На подошве первого слоя

_Zq1 =₁h₁= ;

0,2_Zq1=.

На подошве второго слоя

_Zq2=_Zq1+₂h₂=;

0,2_Zq2=.

_Zq3=_Zq2+₃h₃=;

0,2_Zq3=.

По подошве фундамента

_Zq4=_Zq3+₄h₄=;

0,2_Zq4=.

На подошве песка среднего средней крупности с учетом взвешивающего действия воды

;

0,2_Zq5=.

По подошве глины

;

0,2_Zq6=.

По подошве глины

;

0,2_Zq7=.

Эпюры _Zqi и 0,2_Zqi показаны на листе 1.

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

,

где =0,8 – безразмерный коэффициент;

_{zp, i} – среднее напряжение в i-ом слое;

h_i – толщина i-го слоя;

E_i – модуль деформации i-го слоя грунта.

Метод послойного суммирования используется для расчета осадок фундамента шириной до 10м, при отсутствии в пределах сжимаемой толщи грунтов с модулем деформации Е>100МПа. Сущность метода заключается в определении осадок элементарных слоев основания в пределах сжимаемой толщи от дополнительных вертикальных напряжений _zp, возникающих от нагрузок, передаваемых сооружением.

В случае плоской задачи вертикальные сжимающие напряжения распределяются на глубину до 6b. Для определения глубины сжимаемой толщи Н_с вычисляют напряжения от собственного веса грунта _zq и дополнительные - от внешней нагрузки _zp.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине Z=H_c от подошвы фундамента, где выполняется условие

_zp=0,2_zq .

При наличии ниже указанной глубины грунтов с модулем деформации Е5МПа должно соблюдаться условие

_zp0,1_zq .

Расчет осадки удобно вести с использованием графических построений в следующей последовательности (чертеж лист 1):

Строим инженерно-геологический разрез грунтов строительной площадки на месте рассчитываемого фундамента. На разрез наносят основные размеры фундамента. Однородные слои грунта ниже подошвы фундамента расчленяют на слои толщиной h_i0,4b. На границах указанных слоев по оси фундамента определяют напряжения _zq и _zp.

Дополнительное давление на основание под подошвой фундамента.

P₀=P_ср-_Zq0.

Толщу грунта мощностью 6b=7,2м ниже подошвы фундамента разбиваем на слои h_i0,4b0,41,2=0,48 м. Принимаем B=0.4м

Эти слои показываем на рисунке (лист1).

Далее строим эпюру распределения дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в грунте по формуле (18), где  определяем в зависимости от

Чтобы избежать интерполирования примем Z=h₁, при =0,8. Вычисления сведем в таблицу 4. Осадку определим по формуле (19) в пределах сжимаемой толщи, т.е. до точки пересечения эпюр _Zip=0,2_Zq.

Таблица 5 - К расчету осадки фундамента

Наименование Грунта	Еi , МПа	Толщина пласта грунта, м	i или sbi, кН/м3	Z0, кПа	0,2Zq, кПа	hi, м	Zi, м	=2Z/b b=1,2м		Zp, кПа	Si , М
Песок средний средней крупности	30	4,95	10	44,43	8,85	0	0	0	1	206,4	-
				48,43	9,69	0,4	0,4	0,67	0,93	191,95	0,0020
				52,43	10,49	0,4	0,8	1,33	0,717	147,99	0,0016
				56,43	11,28	0,4	1,2	2,0	0,55	113,52	0,0012
				60,43	12,09	0,4	1,6	2,67	0,439	90,6	0,00097
				64,43	12,89	0,4	2,0	3,33	0,362	74,72	0,00079
				68,43	13,69	0,4	2,4	4,0	0,306	63,16	0,00067
				72,43	14,49	0,4	2,8	4,67	0,265	54,7	0,00058
				76,43	15,29	0,4	3,2	5,33	0,234	48,29	0,00052
				80,43	16,09	0,4	3,6	6,0	0,208	42,93	0,00045
				84,43	16,89	0,4	4,0	6,67	0,189	39,00	0,00042
				88,43	17,69	0,4	4,4	7,33	0,172	35,5	0,00037
				92,43	18,49	0,4	4,8	8,0	0,158	32,6	0,00035
				93,93	18,78	0,15	4,95	8,25	0,153	31,57	0,00012
Глина тугопластичная	17	2.0	9.83	97,86	19,57	0,4	5,35	8,91	0,141	28,9	0,00054
				101,83	20,36	0,4	5,75	9,63	0,132	27,24	0,00051
				105,76	21,15	0,4	6,15	10,25	0,124	25,6	0,00048
				109,79	21,96	0,4	6,55	10,9	0,118	24,35	0,00046
				113,72	22,74	0,4	6,95	11,58	0,109	22,49	0,00042

Суммируем осадку в пределах сжимаемой толщи H_l=6,95м.

S_i=0,0020+0,0016+0,0012+0,00097+0,00079+0,00067+0,00058+0,00052+0,00045+

+0,00042+0,00037+0,00035+0,00012+0,00054+0,00051+0,00048+0,00046+0,00042=

=0,01166м

S_n=10см.

Следовательно, основное условие расчета по 2-ой группе предельных состояний удовлетворяется.

6.Проверка прочности подстилающего слоя.

Наличие в пределах сжимаемой толщи грунта менее прочного, чем грунт под подошвой фундамента (рис. 1) требует проверки условия:

(22)

где - вертикальные нормальные напряжения, в грунте на глубинеZ, от подошвы фундамента соответственно дополнительные от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта, кПа;

R_Z – расчетное сопротивление грунта на кровле слабого слоя для условного фундамента шириной b_Z, м.

кПа

Вертикальное напряжение на уровне подошвы третьего слоя – 102,92 кПа.

Дополнительное давление под подошвой фундамента:

кПа

тогда откуда

Определяем расчетное сопротивление песка на глубине 4,95 м от подошвы фундамента. При _II=16,7^о, М_=0,38, М_q=2,5, М_С=5,68.

Следовательно размеры фундамента подобраны удовлетворительно.