Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Механіка грунтів.doc
Скачиваний:
708
Добавлен:
05.02.2016
Размер:
3.98 Mб
Скачать

7.2. Порядок розрахунку осідання основи методом пошарового підсумовування

В курсовому проекті для зменшення об’єму механічних розрахунків потрібно виконати тільки один розрахунок осідання для перерізу фундаменту, що вказаний у завданні.

Рекомендується при цьому дотримуватись такого порядку розрахунку:

  1. Скласти основу розрахункової схеми, для чого на спрощений інженерно-геологічний переріз у масштабі показати нашарування з поверхні ґрунтів – ІГЕ на ділянці розрахункового перерізу фундаменту, вказавши їх товщину (потужність) та показники (ІІ.і, Еі, ІІІ.i). Нанести на цю схему переріз фундаменту (вказавши розміри b, d).

  2. Визначити напруження mt, zg.0, zp.0.

  3. Побудувати епюру природного тиску zg, для чого визначити величини zg.і на підошві кожного ІГЕ, що залягає нижче підошви фундаменту. Доцільно визначати zg.і до глибини (3…4)b від підошви фундаменту, де b – ширина підошви фундаменту. Перенести отримані дані на розрахункову схему.

  4. Призначити товщину розрахункових шарів hi = 1/5 b. Нанести їх на розрахункову схему.

  5. Побудувати епюру додаткового тиску , для чого визначити додатковий тиск на покрівлі та підошві кожного розрахункового шару. Нанести ці дані на розрахункову схему.

  6. Визначити положення нижньої границі стисливої зони по співвідношенню 0.2zg.i = zp.i. Умова вважається виконаною, якщо різниця між правою та лівою частиною рівності не буде перевищувати 1 кПа. Визначити величину стисливої зони Нс. Нанести її на розрахункову схему.

  7. Розрахувати осідання кожного розрахункового шару, що знаходиться в межах стисливої зони. Для цього необхідно визначити середнє значення zр.і і величину Si ( при цьому приймається  = 0.8). Сума всіх значень Si дає розрахункове значення осідання S. На практиці вручну цей розрахунок виконують в табличній формі або у вигляді аналітичного ряду.

  8. Перевірити виконання умови S Su. Якщо умова не виконується, приймається рішення про зміну розмірів фундаменту, щоб в новому розрахунку осідання ця умова виконувалась. Тут також можливий варіант покращення властивостей ґрунту основи за рахунок ущільнення, закріплення або заміни слабкого ґрунту на надійний (влаштуванням ґрунтової подушки).

7.3. Розрахунок осідання основи стрічкового фундаменту

Розглянемо приклад розрахунку осідання основи стрічкового фундаменту з урахуванням розрахунків, що приведені вище.

Вихідні дані. Інженерно-геологічні умови ґрунтів основи характеризуються показниками, що приведені в табл. 51 розрахункових показників - наведені лише окремо вибрані дані, потрібні для розрахунку.

Таблиця 51

Характеристики ґрунтів майданчика

Но-мер ІГЕ

Назва ґрунту

Глибина підошви шару від поверхні, м

Тов-щина шару, м

Рівень ґрунтових вод на глибині, м

Питома вага, ІІ, кН/м3

Модуль дефор-мації, Е, МПа

1

Рослинний

0.7

0.7

-

14.8

-

2

Супісок пилуватий твердий

2.9

2.2

-

16.6

19.4

11

8

3

Пісок дрібний середньої щільності малого ступеня водонасичення

4.7

1.8

-

17.1

20

Пісок дрібний середньої щільності насичений водою

6.7

2.0

4.7

19.6

17

4

Глина напівтверда

20.0

13.3

-

19.4

24

Примітка: для супіску ІГЕ-2 приведені значення: в чисельнику – природної вологості, в знаменнику - при можливому водонасиченні.

Стрічковий фундамент із збірних блоків для розрахункового перерізу має такі характеристики: а) геометричні розміри: d = 1.2 м, b = 2.4 м; середній тиск на підошві фундаменту mt = 221.4 кПа (умова mt = 221.4 кПа < R = 224.6 кПа виконується).

Розрахункову схему складаємо з поступовим нарощуванням її при наступних розрахунках (див. рис. 42).

Тиск від власної ваги ґрунту на рівні підошви фундаменту:

кПа (з точністю до 0.01 кПа);

Додаткове напруження на підошві фундаменту по його осі:

кПа.

Напруження від власної ваги ґрунту:

а) на підошві ІГЕ-2 (з урахуванням заглиблення фундаменту в шар ІГЕ-2 на 0.5 м):

кПа;

б) на рівні ґрунтових вод WL: кПа;

в) біля підошви піску ІГЕ-3а – у водонасиченому стані з урахуванням виважування:

кПа;

д) на покрівлі глин ІГЕ-4 – з урахуванням тиску стовпа ґрунтової води висотою 6.7 - 4.7=2.0 м:

кПа;

е) на рівні підошви (розвіданої глибини) глини ІГЕ-4: кПа.

Очевидно, що визначення zg.4 на глибині, яка перевищує (3…4)2.0 + 1.2 = 7.2…9.2 м, можна було б не робити.

Отримані значення zg.і переносимо в масштабі на розрахункову схему зліва від осі фундаменту та будуємо епюру природного тиску, з’єднуючи відкладені величини zg.і.

Визначаємо товщину розрахункових шарів: м.

У межах ІГЕ-2 під підошвою фундаменту буде таких розрахункових шарів:

(2.9-1.2)/0.48 = 1.70/0.48 = 3.542. Так, як товща не розбивається на одинакові розрахункові шари без остачі, то виділяємо 3 повних по висоті розрахункових шарів hі = 0.48 м і один шар висотою (товщиною) 0.542hі = 0.5420.48 = 0.26 м.

У межах ІГЕ-3 (потужність шару 1.8 м):

спочатку виділяємо шар товщиною: hі – 0.542hі = 0.458hі = 0.4580.48 = 0.22 м. Нижче: , тобто 3 повних за висотою розрахункових шарів і останній за глибиною один шар висотою (товщиною) 0.292hі=0.2920.48=0.14м.

У межах ІГЕ-3а (потужність шару 2.0 м):

спочатку виділяємо шар товщиною hі – 0.292hі = 0.708hі = 0.7080.48 = 0.34 м. Нижче: (2.0 – 0.34)/0.48 = 1.66/0.48 = 3.458, тобто 3 повних за висотою розрахункових шарів і останній за глибиною один шар висотою 0.458hі = 0.4580.48 = 0.22 м.

У межах ІГЕ-4 (розвідана потужність шару 13.3 м):

спочатку виділяємо шар товщиною hі – 0.458hі = 0.542hі = 0.5420.48 = 0.26 м, а нижче будемо відкладати потрібну кількість розрахункових шарів товщиною по 0.48 м.

Щоб не будувати зайвих розрахункових шарів на розрахунковій схемі в основі під фундаментом, визначимо спочатку величини додаткового напруження zp.i на підошві кожного розрахункового шару. Коефіцієнт і беремо як для стрічкового фундаменту з таблиці додатку 5 при кроці коефіцієнта , що дорівнює . У випадку, коли розрахункові точки лежать між значеннями, кратними 0.4n (на границі шарів ІГЕ-2–ІГЕ-3, ІГЕ-3 – ІГЕ-3а, ІГЕ-3а–ІГЕ-4), необхідно визначити відносне заглиблення за інтерполяцією.

Далі розрахунки ведемо в табличній формі (див. табл. 52).

Визначаючи zp.mt.i, як середню величину між двома сусідніми значеннями zp.i, записуємо її між розрахунковими точками так, щоб це відповідало розрахунковому шару, номер якого записуємо в передостанньому стовпчику цієї таблиці.

Величину модуля деформації ґрунту записуємо в кПа (в табл.51 розрахункові значення модулів деформації приведено в МПа).

Після заповнення таблиці добудовуємо розрахункову схему та проставляємо позначки поверхні NL, підошви фундаменту FL та нижньої границі стисливої зони ВС, а також показуємо потужність стисливої товщі Нс.

Після того, як встановлена нижня границя стисливої зони – вона знаходиться на глибині 8.64 м від підошви фундаменту:

0.2177.78 = 35.6 кПа  35.48 кПа - різниця 0.12 кПа < 1 кПа. Тому розрахунок за глибиною після точки № 18 припиняємо, так як тут різниця за даних умов знову наростає.

Розрахункова величина осідання основи не перевищує граничного осідання для багатоповерхового безкаркасного цегляного будинку S = 4.07 см < Su = 10 см (див. таблицю додатку 6). Тому прийняті розміри фундаментів залишаються без змін.

Таблиця 52