3.1.3 Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

Расчет осадки фундамента производится из условия:

S<Su, (3.13)

где S – величина конечной осадки фундамента, определяемой расчетом;

Su – предельная величина деформации основания фундаментов зданий и сооружений, принимаемая по таблице В.4[1], для производственных и гражданских зданий с полным каркасом равна 8 см.

Для определения осадки фундамента составляем схему (рисунок 3.2), на которой в верхней части посредине вычерчиваем фундамент, слева от фундамента - инженерно-геологические условия и характеристики грунтов. От оси фундамента влево откладываем ординаты и строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта. Построение эпюры начинаем от отметки поверхности природного рельефа при планировке подсыпкой или срезкой. Ординаты эпюры вычисляются в характерных горизонтальных сечениях (на нижней границе каждого слоя, под подошвой фундамента, на уровне грунтовых вод) по формуле:

(3.14)

где - удельный вес грунта i-ого слоя, кН/м³;

- мощность -ого слоя, м.

Определяем вертикальное напряжение от собственного веса грунта в характерных плоскостях:

- точка 1 на отметке NL: .

- точка 2 на подошве фундамента:

- точка 3 на подошве первого слоя (песок мелкий):

- точка 4 на отметке уровня грунтовых вод WL:

- точка 5 на подошве второго слоя (песок крупный ):

- точка 6 на подошве третьего слоя (песок средний ):

Т.к. ниже залегает суглинок и является водоупором, то необходимо учесть гидростатическое давление столба воды:

- точка 6 на кровле 3-его слоя (суглинок полутвердый)

- 4-й слой (суглинок полутвердый):

Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента и строим эпюру .

, (3.15)

Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на ряд слоев, мощностью не более 0.4*b:

Величина дополнительного вертикального напряжения для любого сечения ниже подошвы фундамента вычисляется по формуле:

, (3.16)

где - коэффициент, учитывающий изменение дополнительного вертикального напряжения по глубине и определяемый по таблице В.5[1] в зависимости от формы подошвы фундамента (l/b=3/2.5=1.2)и относительной глубины ;

Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:

_(3.17)

где безразмерный коэффициент для всех видов грунтов

среднее дополнительное вертикальное напряжение в том слое грунта.

; (3.18)

Для удобства вычисления осадки фундамента сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 Определение осадок фундамента

Z, м	hi, м						Ei, кПа	Si, кПа
Песок мелкий
0	0	0,0	1,000	180,36	29,64	5,93	8000	0,000
1	1	0,8	0,824	148,62	46,64	9,33	8000	1,185
2	1	1,6	0,490	88,38	63,64	12,73	8000	0,832
2,2	0,2	1,8	0,433	78,10	67,04	13,41	8000	0,138
Песок крупный
2,8	0,6	2,2	0,333	60,06	79,04	15,81	32000	0,073
3,8	1	3,0	0,208	37,51	89,34	17,87	32000	0,078
4,7	0,9	3,8	0,139	25,07	98,61	19,72	32000	0,052
Песок средний
5,2	0,5	4,2	0,116	20,92	103,81	20,76	28500	0,027
5,7	0,5	4,6	0,099	17,86	109,01	21,80	28500
								2,386

Определяем нижнюю границу сжимаемой зоны грунта, она находится на глубине Н_с ниже подошвы фундамента, где соблюдается условие

Это условие соблюдается на глубине Н_с=5,2 м от подошвы фундамента. Осадка фундамента S_i=2,4≤8.

Рисунок 3.2 Расчетная схема к определению осадок