4.2 Расчет оснований по деформациям

Удовлетворение условия 27, для каждой сваи не означает, что основание свай будет работать надежно

Для центрально-загруженного фундамента:

P_min/max =  R_усл, (4.7)

где N_{OI I}, G_р , G_гр –соответственно, нагрузка по обрезу фундамента N_{OI I}, вес ростверка G_р и грунта на его уступах G_гр, в пределах условного фундамента кН;

a_усл, b_усл – соответственно длина и ширина подошвы условного фундамента,

a_yсл = a₁ + 2∙h∙tg  (4.8)

b_yсл = b₁ + 2∙h∙tg ; (4.9)

 _IImt =

Если условия (4.7) не выполняются, то необходимо либо увеличить количество свай, либо изменить расстояние между сваям, либо изменить размеры свай, или же увеличить глубину погружения свай.

Определяем ширину условного фундамента

Объем условного фундамента AБВГ:

Площадь условного фундамента:

а_усл=1п.м.

b_усл=tg5,00=0,834 (4.10)

(4.11)

Объем ростверка :

,

Объем свай:

Объем грунта в пределах условного фундамента:

(4.12)

Вес грунта в объеме условного фундамента:

G_гр = _II∙V_гр = 17,88 9,803=175,28кН. (4.13)

где _II —средний удельный вес грунтов, лежащих выше уровня подошвы:

кН/м³

Вес свай и ростверка:

G_св=V_св∙_б =1,07 ∙24=25,68 кН (4.14)

G_р = V_р ∙ _б = 1,137∙24 = 27,29 кН. (4.15)

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

N = N_0II + G_р + G_св + G_гр = 237,8+25,68+27,29+175,28=466,05кН (4.16)

Среднее давление под подошвой фундамента

(4.17)

Так как Р_ср=558,81кПа<R=1315,9кПа –условие выполняется

Расчетное давление на грунт основания условного свайного фундамента в уровне его подошвы, при котором еще возможен расчет оснований по II группе предельных состояний:

(4.18)

Так как L/Н =436/22,35= 1,95, то _с1 = 1,25; _с2 = 1,082

При φ=20,0⁰ M_γ = 0,518 M_g = 3,098; M_с = 5,70; С_n = 46,4 кПа.

(4.19)

4.3 Определение осадки свайного фундамента

Осадку вычисляем методом послойного суммирования. Суммарная осадка не должна превышать предельно допустимых деформаций основания, которые составляют для данного вида сооружения 8 см.

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса в пределах глубины 60,834=5 м ниже подошвы фундамента согласно формуле (20). Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои:

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта определим по формуле:

σ_zq=Σγ_i·h_i; (4.20)

- по подошве фундамента:

σ_zq0 =220,7+19,11,0=239,8кПа 0,2σ_zq0 = 47,9 кПа

- на подошве первого слоя:

σ_zq1=17,29,1=156,52кПа 0,2σ_zq1 = 31304кПа

- на уровне грунтовых вод:

σ_zq2= 156,52+18,9 0,55=166,915кПа 0,2σ_zq2 = 33,383кПа

- на подошве второго слоя с учетом взвешивающего действия воды:

σ_zq3= 166,915+(27,1-10)/(1+0,81) 2,15=187,23кПа 0,2σ_zq3 = 37,45кПа

-на подошве третьего слоя:

σ_zq4=187,23-(26,7-10)/(1+0,67) 0,6=193,23кПа 0,2 σ_zq4=38,65кПа

так как ниже залегает слой глины полутвердой, который является водоупором (I_l=0.1<0.25), то необходимо учесть давление столба воды:

-на подошве четвертого слоя:

σ_zq5=238,83+19,14,1=318,14 кПа 0,2 σ_zq5=63,63 кПа

Расчёты сведены в таблицу 5.

Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента:

σ_zр0 = Р_ср— σ_zq0 = 558,81 –239,8 =318,9 кПа (4.21)

Далее строим эпюру распределения дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в грунте по формуле (3,16), где  определяем в зависимости от Чтобы избежать интерполяции зададимсяz = h_i.

Таблица 5 – К расчету осадки свайного фундамента под стакан

Наименование грунта	Ei, МПа	Толщина пласта ,м	γi кН/м3	σzq, кПа	0,2σzq, кПа	hi, м	Zi, м	ς= 2Z/b	α	σzp, кПа	Si, м
Глина полутвердая	17,7	2,1	19,1	239,83	47,97	0	0	0	1	318,98	—
				246,21	49,24	0,334	0,334	0,8	0,824	262,84	0,0044
				252,59	50,52	0,334	0,668	1,6	0,4905	156,46	0,0032
				258,97	51,79	0,334	1,002	2,4	0,291	92,82	0,0019
				265,35	53,07	0,334	1,336	3,2	0,185	59,01	0,0011
				271,73	54,34	0,334	1,67	4,0	0,1265	40,35	0,0007

Суммируем осадку в пределах сжимаемой толщи H_l=1,45м.

S_i=0,0044+0,0032+0,0019+0,0011+0,008=0,0186м=1,86 см

S_u=8см.

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