4.2 Проверка слабого подстилающего слоя

Ил глинистый залегает под слоем гравелистого песка и обладает меньшей, чем гравелистый песок несущей способностью. Поэтому необходимо проверить его прочность. Схема к расчету представлена на рисунке 11.

, (41)

где σ_zp – напряжение на кровле слабого слоя;

σ_zg – напряжение, возникающее на кровле слабого слоя от собственного веса грунтов;

Определение дополнительного давления, действующего на отметке подошвы фундамента:

, (42)

где – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

γ – средний удельный вес грунтов, расположенных выше отметки подошвы фундамента, кН/м³;

Определение напряжения от дополнительного давления на отметке кровли слабого слоя:

, (43)

Где α – коэффициент, учитывающий распределение напряжений по глубине, зависящий от двух параметров: относительной глубины 2z/b (z – глубина залегания рассматриваемой границы от подошвы фундамента) и соотношения сторон подошвы фундамента (принимаем согласно [3 приложение 2 таблица 6]);

При z = 2 и b = 3,88, а=15,28 : = 0,793

Определение напряжения, возникающего на кровле слабого слоя от собственного веса грунтов:

, (44)

где d – глубина заложения фундамента, м;

γ_sв – удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды, кН/м³;

Таким образом, напряжение на кровле подстилающего слоя составляет:

Определение площади условного фундамента на отметке кровли слабого слоя:

, (45)

Определение ширины условного фундамента

, (46)

где,

Расчетное сопротивление на уровне кровли слабого слоя:

- условие соблюдается, следовательно прочность слабого слоя обеспечена.

4.3. Проверка положения равнодействующей активных сил

Для оснований из нескальных грунтов под фундаментами мелкого заложения, рассчитываемыми без учета заделки в грунт, положение равнодействующей расчетных нагрузок (по отношению к центру тяжести площади подошвы фундаментов), характеризуемое относительным эксцентриситетом , который не должен превышать 1. При этом эксцентриситет , м, и радиус ядра сечения подошвы фундамента r, м, определяют по формуле:

, (47)

, (48)

где - момент сил, кН·м, действующих относительно главной центральной оси подошвы фундамента;

- равнодействующая вертикальных сил, кН;

- момент сопротивления подошвы фундамента для менее напряженного ребра, м³;

- площадь подошвы фундамента, м².

Для проверки этого условия определяем вертикальную силу и момент при действии на фундамент нормативных постоянных и временных нагрузок ( ) для основного и дополнительного сочетаний.

Нормативный вес фундамента, грунта и воды на его уступах составляет .

Для основного сочетания вертикальная сила и момент:

N_Iх = 5645,65 +3564,21 = 9209,86 кН,

H_Ix = 124,19 кН,

M_Iу = 1096 + 124,19·3,80 = 1567,93 кН*м.

Вычисляем по эксцентриситет равнодействующей нормативных нагрузок и радиус ядра сечения подошвы фундамента для основного сочетания.

e₀=M/N=1567,93/9209,86=0.17 м, r=b/6=3,88/6=0,65, e₀/r=0,17/0,65=0,26<1

Для дополнительного сочетания вертикальная сила и момент:

N_Iу = 4137,4 +3564,21 = 7701,61 кН,

H_Iу = 766,79 кН,

M_Ix = 4449,44+ 766,79·3,8 = 7363,24 кН*м.

Вычисляем по эксцентриситет равнодействующей нормативных нагрузок и радиус ядра сечения подошвы фундамента для дополнительного сочетания.

e₀=M/N=7363,4/7701,61=0.96 м, r=а/6=15,28/6=2,55, e₀/r=0,96/2,55=0,38<1

То есть полученные значения не превышают допустимого значения