5.3 Проверка вертикальных напряжений на кровле подстилающего слоя грунта
Поскольку угол внутреннего трения суглинка меньше, чем у песка, залегающего под подошвой, выполняем проверку прочности подстилающего слоя.
Соотношение
сторон подошвы фундамента l/b
.
Глубина залегания кровли суглинка (от
подошвы фундамента) hz=1,8
м, относительная глубина:
Отсюда коэффициент, учитывающий распределение напряжений по глубине, α=0,34.
Напряжения на кровле суглинка:
Площадь условного фундамента:
Ширина условного фундамента:
Находим напряжения от собственного веса грунта, выбранного при отрывке котлована с размерами 30х54 м:
L/B = 54/30 = 1,8
Коэффициент, учитывающий распределение напряжений по глубине, α=1.
Вертикальные
напряжения от собственного веса грунта
на уровне подошвы фундамента
,
на глубине
2,9 м
Для вычисления расчетного сопротивления суглинка находим:
γс1=1,2, γс2=1, Мγ=0,69, Мq=3,65 , Мc=6,24, kz=1. γII=19,3 кН/м3, СII=9,0 (кПа).
Удельный вес грунта, залегающего выше подошвы условного фундамента:
γ /II=(1,6*18,6+1,3*9,8)/2,9=14,66 кН/м3
Расчетное сопротивление:
Условие , выполнено 58,2 кПа < 347,57 кПа.
5.1.4 Расчет осадки фундамента
Исходные данные: γпес=18,6 кН/м3, γsb пес=9,8 кН/м3, h/пес=2,9 м, Епес=11 МПа, d=1,5 м, b=2,4 м, l=3 м, p=141,80 кПа.
Грунты ниже подошвы разбиваем на элементарные однородные слои толщиной hi≤0,4b: 0,4b=0,4∙2,4=0,96 м, принимаем hi≤0,96 м. т.к. грунт под подошвой однородный (песок в нашем случае), то для первого слоя принимаем h1=0,1 м, а для остальных слоев hi=0,7 м.
Определяем ориентированную сжимаемую толщу:
Нс=(3…5)b=4∙2,4=9,6 м.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта для характерных глубин составляют:
z/=0 м σzg=0 кПа;
z/=1,5 м σzg0= γпес∙ hпес=18,6∙1,5=27,9 кПа (глубина заложения подошвы фундамента);
z/=1,6 м σzg= γпес∙ hпес =18,6*1,6=29,76 кПа (граница грунтовых вод);
z/=2,9 м σzg= 29,76+ γsb пес∙ h//пес =29,76+9,8∙1,3=42,5 кПа.
Строим эпюру σzp:
σzp=αp,
α=f(η=L/B; ζ=2z/B).
Напряжение σzp под подошвой фундамента
z=0 м α=f(η=54/30=1,8; ζ=2∙0/30=0)=1,00 σzp0=αp=1,00∙141.8=141.8 кПа;
z=0,1 м α=f(η=54/30=1,8; ζ=2∙0.1/30=0.007)=1,00
σzp1=αp=1,00∙141.8=141.8 кПа.
Дальнейший расчёт выполняем аналогично, результаты расчёта сводим в таблицу.
Строим эпюру mσzg:
В основании присутствуют грунты с модулем деформации более 7 МПа (Е=11 МПа>7 МПа), поэтому коэффициент m=0,5.
z=0 м (z/=1,5 м ) mσzg0=0,5∙29.9=14.95 кПа;
z=0,1 м (z/=1.6 м ) mσzg0=0,5∙29.76=14.88 кПа;
z=0,8 м (z/=2.3 м ) mσzg0=0,5∙36.62=18.31 кПа
Определяем вертикальные напряжения от собственного веса грунта, вынутого при отрывке котлована σzуi:
σzу=α∙σzg0
z=0 м α=f(η=54/30=1,8; ζ=2∙0/30=0)=1,00 σzу0=α∙σzg0=1,00∙27,9=27,9 кПа;
z=0,1м α=f(η=54/30=1,8; ζ=2∙0.1/30=0.007)=1,00 σzу1=α∙σzg0=1,00∙27,9=27,9 кПа;
Дальнейший расчёт выполняем аналогично, результаты расчёта сводим в таблицу.
Определяем вертикальные напряжение в грунте от дополнительного давления (σzрi - σzуi):
z=0 м (z/=1,5 м ) (σzр0 - σzу0) = 141,8-27,9=113,9 кПа;
z=0,1 м (z/=1.6 м ) (σzр1 - σzу1) = 141,8-27,9=113,9 кПа.
Дальнейший расчёт выполняем аналогично, результаты расчёта сводим в таблицу.
Определяем среднее значение вертикального напряжения в грунте от дополнительного давления в i-ом слое сжимаемой толщи основания (σzрi - σzуi)ср:
Слой
z=0…0,1
м
кПа.
Дальнейший расчёт выполняем аналогично, результаты расчёта сводим в таблицу.
Рассчитываем осадку для элементарного слоя сжимаемой толщи основания si:
Для котлованов глубиной менее 5 м (для устройства фундамента с глубиной заложения d=1,5 м необходимо вскрытие котлована глубиной незначительно превышающей заложение фундамента и намного меньше 5 м) допускается расчёт осадки фундаментов выполнять по формуле:
Осадка
составит
м.
Дальнейший расчёт выполняем аналогично, результаты расчёта сводим в таблицу.
Рассчитываем осадку фундамента s:
Предельное значение осадки основания составляет 10 см, поэтому осадка фундамента 5,7 см является вполне допустимой.
Рисунок 26 – Определение осадки методом послойного суммирования в сечении 2-2
z, м |
σzg |
ξ=2z/b |
α |
σzp |
mσzg |
σzy |
σzp-σzy |
σzpi+σzyi |
h |
E, МПа |
S, м |
0 |
27,9 |
0,00 |
1 |
141,80 |
13,95 |
27,90 |
113,90 |
|
|
|
|
113,90 |
0,1 |
11 |
0,000828 |
||||||||
0,1 |
29,76 |
0,01 |
1 |
141,80 |
14,88 |
27,90 |
113,90 |
||||
113,90 |
0,7 |
11 |
0,005799 |
||||||||
0,8 |
36,62 |
0,05 |
1 |
141,80 |
18,31 |
27,90 |
113,90 |
||||
113,90 |
0,6 |
11 |
0,00497 |
||||||||
1,4 |
55,5 |
0,09 |
1 |
141,80 |
27,75 |
27,90 |
113,90 |
||||
113,90 |
0,6 |
11 |
0,00497 |
||||||||
2 |
67,08 |
0,13 |
1 |
141,80 |
33,54 |
27,90 |
113,90 |
||||
113,90 |
0,7 |
29 |
0,002199 |
||||||||
2,7 |
80,59 |
0,18 |
1 |
141,80 |
40,30 |
27,90 |
113,90 |
||||
113,90 |
0,7 |
16 |
0,003987 |
||||||||
3,4 |
95,29 |
0,23 |
1 |
141,80 |
47,65 |
27,90 |
113,90 |
||||
113,33 |
0,7 |
16 |
0,003967 |
||||||||
4,1 |
109,99 |
0,27 |
0,99 |
140,38 |
55,00 |
27,62 |
112,76 |
||||
112,76 |
0,7 |
16 |
0,003947 |
||||||||
4,8 |
124,69 |
0,32 |
0,99 |
140,38 |
62,35 |
27,62 |
112,76 |
||||
112,19 |
0,7 |
16 |
0,003927 |
||||||||
5,5 |
139,39 |
0,37 |
0,98 |
138,96 |
69,70 |
27,34 |
111,62 |
||||
111,62 |
0,7 |
16 |
0,003907 |
||||||||
6,2 |
154,09 |
0,41 |
0,98 |
138,96 |
77,05 |
27,34 |
111,62 |
||||
111,05 |
0,7 |
16 |
0,003887 |
||||||||
6,9 |
168,79 |
0,46 |
0,97 |
137,546 |
84,40 |
27,063 |
110,483 |
||||
110,20 |
0,3 |
16 |
0,001653 |
||||||||
7,1 |
172,99 |
0,47 |
0,965 |
136,837 |
86,50 |
26,9235 |
109,9135 |
||||
109,2871 |
0,7 |
28 |
0,002186 |
||||||||
7,8 |
187,27 |
0,52 |
0,954 |
135,2772 |
93,64 |
26,6166 |
108,6606 |
||||
107,8064 |
0,7 |
28 |
0,002156 |
||||||||
8,5 |
201,55 |
0,57 |
0,939 |
133,1502 |
100,78 |
26,1981 |
106,9521 |
||||
106,2687 |
0,7 |
28 |
0,002125 |
||||||||
9,2 |
215,83 |
0,61 |
0,927 |
131,4486 |
107,92 |
25,8633 |
105,5853 |
||||
104,7311 |
0,7 |
28 |
0,002095 |
||||||||
9,9 |
230,11 |
0,66 |
0,912 |
129,3216 |
115,06 |
25,4448 |
103,8768 |
||||
103,0226 |
0,7 |
28 |
0,00206 |
||||||||
10,6 |
244,39 |
0,71 |
0,897 |
127,1946 |
122,20 |
25,0263 |
102,1683 |
||||
101,4849 |
0,7 |
28 |
0,00203 |
||||||||
11,3 |
258,67 |
0,75 |
0,885 |
125,493 |
129,34 |
24,6915 |
100,8015 |
||||
|
|
|
0,056692 |