Вычисление осадки фундамента на линейно-деформируемом полупространстве

 

Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

,

(31)

где b - безразмерный коэффициент, равный 0, 8;

s_{zp, i} - среднее значение вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта от давления по подошве фундамента р_II, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

s_{zу, i} - среднее значение вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i и Е_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

Е_ei - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного загружения (при отсутствии данных допускается принимать равным Е_ei = = 5Е_i);

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных нормальных напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 15.

Вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: s_zp и s_{zу, i} – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, и s_{zp, c} – по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяются по формулам:

szp = a× pII,

(32)

szg, i = a× szg, 0,

(33)

szp, c = a× pII / 4,

(34)

где a - коэффициент, принимаемый по таблице 17 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: x (x =2z/b – при определении s_zp и x =z/b– при определении s_{zp, с});

р_II - среднее давление под подошвой фундамента;

s_{zg, 0} - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается s_{zg, 0} = d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой s_{zg, 0} = = d_n, где - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и d_n – обозначены на рисунке 15).

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта s_zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

,

(35)

где - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента (см. п. 3.2);

d_n - глубина заложения фундамента от природной отметки (см. рисунок 15);

g_IIi и h_i - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды по формуле (11).

При определении s_zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины (см. п. 3.6).

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = H_c, где выполняется условие s_zр = k× s_zg (здесь s_zр – дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; s_zg – вертикальное напряжение от собственного веса грунта), где k = 0, 2 для фундаментов с b £ 5 м и k = 0, 5 для фундаментов с b > 20 м (при промежуточных значениях k определяется интерполяцией).

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = H_c, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия s_zр = 0, 1× s_zg .

Осадки фундаментов должны вычисляться с учетом влияния соседних фундаментов. Для этого к напряжениям s_zp, возникающим от давлений по подошве рассчитываемого фундамента, при вычислении осадок добавляют дополнительные напряжения, возникающие от давлений по подошвам соседних фундаментов

szp, nf = szp + S szp, di.

(36)

Дополнительные вертикальные напряжения s_{zp, d}, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы рассматриваемого фундамента от давления по подошве соседнего фундамента, определяются алгебраическим суммированием напряжений s_{zp, cj}, кПа, в угловых точках фиктивных фундаментов (рисунок 16) по формуле

szp, d = S szp, cj.

(37)

При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью q, кПа (например, от веса планировочной насыпи) значение s_{zp, nf} по формуле (36) для любой глубины z определяют по формуле s_{zp, nf} = s_zp + q.

Пример 3. Определить осадку отдельно стоящего фундамента мелкого заложения. Инженерно-геологический разрез показан на рисунке 17. Размеры фундамента: высота h_f = 3 м; подошва b´ l= 3´ 3, 6 м. Давления по подошве фундамента р_II = 173, 2 кПа. Характеристики грунтов:

1 Слой - g_II1 = 19 кН/м³; Е = 9000 кПа;

2 Слой - g_II2 = 19, 6 кН/м³; g_s = 26, 6 кН/м³; е = 0, 661; Е = 14000 кПа;

3 Слой - g_II3 = 19, 1 кН/м³; Е = 18000 кПа.

Решение. Осадка отдельно стоящего фундамента мелкого заложения определяется по формуле (31).

Т.к. глубина заложения фундамента меньше 5 м второе слагаемое в формуле не учитывается.

При ширине подошвы фундамента b £ 5 м и отсутствии в основании слоев грунта с Е < 5 МПа суммирование проводится до тех пор, пока s_zр не станет меньше 0, 2× s_zg.

Фундамент прорезает только один слой грунта – супесь (рисунок 17), поэтому осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, также равно собственно удельному весу супеси 19 кН/м³.

Находим s_{zg, 0} = d_n = 19× 3, 1 = 58, 9 кПа; h = l/b = 3, 6/3 =1, 2; 0, 4× b = 0, 4× 3 = 1, 2 м. Разбиваем основание на слои толщиной не более 0, 4× b. Толщины слоев грунта, расположенных под подошвой фундамента, позволяют разбить основание на слои толщиной 1, 2 м.

Вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундаментаs_zp и s_zу определяем по формулам (32) и (33).

Коэффициент a находим интерполяцией по таблице 17, в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента h и относительной глубины, равной x =2z/b.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта s_zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяем по формуле (35).

Для песка пылеватого, расположенного ниже уровня грунтовых вод, при определении удельного веса учитываем взвешивающее действие воды

9, 99 кН/м³.

Вычисление осадки сведены в таблицу 18. Жирным курсивом в нижней строке таблице показаны параметры, определившие границу сжимаемой толщи.

Расчетная схема для определения осадки фундамента показана на рисунке 17 (эпюра s_zу на рисунке не показана).

 

 

Таблица 18

 

№ игэ	z, м	x	a	h, м	szp, кПа	szg, кПа	g11, кН/м3	szg, кПа	0, 2szg, кПа	кПа	кПа	Е, кПа	м
			1, 000		173, 2	58, 9		58, 9	11, 8	114, 31
1, 2	0, 8	0, 824	1, 2	142, 7	48, 53		81, 7	16, 3	94, 19	104, 3		0, 0139
2, 4	1, 6	0, 491	1, 2	84, 96	28, 89		104, 5	20, 9	56, 07	75, 1		0, 0100
	3, 6	2, 4	0, 291	1, 2	50, 40	17, 14	9, 99	116, 5	23, 3	33, 26	44, 7		0, 0038
4, 8	3, 2	0, 185	1, 2	32, 04	10, 9	9, 99	128, 5	25, 7	21, 15	27, 2		0, 0023
		0, 127	1, 2	21, 91	7, 45	9, 99	140, 5	28, 1	14, 46	17, 8		0, 0015
												S	0, 0316

 

 

Осадка фундамента равна S = 0, 8× 0, 0316 = 0, 025 м.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: