8.4.1. Розрахунок осадки основи.

Осадка визначається методом пошарового сумування по формулі:

де: β – безрозмірний коефіцієнт, рівний 0,8;

σ_zpi – середнє значення додаткового напруження в і-м шарі ґрунту, визначається по формулі:

де: σ_zpi-1 і σ_zpi – напруження на верхній та нижній границях шару;

Е_і – модуль деформації і-го шару ґрунту;

n – кількість шарів, на які розбита стиснута товща основи.

Додаткові напруження на границях шарів визначаються за формулами:

σ_zpi=α·σ_zpo;

σ_zpo=P_o- σ_zgo;

де: α – коефіцієнт розсіювання напруження, який залежить від форми фундаменту, співвідношення сторін прямокутного фундаменту та відносної глибини, рівної Z_i/b_мф;

Z_i – товщина шару, яка відраховується від підошви фундаменту;

b – менша сторона фундаменту на рівні підошви;

Р_о – середній тиск під підошвою фундаменту;

σ_zgo – вертикальне напруження від власної ваги ґрунту на рівні підошви фундаменту.

σ_zgo=γ·d=9,4·9,5=89,3кН/м²;

σ_zgi=γ_i·h_i;

де: γ – питома вага ґрунту.

Якщо ґрунти насичені водою, то питома вага визначається за формулою:

По обчисленим даним природних та додаткових тисків будуються епюри.

Побудова епюр напружень σ_zp σ_zg необхідно продовжувати до значення глибини Z=H_c , на якій виконується умова:

σ_zpі<0,2 σ_zgi;

Модуль деформації ґрунту Е може бути задан числовим значенням або вхідними даними для побудови компресійної кривої е=ζ(Р).

Після побудови компресійної кривої по епюрі напружень від власної ваги ґрунтів для кожного елементарного слою h_і , на які розбита стиснута товща ґрунтів Н_с , визначають середнє значення напружень від власної ваги ґрунту σ_zg , відповідне початковому напруженню в ґрунтах до побудови споруди та відкладають цю величину, з урахуванням масштабу напружень, на вісі напружень компресійної кривої. Перпендикуляр, встановлений в цю точку до перетинання з компресійною кривою, дає початкове значення коефіцієнта пористості і-го слою е_і1.

Далі по епюрі тисків беруть значення повного середнього значення напружень в і-м слою ґрунтів σ_zgi+ σ_zpi і, відкладаючи його на компресійній кривій , отримують значення коефіцієнту пористості е_і2 ґрунтів, відповідне напруженню в ґрунтах після побудови спорудження.

Потім по формулам визначаємо Е_і

де а_і- коефіцієнт стискання ґрунтів;

е_і1 ,е_і2 –коефіцієнти пористості ґрунту основи відповідно до будівництва і після будівництва;

Е_і- модуль деформації ґрунтів і-го слою;

σ_z-середній повний тиск в і-му слоі ґрунтів основи по вертикальній осі будівлі.

Такі операції виконуються для кожного елементарного і-го слою висотою h_i в границях всієї зжатої товщі ґрунтів основи Н_с.

Виконуємо обчислення для одного шару ґрунту в повній формі, для всіх інших розрахунок робимо в табличній формі.

σ_zpo=0,28-0,089=0,191МН/м³;

σ_zp1=0,191·0,976=0,186 МН/м³;

е_і1=0,779 е_і2=0,764;

Всі інші розрахунки для визначення осадки фундаменту зводимо до таблиці

Таблиця 8.1. Розрахунок осадки фундаменту.

Zi, м	Zi/bмф	αі	σzgi, МПа	σzpi, МПа	σzgср, МПа	σzpср, МПа	σzgср+ σzpср	еі1	еі2	аі , МПа	Еі, МПа	Si, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
0	0	1,000	0,089	0,191	0,095	0,189	0,644	0,779	0,764	0,079	22,52	0,009
1,46	0,2	0,976	0,101	0,183	0,107	0,174	0,281	0,741	0,726	0,086	20,24	0,010
2,92	0,4	0,854	0,113	0,163	0,119	0,148	0,267	0,739	0,726	0,088	19,76	0,008
4,38	0,6	0,692	0,125	0,132	0,131	0,118	0,249	0,737	0,726	0,093	18,68	0,009
5,84	0,8	0,545	0,137	0,104	0,143	0,093	0,236	0,735	0,726	0,097	17,89	0,006
7,3	1,0	0,428	0,149	0,082	0,155	0,074	0,229	0,734	0,726	0,108	16,05	0,005
8,76	1,2	0,339	0,161	0,065	0,167	0,058	0,225	0,733	0,726	0,121	14,32	0,005
10,22	1,4	0,272	0,173	0,052	0,179	0,047	0,226	0,733	0,726	0,148	11,70	0,005
11,68	1,6	0,221	0,185	0,042	0,191	0,039	0,230	0,734	0,726	0,205	8,45	0,005
13,14	1,8	0,183	0,197	0,035								Σ=0,062

Величина обчисленої осадки не повинна перевищувати допустимого значення осадки: S≤S_доп

де: L – довжина меншого прольоту який примикає до опори, приймаємо L=25м.

Так як 0,062<0,106 умова виконується.

8.4.2 Розрахунок крена фундаменту і зміщення верху опори.

При дії горизонтальних сил і моментів від відцентрово прикладених сил може виникнути крен фундаменту і зміщення верху опори. Розрахунок величини крена розраховують по формулі:

де: М_с – опрокидувальний момент від нормативних навантажень;

b – ширина підошви фундаменту;

К_б – коефіцієнт, приймає мий в залежності від співвідношення сторін фундаменту, К_б=0,27;

μ – коефіцієнт Пуассона, приймаємо рівним для пісків 0,30;

Е – модуль деформації ґрунту.

Горизонтальне зміщення верха опори обчислюється за формулою:

S=i₀·h;

де: h – відстань від верха опори до підошви фундаменту.

S=0,002·12,0=0,024м

S повинно задовольняти умові:

S= S_пр;

де:

Тому що 0,0165<0,025 умови виконуються.