- •Основные физико-механические характеристики грунтов основания
- •Инженерно-геологический разрез
- •Определение размеров фундамента в плане
- •Характерные точки графиков напряженного состояния основания для определения ширины подошвы фундамента
- •Расчет деформаций основания фундамента
- •Расчет параметров к определению осадки основания
Характерные точки графиков напряженного состояния основания для определения ширины подошвы фундамента
Табл. 2
Напряжение, МПа |
Ширина подошвы фундамента, м |
|||||
0 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
|
Рср |
|
2043,6 |
936,0 |
548,4 |
369,0 |
271,5 |
Pmax |
|
2136,2 |
948,8 |
560 |
374,9 |
274,9 |
R |
300,1 |
|
|
|
|
336,1 |
1.2R |
306,1 |
|
|
|
|
403,3 |
Пересечения графиков Pcp=f(b) с R=f(b) и Pmax=f(b) с 1.2R=f(b) дадут два значения b, при которых будут выполняться условия Pcp R и Pmax 1.2R (рис. 4.)
В качестве окончательной ширины подошвы фундамента принимается большее значение, округленное с точностью до десятых b=2,4 м, тогда длина фундамента равна 2,41,84,3. При этом, учитывая погрешности построения графиков, необходимо выполнить проверки условия Ошибка! Ошибка связи. с принятым значением ширины подошвы фундамента:
кПа < кПа;
кПа < 1.2R=394,7 кПа;
кПа > 0.
В случае невыполнения условий Ошибка! Ошибка связи. более чем на 5 % требуется корректировка размеров фундамента в сторону их увеличения
Расчет деформаций основания фундамента
Расчет осадки основания выполняется с целью установления соответствия требованиям, при которых конечная осадка основания и относительная разность осадок не должны превышать предельно допустимых значений, принимаемых по таблице 72 [10] в зависимости от типа сооружения
; . (14)
Конечная осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи определяется методом послойного суммирования по формуле
, (15)
где – безразмерный коэффициент, равный 0,8; zp,i – среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-том элементарном слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах i–того элементарного слоя, кПа; hi и Ei – соответственно толщина и модуль деформации i-того элементарного слоя грунта; n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща грунта.
Разбиение сжимаемой толщи производится на однородные элементарные слои толщиной, не превышающей 0,4 ширины подошвы фундамента (hi 0,4b). Рекомендуется принимать толщину элементарных слоев равную 0,2b или 0,4b.
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле
, (16)
где – коэффициент, учитывающий распределение дополнительных напряжений по глубине, определяемый по таблице 55 [10] в зависимости от соотношения сторон подошвы фундамента = l / b=4,3/2,41,8 (в нашем случае) и относительной глубины, равной = 2z / b вычисляется для каждого элементарного слоя сжимаемой толщи; Р0 = Рср - zg,0 =270,4-34,34=236,1 кПа – дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b 10 м принимается Р0 = Рср); zg,0 = кПа – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента.
При планировке срезкой вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента принимается zg,0 = ' d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой zg,0 = ' dn,
где ' – удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента; d – глубина заложения фундамента от поверхности планировки; dn – глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта zg на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле
, (17)
где i и hi – соответственно удельный вес и толщина i-того элементарного слоя; m – количество элементарных слоев, расположенных выше глубины z.
Для слоев водопроницаемого грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод, но выше водоупора, удельный вес грунта определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле (3). При определении zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше водоупора. Это давление составляет whw, где w = 10 кН/м3 – удельный вес воды; hw – мощность слоя грунтовых вод, м. В качестве водоупора, рекомендуется принимать глины или суглинки, имеющие е 0,5 и IL 0,1.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания (НГСТ) принимается на глубине z = Hc, где выполняется условие
. (18)
Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи располагается в грунте с модулем деформации Е 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Hc, то НГСТ определяется исходя из условия zp,i 0,1zg,i.
Как правило, нижнюю границу сжимаемой толщи определяют графически. Для этого на расчетной схеме (рис. 5) строят эпюры напряжений в одинаковом масштабе. Слева от оси фундамента наносят эпюру напряжений от собственного веса грунта, справа – эпюру дополнительных напряжений. Затем справа
производят построение вспомогательной (уменьшенной в пять раз) эпюры напряжений от собственного веса грунта. В точке пересечения вспомогательной эпюры с эпюрой дополнительных давлений находится НГСТ.
Расчеты осадок в элементарных слоях рекомендуется выполнять в табличной форме. Расчет параметров графика для нашего примера для фундамента по скв. 6 приведен в таблица3