и σzр, проходящих через центр тяжести подошвы фундамента вдоль оси «Z». Схема к расчету осадки фундамента методом послойного суммирования представлена на рисунке 2.9.1.

Рис. 2.9.1. Схема к расчету осадки фундамента методом послойного суммирования: DL -поверхность планировки подсыпкой; NL -поверхность природного рельефа; FL- отметка подошвы фундамента; W-уровень подземных вод; ВС -нижняя граница сжимаемой толщи грунта; НС -сжимаемая толща грунта

63

Этот метод рекомендован СНиП 2.02.01-83* [6] и является основным при расчете абсолютных осадок фундаментов промышленных зданий и гражданских сооружений. Осадка основания S рассчитывается с использованием расчетной схемы в виде линейно - деформируемого полупространства рассчитывается по формуле (2.9.1)

n -число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания. Вычисление конечной осадки фундамента мелкого заложения (ФМЗ)

методом послойного суммирования производится в следующей последовательности:

1. Вычисляем ординаты эпюр природного (бытового) давления σzg,i в характерных точках на расчетной схеме (рис. 2.9.1), в т.ч.: границы слоев между грунтами (ИГЭ), отметка подошвы фундамента FL; отметка уровня расположения подземных вод WL по глубине полупространства вдоль оси «z». Давления σzg,i по глубине определяем по формуле (2.9.2)

2. Вычисляем ординаты эпюр вспомогательного давления σz всп,i в тех же характерных точках, что и σzg,i на расчетной схеме (рис. 2.9.1) по глубине полупространства вдоль оси «z». Давления σz всп,i по глубине полупространства, определяем по формуле (2.9.3) или (2.9.4), в зависимости от модуля деформации Е грунта основания, расположенного под подошвой ФМЗ:

i=1

Ниже уровня подземных вод WL удельный вес грунта определяем с учетом взвешивающего действия воды γw. Поэтому природное (бытовое) давление σzgw ,i ниже WL вычисляем по формуле

64

ческого разреза в масштабе строим эпюры природного давления σzg,i и σzgw ,i

(слева от оси OZ) и вспомогательную эпюру 0,2σzg,i или 0,1σzg,i (справа от оси

OZ) (рис.2.9.1.).

4. Определяем дополнительное вертикальное давление Р0 и Р на грунты основания от здания или сооружения в контактной зоне, на уровне подошвы фундамента FL:

5.Разбиваем толщу грунта под подошвой фундамента в пределах каждо-

го из ИГЭ на элементарные слои толщиной hi=(0,2÷0,4) bf, м, где bf – ширина подошвы фундамента, м.

6.Определяем дополнительные, вертикальные напряжения σzp,i по глубине полупространства вдоль центральной оси OZ на глубине zi от подошвы фундамента FL по формуле

где αi -коэффициент рассеивания напряжений по глубине массива грунта, принимаемый по таблице 1 обязательного приложения 2 [6] или по таблице 2.1 приложения 2 настоящего пособия, в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного

фундамента η=lf /bf и относительной глубины ξi = 2zi ; bf

7. По полученным данным строим эпюру дополнительных вертикальных напряжений σzp ниже подошвы фундамента от отметки FL вдоль оси OZ

65

(справа от оси OZ (рис. 2.9.1)).

8. Определяем высоту сжимаемой толщи грунта основания Hс, нижняя граница которой ВС принимается на глубине z=Hс, где выполняется условие равенства σzp=0,2σzg (рис. 2.9.1).

9. Определяем величину общей конечной осадки по формуле (2.9.1). Для удобства расчета осадки все вычисления ведём в табличной форме вида (таб-

лица 2.9.2).

Таблица для расчета конечной осадки ФМЗ (образец)

Таблица 2.9.2

Пример расчета

Схема к расчету отдельно стоящего (ФМЗ) каркасного здания методом послойного суммирования представлена на рисунке 2.9.2.

Вычисление вероятной осадки фундамента мелкого заложения ФМЗ производим методом послойного суммирования в следующей последовательности.

1.Вычисляем ординаты эпюр вертикальных напряжений от действия

собственного веса грунта (природное давление) σzg и вспомогательных напряжений σzвсп =0,2σzg по глубине полупространства (рис. 2.9.2). Расчет производим в табличной форме (таблица 2.9.3).

2.По полученным численным значениям ординат (таблица 2.9.3) на геологическом разрезе (рис. 2.9.2) в произвольно выбранном масштабе стро-

им эпюру природного давления σzg,i (слева от оси OZ) и вспомогательную эпюру 0,2σzg,i (справа от оси OZ).

3. Определяем дополнительное вертикальное давление, действующее на основание от здания, на уровне подошвы фундамента FL=157,85м (БС):

Р0=Р–σzq0=134,75–28,88=105,87 кПа,

здесь Р=134,75 кПа–среднее давление под подошвой фундамента.

66

Рис. 2.9.2. Схема к расчету отдельно стоящего (ФМЗ) каркасного здания методом послойного суммирования

67

стоянии, являющаяся водоупорным слоем, поэтому к вертикальному напряжению на кровлю глины добавляется гидростатическое давление столба воды, находящегося над глиной σw:

68

4.Разбиваем толщу грунта под подошвой фундамента на элементарные

слои толщиной hi, вычисляемые по формуле hi=(0,2÷0,4) bf, hi

=0,2bf=0,2 3,0=0,6 м.

5.Определяем дополнительные вертикальные напряжения на глубине zi от подошвы фундамента по формуле

σzp=αi Р0,

где αi – коэффициент рассеивания напряжений для соответствующего слоя грунта, зависит от формы подошвы фундамента и соотношений ξ = 2zi /bf и η = lf /bf, где zi – глубина ι-го элементарного слоя от подошвы фундамента, принимаем ξ=0,67zi и η =1,3.

6.По полученным данным, справа от оси OZ на рисунке 2.9.2, строим

эпюру дополнительных вертикальных напряжений σzp от подошвы фундамента FL по глубине до пересечения линии эпюры σzp с линией эпюры σzвсп.

7.По точке пересечения эпюр определяем высоту сжимаемой толщи основания Hс, нижняя граница которой ВС принимается на глубине z=Hс, где

выполняется условие равенства σzp=0,2σzg (рис.2).

8. Определяем величину общей осадки по формуле (2.9.1)

Здесь σzpср,i – среднее значение дополнительного вертикального напряжения

от подошвы фундамента в i-ом слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней zi–1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр фундамента.

9. Для удобства расчета осадки S дальнейшие вычисления ведем в удобной для расчета табличной форме следующего вида (таблица 2.9.4).

Таблица 2.9.4

69

Окончание таблицы 2.9.4

По данным таблицы, используя формулу (2.9.1) для расчета конечной осадки S по каждому из ИГЭ, в пределах сжимаемой толщи НС=4,8м (рис. 2.9.2), вычисляем частные значения осадок по каждому слою S1, S2, S3 и общую Sобщ осадку фундамента.

S1 = 120000,8 [104,23 0,6 +95,55 0,6 +79,32 0,6 +62,17 0,55]= = 0,0134 м = 1,34 см;

S2 = 200000,8 [54,16 0,05 + 47,96 0,6 +37,22 0,6 + 29,28 0,6 + 25,31 0,15]= =0,0032 м = 0,32 см;

S3 = 300000,8 [22,82 0,45]=0,000274 м = 0,027 см;

Sобщ = S1 + S2 + S3 = 1,34 + 0,32 + 0,027 = 1,69 см.

10. Сравниваем полученное расчетное значение конечной осадки Sобщ со значением предельных деформаций основания Su, принимаемой в зависимости от конструктивной системы здания или сооружения приложения 4 [6] или приложения 8 настоящего пособия (для производственных и граж-

70