3.1.3. Определение осадок фундамента

Рассчитать осадку основания фундамента под колонну методом послойного суммирования. Размеры фундамента в плане b=1,4 м. Среднее давление под подошвой фундамента Р_ср = 553,58 кПа.

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта .

, где γ_i - удельный вес грунта; h_i – толщина слоя.

Удельный вес грунтов , залегающих ниже уровня подземных вод (WL), но выше водоупора, должен определяться с учётом взвешивающего действия воды.

,

где е_i – коэф. пористости i-го слоя.

γ_si – удельный вес частиц слоя i-го грунта.

γ_w - удельный вес воды – 10 кН/м³

Для песка ниже WL.

Для супеси ниже WL.

Определяем вертикальные напряжения от собственного веса грунта в характерных плоскостях:

На подошве 1 слоя (песок).

На отметке уровня грунтовых вод:

На подошве фундамента:

На подошве 2 слоя (песок).

На подошве 3 слоя (супесь):

Так как ниже залегает глина тугопластичная (водоупор), то необходимо учесть давление столба воды на глину:

Определяем дополнительное вертикальное давление в грунте под подошвой фундамента и строим эпюру .

kПа

Толщину грунта мощностью (5-6)·b м ниже подошвы фундамента разбиваем на слои не более 0,4·b. h_i = 0.5м < 0.4·1,4 = 0,56м.

, где α – коэф. принимаемый по ГОСТ 2.02.01.-83 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношение сторон ŋ = l/b и относительной глубины ξ = 2·z/b

ŋ = 1,7/1,7 = 1

Осадка каждого слоя определяется по формуле:

,

где β = 0.8 - безразмерный коэффициент для всех видов грунтов

σ_Zpiср - среднее дополнительное вертикальное напряжение в i-том слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя, толщиной h_i.

Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя. Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения, определяемой по табл. 72 /8/:

.

Вычисления σ_Zgi и σ_Zpi для любых горизонтальных сечений ведем в табличной форме (табл. 4.1). По полученным данным σ_Zgi и σ_Zpi строим эпюры. Определяем нижнюю границу сжимаемой зоны (В.С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:

0.2·σ_Zg ≈ σ_Zp.

Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации E < 5.0 МПа, или такой слой залегает непосредственно ниже В.С., то нижняя граница определяется из условия:

σ_Zp =0.1·σ_Zg.

Вычисления сводим в таблицу 3.

Z,см	=2·Z/b	α	hi,см	кПа	кПа	0,2·	Еi, кПа	Si, см
Песок мелкий, средней крупности, насыщенный водой
0	0	1	-	340,76	35		17900	-
10	0,1176	0,986	10	335,99			17900	0,7337
50	0,5882	0,941	50	320,66			17900	0,739
100	1,1765	0,625	50	212,98			17900	0,5962
130	1,5294	0,479	30	163,22	48		17900	0,2522
Супесь пластичная
150	1,7647	0,402	20	136,99			24000	0,0457
200	2,3529	0,266	50	90,642			24000	0,1897
250	2,9412	0,187	50	63,722			24000	0,1286
300	3,5294	0,134	50	45,662			24000	0,0912
345	4,0588	0,076	40	25,898			24001	0,0477
350	4,1176	0,103	50	35,098			24000	0,0508
390	4,5882	0,084	40	28,642	74,76	14,952	24000	0,0425
Глина полутвердая
400	4,7059	0,08	10	27,261	114,16	22,832	21000	0,0106
428	5,0353	0,0705	28	24,024	119,73	23,946	21000	0,0274

Где