3.5 Расчет осадки основания методом послойного суммирования.

Расчет оснований по деформации производится из условия:

S  S

где S - предельное значение совместной деформации основания и сооружения, определяемой по таблице 20; S=8см

S - совместная деформация основания и сооружения.

Расчет осадки основания S, м, в методе послойного суммирования находят простым суммированием осадок всех элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи Н_с по формуле:

S =

где  - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

б_zp. - среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней Z и нижней Z_i границах элементарного слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i и Е_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го элементарного слоя грунта;

n - число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания.

Расчет начинается с определения природного б_zq и дополнительного б_zp напряжений и построения их эпюр в произвольном, но одинаковом масштабе в соответствии со схемами.

Напряжение от собственного веса грунта б_zq определяется в следующих характерных точках грунтового основания: на уровне планировки, подошвы фундамента, подземных вод, на контактах инженерно-геологических элементов (слоев грунтов) по формуле:

б_zqi =

где и - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес водопроницаемых грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но ниже водоупора - глины, вычисляется с учетом взвешивающего действия воды :

где – удельный вес частиц грунта и воды соответственно;

e – коэффициент пористости; В этом случае к вертикальному напряжению от собственного веса грунта б_zq на кровлю водоупора добавляется гидростатическое давление Р_гидр столба воды, определяемое по формуле:

Р_гидр = ,

где - соответственно высота столба воды и удельный вес воды.

Значения напряжений б_zq откладывают влево от оси фундамента.

Вспомогательная эпюра напряжений от собственного веса грунта, значения абсцисс которой составляют 20% соответствующего значения напряжения от собственного веса грунта б_zq, откладывается вправо от оси фундамента.

Дополнительные вертикальные напряжения б_zp на глубине Z от подошвы фундамента определяются по формуле

б_zp =  ^. p_o

где  - коэффициент рассеивания напряжений с глубиной, принимаемый по таблице 6 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины  :

 = f ( = 2z/b, n = 1/b),

здесь 1 - длина; b - ширина подошвы фундамента.

Р_о - дополнительное вертикальное давление на основание, определяемое как разность между средним давлением под подошвой фундамента Р и напряжением от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента б_zqo.

Для обеспечения необходимой точности расчета, сжимаемую толщу основания ниже подошвы фундамента разбивают на элементарные слои, толщина которых h, м, должна удовлетворять условию:

h  0,4b

где b - ширина подошвы фундамента.

Сечение 5-5.

Р_о - дополнительное вертикальное давление на основание, определяемое как разность между средним давлением под подошвой фундамента Р и напряжением от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента б_zqo.

=p-=189,32-30,72=158,6 кПа

 = ==30,72 кН/м²;

h==0,36

Для обеспечения необходимой точности расчета, сжимаемую толщу основания ниже подошвы фундамента разбивают на элементарные слои, толщина которых h, м, должна удовлетворять условию:

h  0,4b=

где b - ширина подошвы фундамента. b = 1,8 м.

0,36<0,72

Определяем ординаты эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной эпюры

1. на уровне спланированной поверхности:

2. на уровне подошвы фундамента:

;

3. на уровне ИГЭ1 и ИГЭ2:

;

4. на уровне грунтовых вод:

;

5. на границе ИГЭ2 и ИГЭ3 с учетом взвешивающего действия воды:

;

6. на границе ИГЭ3 и ИГЭ4 с учетом взвешивающего действия воды:

;

7. полное напряжение на границе ИГЭ3 и ИГЭ4( на кровлю водоупора):

;

8. на подошве ИГЭ4:

;

Значение напряжений б_zp откладывают вправо от оси фундамента. Все вычисления проводят в табличной форме.

Значения ординат эпюры дополнительных давлений.

Наименование слоев грунта	Z, м	2Z =  b		бzp = Po кПа	E, кПа	S, м
Суглинок тугопластичный	0	0	1	158,60	14000	0,0059
Суглинок мягкопластичный	0,72	0,8	0,8	126,88	8000	0,0135
	1,44	1,6	0,449	71,21
	2,16	2,4	0,257	40,76
	2,88	3,2	0,16	25,38
Песок ср. крупности	3,6	4	0,108	17,13	30000	0,0004

За границы сжимаемой толщи принимается:

Верхняя – плоскость подошвы фундамента; нижняя – на глубине z =Н_с, где выполняется условие , Н_с=3,6 м

S =

;

Расчет заканчивают проверкой выполнения условия (S  Su ).

S=1,98 см < S_u = 8 см. Проверка выполняется. Следовательно, полная осадка фундамента не превышает предельно допустимой по СНиП.

Сечение 2-2

Фундамент ФЛ20.

Р_о - дополнительное вертикальное давление на основание, определяемое как разность между средним давлением под подошвой фундамента Р и напряжением от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента б_zqo.

Р_о =92,61 кПа

h==0,4

Для обеспечения необходимой точности расчета, сжимаемую толщу основания ниже подошвы фундамента разбивают на элементарные слои, толщина которых h, м, должна удовлетворять условию:

h  0,4b=

где b - ширина подошвы фундамента. b = 1,4 м.

0,4<0,8

Определяем ординаты эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной эпюры

1. на уровне спланированной поверхности:

2. на уровне ИГЭ1 и ИГЭ2:

;

3. на уровне подошвы фундамента:

;

4. на уровне грунтовых вод:

;

5. на границе ИГЭ2 и ИГЭ3 с учетом взвешивающего действия воды:

;

6. на границе ИГЭ3 и ИГЭ4 с учетом взвешивающего действия воды:

;

7. полное напряжение на границе ИГЭ3 и ИГЭ4( на кровлю водоупора):

;

8. на подошве ИГЭ4:

;

Значение напряжений б_zp откладывают вправо от оси фундамента. Все вычисления проводят в табличной форме.

Значения ординат эпюры дополнительных давлений.

Наименование слоев грунта	Z, м	2Z =  b		бzp = Po кПа	E, кПа	S, м
Суглинок мягкопластичный	0	0	1	92,61	8000		0,017
	0,8	0,8	0,881	81,59
	1,6	1,6	0,642	59,46
Песок ср. крупности	2,4	2,4	0,477	44,17	30000		0,003
	3,2	3,2	0,374	34,64
	4	4	0,306	28,34
	4,8	4,8	0,258	23,89
	5,6	5,6	0,223	20,65

Н_с=5,6 м

;

Расчет заканчивают проверкой выполнения условия (S  Su ).

S=2,0 см < S_u = 8 см. Проверка выполняется. Следовательно, полная осадка фундамента не превышает предельно допустимой по СНиП.