3.6. Расчет стабилизированной осадки фундамента мелкого заложения по деформациям

СТЕНА Б (СТЕНА В).

Фундамент мелкого заложения колонны внутренней стены стены имеет габариты:

- ширину b=2,00 м;

- длину l=4,00 м;

- глубину заложения d=3,50 м.

Среднее давление под подошвой фундамента PII=400 кПа, что меньше R=491,33 кПа.

Деформационные свойства грунтов определены лабораторными

компрессионными испытаниями (второй и третий слой) и полевыми

штамповыми (четвертый и пятый слой). Результаты испытаний приведены в таблицах 5.1 и 5.2.

Вычисление ординат эпюры природного давления σ_zg,_i :

При планировке срезкой эпюра природного давленияна планировочной отметке DL принимается равной нулю.

На границе 1 и 2 слоев

σ_zg,₁=γ1*h1=18*1.22=21.96 кПа.

На границе 2 и 3 слоев

σ_zg,₂=σ_zg,₁+γ_2SB*h2=21.96+18.9*1,10/(1+0,457)=36.23 кПа.

На отметке подошвы фундамента

σ_zg,₀=36.23+1,86=38.09 кПа.

На границе 3 и 4 слоев

σ_zg,₃=σ_zg,₂+γ_3SB*h3=38.09+1.86=39.95 кПа.

На границе 4 и 5 слоев

σ_zg,₄=σ_zg,₃+γ_4SB*h4=98,64 кПа.

С учетом давления толщи воды высотой hw=8,15м над суглинком тугопластичным, являющимся водоупором

σ_zg,_4w=σ_zg,₄+γ_w*hw=98,64+10*8,15=180,14 кПа.

В пятом слое на глубине 0,43 м от границы 4между 4 и 5 слоями:

σ_zg,₅=σ_zg,_4w+γ₅*h5=180,14+21,80*0,43=189,51 кПа.

Вычитание ординат вспомогательной эпюры 0,2*σ_zg,_i:

Таблица 5.5

σzg,i, кПа	21.96	36.23	39.95	44.38	98,64	180,14	189,51
0,2*σzg,i, кПа	-	-	-	8.87	19,73	36,03	37,90

Вычисление ординат эпюры дополнительного давления σ_zp,_i :

Соотношение сторон фундамента η=l/b=1,00.

σ_zp,₀=PII - σ_zg,₀=400 – 39.95=360.05кПа. σ_zp,i= σ_zp,₀* α_i, кПа.

Таблица 5.6

№п.п.	ξ		α	σzp кПа	0,2σzg кПа
1	0	0	1	360,05	72,01
2	0,4	0,42	0,96	345,648	69,1296
3	0,8	0,84	0,8	288,04	57,608
4	1,2	1,26	0,606	218,1903	43,63806
5	1,6	1,68	0,449	161,6625	32,33249
6	2	2,1	0,336	120,9768	24,19536
7	2,4	2,52	0,257	92,53285	18,50657
8	2,8	2,94	0,243	87,49215	17,49843
9	3,2	3,36	0,201	72,37005	14,47401
10	3,6	3,78	0,16	57,608	11,5216
11	4	4,2	0,131	47,16655	9,43331
12	4,4	4,62	0,108	38,8854	7,77708
13	4,8	5,04	0,091	32,76455	6,55291
14	5,2	5,46	0,077	27,72385	5,54477
15	6	6,3	0,067	24,12335	4,82467
16	6,4	6,72	0,058	20,8829	4,17658
17	6,8	7,14	0,051	18,36255	3,67251

3 слой – песок средней крупности (глубина отбора 4,00 м)

Коэффициент сжимаемости

m0,3=(е1-е2)/(σzполн - σzg)= 0,000038кПа^-1.

Относительный коэффициент сжимаемости

m_v,III=m0,3/(1+е1)=0,000038/(1+0,527)=0,0000234 кПа^-1.

Модуль деформации при β=0,74 для песков:

Е_III=β/m_v,III=0,74/0,0000234=31671,91 кПа=31,67 МПа.

4 слой – песок крупный, плотный, насыщенный водой (глубина 8,50 м)

σzg=121,83 кПа. S1=0,65мм.

σzполн=220,21 кПа. S2=1,15мм.

Δσz=220,21-121,83=98,38 кПа. ΔS=1,15-0,65=0,50 мм.

Модуль деформациипри коэффициенте Пуассона для песка ν=0,25:

Е_IV=ω*(1-ν²)*d* Δσz/ΔS=40366 кПа==40,37 МПа.

5 слой – суглинок тугопластичный (глубина 12,00 м)

σzg=184,83 кПа. S1=1,50мм.

σzполн=222,23 кПа. S2=1,78мм.

Δσz=222,23-184,83=37,40 кПа. ΔS=1,78-1,50=0,28 мм.

Модуль деформации при коэффициенте Пуассона для суглинка тугопластичногоν=0,22:

Е_V=ω*(1-ν²)*d* Δσz/ΔS=27815 кПа==27,82 МПа.

Вычисление осадки в пределах сжимаемой толщиНс=5,70 м.

3 слой (5 элементарных слоев и 1 неполный слой):

S3=0,0142 м=1,42 см.

S3=1,42 см.

4 слой (7 элементарных слоев и 2 неполных слоя):

S4=0,00053 м=0,05 см.

S4=0,05 см.

5 слой (2 неполных слоя):

S5=0,0004 м=0,04 см.

S5=0,04 см.

Суммарная осадка S=S3+S4+S5=1,42+0,05+0,04=1,51 см, что меньше максимальной величины осадки Su=8,00 см для гражданского здания с полным железобетонным каркасом.

Разность осадок фундаментов под наружную и внутреннюю колонну здания

ΔS=1,81-1,51=0,30 см.

Расстояние между центрами фундаментов L=5,50 м.

ΔS/L=0,30/550=0,0005, что меньше нормируемой относительной разности осадок (ΔS/L)u= 0,002.

Условия расчета по второму предельному состоянию для фундамента внутренних колонн (оси Б и В) выполнены.

Окончательно принимаю монолитный железобетонный фундамент с

размерами 2,00х4,00х0,50 м с двумя подколонниками 2Ф12.9-2 под внутренние колонны. Глубина заложения фундамента 3,50 м.