3.1.2.2 Определение осадок фундамента методом послойного суммирования
Рассчитывать осадку основания фундамента под колонну будем методом послойного суммирования.
Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта:
(3.9)
где:
удельный
вес грунта
го
слоя;
мощность
го
слоя.
Взвешивающему действию воды не подвергаются водоупорные слои, к которым относятся скальные и глинистые грунты с показателем текучести JL0,25.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен определяться с учётом взвешивающего действия по формуле (3.7):
Для песка крупного – 3-ий слой (не является водоупором) ниже WL по формуле (3.7):
Для песка средней крупности – 4-ый слой (не является водоупором) ниже WL по формуле (3.7):
Определяем вертикальное напряжение от собственного веса грунта в характерных плоскостях:
На подошве 1-го слоя (растительный слой):
На подошве 2-го слоя (песок мелкий):
.
На отметке подошвы фундамента:
.
На уровне грунтовых вод:
.
На подошве 3-го слоя (песок крупный):
.
На подошве 4-го слоя (песок средней крупности):
.
Так как ниже залегает суглинок полутвердый, который является водоупором, то для осадки 5-го слоя необходимо учесть давление столба воды на суглинок:
На подошве 5-го слоя (суглинок полутвердый):
.
Определяем
дополнительное (к природному) вертикальное
напряжение в грунте под подошвой
фундамента и строим эпюру
.
,
(3.10)
где:
– среднее давление на уровне подошвы
фундамента, кПа;
Толщу
грунта ниже подошвы фундамента разбиваем
на слои не более
:
.
Значения
эпюры
рассчитываются по формуле:
,
(3.11)
где:
коэффициент,
принимаемый по табл. В.5[1] в зависимости
от формы подошвы фундамента
и относительной глубины
.
Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:
,
(3.12)
где: β – безразмерный коэффициент для всех видов грунтов, β=0,8;
–
среднее дополнительное
вертикальное напряжение в i-том
слое грунта, кПа.
Осадка основания фундамента вычисляется суммированием величины осадки каждого слоя. Суммарно, она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения:
(3.13)
Вычисления сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 Определение осадок фундамента
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Песок крупный |
|||||||||
0 |
0 |
1 |
0 |
840,97 |
63,0 |
12,6 |
35000 |
0 |
|
40 |
0,57 |
0,922 |
40 |
775,37 |
70,96 |
14,19 |
0,739 |
||
56 |
0,8 |
0,852 |
16 |
716,51 |
72,61 |
14,52 |
0,273 |
||
112 |
1,6 |
0,544 |
56 |
457,49 |
78,38 |
15,68 |
0,751 |
||
168 |
2,4 |
0,337 |
56 |
283,41 |
84,16 |
16,83 |
0,474 |
||
180 |
2,57 |
0,309 |
12 |
259,86 |
85,39 |
17,08 |
|
0,075 |
|
Песок средней крупности |
|||||||||
224 |
3,2 |
0,22 |
44 |
185,01 |
89,90 |
17,98 |
28000 |
0,28 |
|
280 |
4,0 |
0,153 |
56 |
128,67 |
95,64 |
19,13 |
0,251 |
||
336 |
4,8 |
0,111 |
56 |
93,35 |
101,38 |
20,28 |
0,178 |
||
392 |
5,6 |
0,084 |
56 |
70,64 |
107,12 |
21,42 |
0,131 |
||
430 |
6,14 |
0,072 |
38 |
60,55 |
111,02 |
22,20 |
0,071 |
||
Суглинок полутвердый |
|||||||||
448 |
6,4 |
0,066 |
18 |
55,5 |
153,62 |
30,72 |
16400 |
0,051 |
|
504 |
7,2 |
0,052 |
56 |
43,73 |
164,82 |
32,96 |
0,136 |
||
560 |
8 |
0,043 |
56 |
36,16 |
176,02 |
35,20 |
0,109 |
||
∑ |
3,519 |
||||||||
Определяем нижнюю границу сжимаемой зоны (В.С.). Она находится на горизонтальной плоскости, для которой справедливо выражение:
.
(3.14)
Данное
условие соблюдается на глубине
от подошвы фундамента (см. табл 3.1, рисунок
3.3).
Осадка
основания
,
где
согласно табл. В4 [1].
Рисунок
3.2 – Схема к расчету осадок методом
послойного суммирования