ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ ФУНДАМЕНТА МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ

Заключение по разделу

Определение расчетного сопротивления каждого вида грунта (по глубине слоев)

Длявсех грунтов основания, их расчетные сопротивления, согласно СНиП 2.02.01-83, определяются по формуле (1.15):

,кПа (тс/м ); (1.15)

где, и - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 СНиПа 2.02.01-83;

k – коэффициент, принимаемый k = 1, так как считаем, что прочностные характеристики грунта определялись непосредственными испытаниями;

, , - коэффициенты принимаемые по табл. 4 СНиПа 2.02.01-83;

b – ширина подошвы фундамента, b = 6 м.;

- коэффициент, принимаем =1, так как b=1<10;

- определенное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м (тс/м );

- то же, залегающих выше подошвы, (при наличии нескольких видов грунтов определяется как средневзвешенное - ;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м );

- глубина заложения фундаментов сооружений.

- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается = 2 м, при ширине подвала B > 20 м - = 0).

По СНиПу 2.02.01.-83, в таблице (1.2) приведены требуемые коэффициенты:

Таблица 1.2 – Значения коэффициентов по СНиП 2.02.01-83.

Грунт
Песок пылеватый	1,1	1,0		0,98	4,93	7,40
Глина	1,1	1,0		0,29	2,17	4,69
Суглинок	1,2	1,0		0,43	2,73	5,31

Расчет:

Точка №1:

=1,3 м;

= 19,0 кН/м ;

= 19,0 кН/м ;

= 347,5 кПа.

Точка №2:

=4,8 м;

= 9,23 кН/м ;

= =13,3 кН/м ;

= 529,0 кПа.

Точка №3:

=4,8 м;

= 18,1 кН/м ;

= 13,4 кН/м ;

=327,0 кПа.

Точка №4:

=7,2 м;

= 18,1 кН/м ;

= 14,2 кН/м ;

=387,5 кПа.

Точка №5:

=8,2 м;

= 19,0 кН/м ;

= 14,8 кН/м ;

=638,2 кПа.

Точка №6:

=10,4 м;

= 19,0 кН/м ;

= 15,7 кН/м ;

=767,6 кПа.

По, полученным в ходе расчета, данным построена эпюра расчетных сопротивлений, которая представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Эпюра расчетных сопротивлений грунтов

Геологическим разрезом вскрыты следующие напластования грунтов:

- Песок пылеватый, рыхлый, водонасыщенный, сильно сжимаемаемый с модулем деформации Е = 11000 кПа и расчетным сопротивлением R = 347,5¸529,0 кПа. Вскрытая мощность – 4,3 м;

- Глина с мощностью слоя – 2,4 м. Грунт находится в мягкопластичном, сильно сжимаемом состоянии, со следующими характеристиками: Е = 4000 кПа, R = 327,0¸387,5 кПа. Является «слабым» подстилающим слоем.

- Суглинок тугопластичный, сильносжимаемый со вскрытой мощностью до дна скважины – 3,2 м, с характеристиками: Е = 12000 кПа, R = 638,2¸767,6 кПа.

В качестве несущего слоя основания будем использовать песок пылеватый. Он относятся к среднепучинистымгрунтам, что следует учитывать при проектировании и строительстве.

Уровень грунтовых вод обнаруживается на глубине 2,0 м от планировки.

Глубина заложения подошвы фундамента спроектирована выше уровня подземных вод, следовательно, особые мероприятия по водопонижению не требуются.

Метод послойного суммирования является основным расчетным методом СНиП по определению осадок фундаментов. Он основан на законе Гука для одноосного сжатия.

Осадка основания фундамента определяется как сумма осадок отдельных слоев грунта n, на которые разбита сжимаемая толща , по формуле (2.1):

; (2.1)

где, - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

- среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

и - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

Для построения схемы распределения вертикальных напряжений в линейно деформируемом полупространстве (эпюры и ) разбиваем толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои. При однородном основании высота элементарного слоя может быть принята равной 0,4b, а при неоднородном основании, принимают £0,4b таким образом, чтобы одна из точек находилась на границе двух различных по составу грунтов.

В данном случае, высоту элементарного слоя принимаем = 0,8 £ 0,4 × 6.

Вертикальное (природное) напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой определится по формуле (2.2):

, (2.2)

где, g - удельный вес грунта расположенного выше подошвы;

d – глубина заложения фундамента.

Вертикальные природные (от собственного веса грунта) напряжения на границах слоев, расположенных на глубине z от подошвы фундамента, определяются по формуле (2.3):

, (2.3)

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

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, принимаем с учетом взвешивающего действия воды.

При определении в водоупорном слое учитываем давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины.

Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента определяется по формуле (2.4):

(2.4)

где, p – среднее давление под подошвой фундамента, в данном случае равное расчетному сопротивлению грунта несущего слоя, т.е. р = R.

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определятся по формуле (2.5):

, (2.5)

где, a- коэффициент, принимаемый по табл. 1 прил. 2СНиП 2.02.01-83* в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента h = l/b и относительной глубины x = 2z/b.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z = H_с там, где s_zp=0,2s_zg, если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа. Если же E<5 МПа, то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия s_zp=0,1s_zg.

Для удобства вычисления конечной осадки, определяемые величины сводим в таблицу:

Таблица 2.1 – Вычисленные характеристики напряжений.

№ границ слоев	Грунт	z, м		z=	a	, кПа	, кПа	0,2 , кПа	, кПа
	Песок Е=11МПа		1,33		1,0	24,7	322,8	-	-
	0,8	0,27	0,976	32,1	315,0	318,9
	1,6	0,53	0,938	39,5	302,8	308,9
	2,4	0,8	0,836	46,8	269,9	286,4
	3,2	1,07	0,704	71,9	227,2	248,6
	Глина Е=4Мпа	4,0	1,33	0,625	94,4	201,8	214,5
	4,8	1,6	0,511	116,9	165,0	183,4
	5,6	1,87	0,424	139,3	136,9	151,0
	Суглинок Е=12Мпа	6,4	2,13	0,351	154,5	113,3	125,1
	7,2	2,4	0,308	169,7	99,4	106,4
	8,0	2,67	0,244	184,9	78,8	89,1
	8,8	2,93	0,236	200,1	76,2	77,5
	9,6	3,2	0,191	215,3	61,6	68,9
	10,4	3,47	0,172	230,5	55,5	46,1	58,6
	11,2	3,73	0,156	245,7	50,4	49,2	53,0
	12,0	4,0	0,136	260,9	43,9	52,2	47,1

Сжимаемая толща Нс = 12 м.

Используя формулу (2.1) вычисляем осадку основания:

s = +

+ =0,085+0,11+0,042=0,237м

Рисунок 2 – Схема распределения вертикальных напряжений в линейно деформируемом полупространстве