Определение осадки фундаментов методом послойного суммирования. Определение осадки фундамента

Определение осадки фундамента на естественном основании методом послойного суммирования.

Исходные данные:

- ширина подошвы равна 2,1 м, длина подошвы - 2,7 м.

- среднее давление по подошве pII= 466,8 кПа.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента

II= (3,221,2 + 16,01,6 + 8,70,25) / 5,05 = 18,93кН/м3.

zg0=II’d= 18,935,05 = 95,6 кПа

Дополнительное давление на уровне подошвы фундамента

p0 = pII - II’  d = 466,8 – 95,6 =371,2 кПа

Разбиваем основание на слои толщиной:

hi0,4bhi= 0,42,1 = 0,84 м.

Точка 1:;;

0,8348

Дополнительное напряжение

= 0,8348·371,2 =309,9 кПа,

Напряжения от собственного веса грунта

= 95,6 + 16,0 · 0,84 = 109,1 кПа.

Точка 2:0,5092

= 0,5092 ·371,2 = 189,0 кПа,

= 109,1 + 16,0 · 0,84 = 122,5 кПа.

Точка 3:0,3063;

= 0,3063 ·371,2 = 113,7 кПа,

= 122,5 + 16,0 · 0,84 = 135,9 кПа.

Точка 4:0,2750;

= 0,275·371,2 =102,1 кПа,

= 135,9 + 16,0 ·0,23 = 139,6 кПа.

Точка 5:0,1963;

= 0,1963·371,2 =72,9 кПа,

= 139,6 + 21,4 ·0,61 = 152,7 кПа.

Точка 6:0,1348;

= 0,1348·371,2 =50,0 кПа,

= 152,7 + 21,4 ·0,84 = 170,7 кПа.

Точка 7:0,0973;

= 0,0973·371,2 =36,1 кПа,

= 170,7 + 21,4 ·0,84 = 188,7 кПа.

В точке 4 кПа < 0,2кПа на 1,6 кПа, что меньше 2% от дополнительного давления по подошве, поэтому можно принять нижнюю границу сжимаемой толщи в точке 7.

Среднее дополнительное давление по слоям:

Слой 1:

Слой 2: ,

Слой 3: ,

Слой 4:

Слой 5:

Слой 6:

Слой 7:

Определяем осадку фундамента

S = 0,8 ((340,55  0,84 + 249,45  0,84 + 151,35  0,84 + 107,9  0,23)/13000 + (87,5  0,61 + 61,45  0,84 + 43,05  0,84)/50000) = 0,042м = 4,2см < Su,max = 8 см.

Рис. 3.2. К расчету осадки фундамента.

Определение осадки методом послойного суммирования по сп-101-2004

Исходные данные:

- ширина подошвы равна 2,1 м

- длина подошвы – 2,7 м

- среднее давление по подошве ;

- глубина заложения фундамента d = 5,05 м;

удельный вес грунта выше подошвы γ!= 18,93 кН/м3.

Под подошвой находится слой суглинка толщиной 2,75 м со следующими характеристиками: ,.

Ниже находится слой крупного песка со следующими характеристиками:

1) Напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента

2) Основание разбиваем на слои толщиной

Точка 1:;;0, 8348

Напряжение от давления по подошве:

= 0,8348·466,8 =389,7 кПа,

Напряжения от собственного веса грунта

= 95,6 + 16,0 · 0,84 =109,1 кПа.

Точка 2:;0,5092

= 0,5092 ·466,8 = 237,7 кПа,

=109,1 + 16,0 · 0,84 =122,5 кПа.

Точка 3:0,3063;

= 0,3063 ·466,8 = 143,0 кПа,

=122,5 + 16,0 · 0,84 = 135,9 кПа.

Точка 4:0,2750;

= 0,2750·466,8 =128,4 кПа,

= 135,9 + 16,0 ·0,23 = 139,6 кПа.

Точка 5:0,1963;

= 0,1963·466,8 =91,6 кПа,

= 139,6 + 21,4 ·0,61 = 152,7 кПа.

Точка 6:0,1348;

= 0,1348·466,8 =62,9 кПа,

= 152,7 + 21,4 ·0,84 = 170,7 кПа.

Точка 7:0,0973;

= 0,0973·466,8 =45,4 кПа,

= 170,7 + 21,4 ·0,84 = 188,7 кПа.

Точка 8:0,0732;

= 0,0732·466,8 =34,2 кПа,

= 188,7 + 21,4 ·0,84 = 206,7 кПа.

Точка 71:0,0844;

= 0,0844·466,8 =39,4 кПа,

= 188,7+ 21,4 ·0,42 = 197,7 кПа.

Среднее дополнительное давление по слоям:

Слой 1: ,

Слой 2: ,

Слой 3: ,

Слой 4:

Слой 5: ,

Слой 6: ,

Слой 7: ,

Слой 71:

Ширина подошвы меньше 5 м, поэтому нижнюю границу сжимаемой толщи определяем из условия . Это условие выполняется около точки 71, находящейся на глубине 5,46 м от подошвы.

Осадка фундамента равна

Рис. 3.3. К расчету осадки фундамента

studfiles.net

7.1 Определение осадки ленточного фундамента

Определить осадку ленточного фундамента шириной 1,6 м, среднее давление по подошве фундамента Рср=195,49 кПа, глубина заложения от планировочной отметки DL=159,2 – 2,7. Инженерно-геологические условия в соответствии с инженерно–геологическим разрезом (смотри графическую часть), физико-механические характеристики грунта в соответствии с таблицей 3.

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса в пределах глубины 6×b=6×1,6 м=9,6 м ниже подошвы фундамента.

На подошве песка мелкого:

sZq1=g2×h3 =16,4*2,4=39,36 кПа;

0,2×sZq1=0,2×39,36=7,87 кПа.

На подошве фундамента с учетом взвешивающего действия воды :

sZq0=sZq1+gsb×h2=39,36+10,31*0,3=42,45 кПа;

0,2×sZq0=0,2×42,45=8,49 кПа.

На подошве песка среднего с учетом взвешивающего действия воды :

sZq2=gsb×h4 +sZq1 =10,31*2,2+42,45=65,13 кПа;

0,2×sZq2=0,2×65,13=13,03 кПа.

На подошве суглинка текучепластичного с учетом взвешивающего действия воды:

;

0,2×sZq3=0,2×120.33=24.07 кПа.

На подошве песка среднего с учетом взвешивающего действия воды:

;

0,2×sZq4=0,2×157,87=31,57 кПа.

Эпюры sZqi и 0,2sZqi показаны в графической части.

Дополнительное давление на основание под подошвой фундамента:

P0=Pср-sZq0=195,49 – 42,45=153,04 кПа.

Толщу грунта мощностью 6b=9,6 м ниже подошвы фундамента разбиваем на слои hi£0,4b£0,4×1,6=0,64м. Принимаем hi =0,64.

Далее строим эпюру распределения дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в грунте по формуле (31), где a определяем в зависимости от ПринимаемZ=h.

Вычисления сведем в таблицу 3. Осадку определим по формуле (27) в пределах сжимаемой толщи, т.е. до точки пересечения эпюр sZip=0,2sZq.

Таблица 6 - К расчету осадки фундамента

Наименование грунта	Ei, МПа	Толщина пласта грунта ,м	γi или γsbi, кН/м3	σzq, кПа	0,2σzq, кПа	hi, м	Zi, м	ς=2Z/b, b=1м	α	σzp, кПа	Si, м
Песок средний	34	2,2	10,31	42,45	8,49	0	0	0	1	153,04	-
				49.05	9,81	0,64	0,64	0,8	0,881	134,8	0,00217
				55.64	11,128	0,64	1,28	1,6	0,642	98,3	0,00176
				62.24	12,448	0,64	1,92	2,4	0,477	73,0	0,00129
				65.13	13,026	0,28	2,2	2,75	0,427	65,35	0,00046
Суглинок текучепластичный	12	6	9,2	68.44	13,688	0,36	2,56	3,2	0,374	57,2	0,00147
				74.33	14,866	0,64	3,2	4	0,306	46,8	0,00222
				80.22	16,044	0,64	3,84	4,8	0,258	39,5	0,00184
				86.11	17,222	0,64	4,48	5,6	0,223	34,1	0,00157
				91.99	18,398	0,64	5,12	6,4	0,196	30,0	0,00137
				97.88	19,576	0,64	5,76	7,2	0,175	26,8	0,00121
				103.77	20,754	0,64	6,4	8	0,158	24,2	0,00109
				108.87	21,774	0,64	7,04	8,8	0,143	21,9	0,00098
				115.55	23,11	0,64	7,68	9,6	0,132	20,2	0,0009
				120.33	24,066	0,52	8,2	10,25	0,123	18,82	0,00068
Песок средний	26	3,8	9,9	121.52	24,304	0,12	8,32	10,4	0,122	18,7	0,00007
				127.32	25,464	0,64	8,96	11,2	0,113	17,3	0,00035
				132.21	26,442	0,64	9,6	12	0,106	16,2	0,00033

Суммируем осадку в пределах сжимаемой толщи Hl=7,5 м.

Si=0,00217+0,00176+0,00129+0,00046+0,00147+0,00222+0,00184+0,00157+0,00137+0,00121+0,00109+0,00098=0.01743м=1,74см.

<Su=8см.

Следовательно, основное условие расчета по 2-ой группе предельных состояний удовлетворяется.

studfiles.net

44 Алгоритм расчета осадки основания фундамента

Задача расчета осадки основания сводиться к вычислению интеграла.

СНиП предусматривает вычисление интеграла численным методом путем разбиения грунтовой толщи основания на отдельные элементарные слои толциной hi и при этом вводятся следующие допущения:

Каждый элементарный слой имеет постоянные Е0 и μ0
Напряжение в элементарном слое постоянно по глубине и равно полусумме верхнего и нижнего напряжений
Имеется граница сжмаемой толщи на глубине, где σzp=0.2σzq (где σzq напряжение от собственного веса грунта)

Алгоритм расчета осадки основания фундамента

Основание разбивается на элементарные слои толщиной; где hi<0.4b, b- ширина подошвы фундамента.
Строиться эпюра нарпяжений от собственного веса грунта σzq
Строиться эпюра напряжений от внешней нагрузки σzp
Устанавливается граница сжимаемой толщи.
Определяетсяя напряжение в каждом элементарном слое: σzpi=(σzpверх+σzpниж)/2

6. Рассчитывается осадка каждого элементарного слоя: Si=βσzpihi/Ei

7. Вычисляется конечная осадка основания фундамента, как сумма осадок всех элементарных слоев, входящих в границу сжимаемой толщи.

45. Понятие о расчете осадок во времени

При наблюдении за осадками оснований фундаментов был получен график развития осадок во времени.

Вводиться понятие степени консолидации: U=St/SKOH

Конечная осадка рассчитывается методом СНиП.

Степень консолидации определяется решением дифференциального уравнения одномерной фильтрации:

U=1-16(1-2/π)e-N/π2+(1+2/(3π))e-9N/9+…

Физический смысл степени консолидации выражает величина показателя N:

N=π2kФt/(4m0h3γω)

Где, kФ ~ коэффициент фильтрации, [см/год]

m0 – коэффициент относительной сжимаемости слоя; [см2/кг]

h - толщина сжимаемого слоя; [см]

t - время; [год]

γω - удельный вес воды

Пример

Определить осадку основания фундамента через 1, 2 года и 5 лет. Давление под подошвой фундамента р = 2 кгс/см2; грунт - суглинок; толщина сжимаемого слоя 5м; коэффициент фильтрации kФ = 10 -8 см/сек; Коэффициент относительной сжимаемости суглинка m0=0,01 см2/кг.

1. Определяем величину коэффициента консолидации: ^Перевод из секунд в год

СV=kФ/(m0γω)=(10-8*3*107){см/год}/(0.01{см2/кг}*0,001)=3*104см2/год

2. Определяем величину N:

N= π2 СVt/(4h3)=0.3t

3. Определяем величину степени консолидации:

U1=1-16(1-2/π)e-0.3t/π2

U1=0.39

U2=0.55

U3=0.82

4. Вычисляем величину конечной осадки:

S=hm0p=500*0.01*2=10 см

5. Вычисляем осадки во времени, как: St=SkUi

studfiles.net

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.

Размер подошвы фундамента b * l = 1,0 * 1 = 1,0

Глубина заложения фундамента 2,1 м.

Среднее давление под подошвой фундамента =285,3 кПа.

Ординаты эпюр природного давления и вспомогательной эпюры определены ранее.

По формуле найдем дополнительное вертикальное давление по подошве фундамента.

Для ленточного фундамента в данном случае соотношение ŋ>10; чтобы избежать интерполяции задаемся соотношением , тогда высота элементарного слоя грунта:

Условие удовлетворяется с большим запасом, поэтому в целях сокращения вычислений увеличим высоту элементарного слоя вдвое, чтобы с одной стороны соотношение было кратным 0,4, а с другой стороны, чтобы выполнялось прежнее условие.

Построим эпюру дополнительных вертикальных напряжений от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя формулу и данные таблицы 1 (приложение 2 СНиП 2.02.01-83*). Определим нижнюю границу сжимаемой толщи по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительного давления. Все вычисления приведем в табличной форме.

№

Наименование слоя грунта

Z, м

МПа

, МПа

Суглинок полутвердый

0,4

0,8

1,2

1,6

2,0

2,4

2,8

3,2

3,6

0,8

1,6

2,4

3,2

4,8

5,6

6,4

7,2

1,000

0,881

0,642

0,477

0,374

0,306

0,258

0,223

0,196

0,175

0,2452

0,216

0,1574

0,1169

0,0917

0,075

0,0632

0,0546

0,048

0,0429

Глина полутвердая

4,0

4,4

4,8

5,2

5,6

8,8

9,6

10,4

11,2

0,158

0,143

0,132

0,122

0,113

0,0387

0,035

0,0323

0,0299

0,0277

Определим осадку фундамента, пренебрегая различием модуля деформации на границе слоев грунта, принимая во внимание, что данное предложение незначительно скажется на результатах расчета

где - коэффициент, зависящий от коэффициента относительных поперечных деформаций

- среднее напряжение в i-ом элементарном слое

- высота i-го слоя грунта

- модуль деформации i-го слоя грунта

По нормам средняя осадка для такого типа зданий составляет 10 см, полная расчетная осадка здания не превышает предельно допустимые величины, следовательно, основное условие расчета по второй группе предельных состояний удовлетворяется.

Определение основных размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента (сечение 3-3).

Расчетная нагрузка, приходящаяся на 1 м длины фундамента =243,3 кН/м; глубина заложения фундамента d=2,1 м. В основании залегает суглинок полутвердый непросадочный, среднесжимаемый. Угол внутреннего трения грунта 22 град; удельное сцепление С11 = 6 кПа. Условно-расчетное сопротивление

=250 кПа. Среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрез

=20кН/м3

По принятой глубине заложения фундамента d = 2,1 м определяем ориентировочную ширину подошвы фундамента при расчетном сопротивлении грунта основания:

, т.к. рассчитывается внецентренно нагруженный фундамент, необходимо его ширину увеличить на 20%= 1,17 м+20%=1,4 м.

По каталогу справочника проектировщика выбираем ближайший по размерам типовой сборный блок-подушку шириной 1,4 м, высотой 0,3 м, длиной 2,4 м.

Конструкцию стены фундамента назначим из 3-х фундаментных стеновых блоков шириной 0,6 м, высотой 0,6 м, длиной 2,4 м.

Эксцентриситет, создаваемый моментом

е=0,18>0,033=0,0331,4=0,0462- условие указывает на то, что данный фундамент необходимо рассчитывать как внецентренно нагруженный.

Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*.

По таблице 3 СНиП 2.02.01-83 для заданного соотношения L/H = 60/8,9=6,74;

;

По таблице 4 СНиП 2.02.01-83 для данного грунта ;;

Коэффициент k принимаем равным 1,1, так как характеристики грунта принимались по табличным данным.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента = 19,65, удельный вес грунта выше подошвы фундамента принимаем 19,1

кПа

Найдем среднее давление по подошве фундамента:

-расчетная нагрузка, действующая на обрез фундамента в кН.

-расчетная нагрузка от веса фундамента в кН.

- расчетная нагрузка от веса грунта и пола и других устройств над уступами в кН.

Произведем проверку напряжений в грунте под подошвой фундамента, исходя из условий:

< R ; < 1,2 R ; > 0 ,

и - максимальное и минимальное краевое давление под подошвой фундамента

Вычислим максимальное и минимальное краевые давления по граням фундамента.

Проверяем выполнение условий

кПа; ;

P=218,7 кПа <R= 313,6 кПа

Все условия второй группы предельных состояний выполняются, однако, недонапряжение в грунте основания по максимальному давлению составляет более 10%; следовательно, необходимо уменьшить ширину подошвы фундамента.

По каталогу справочника проектировщика выбираем ближайший по размерам типовой сборный блок-подушку шириной 1,2 м, высотой 0,3 м, длиной 2,4 м.

Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*.

кПа

Найдем среднее давление по подошве фундамента:

Произведем проверку напряжений в грунте под подошвой фундамента, исходя из условий:

< R ; < 1,2 R ; > 0 ,

и - максимальное и минимальное краевое давление под подошвой фундамента

Вычислим максимальное и минимальное краевые давления по граням фундамента.

Проверяем выполнение условий

кПа; ;

P=228,1 кПа <R= 311 кПа

Все условия второй группы предельных состояний выполняются, а недонапряжение в грунте основания по максимальному давлению составляет 3%; что меньше требуемых 10%; следовательно, фундамент шириной b=1,2 м будет более экономичным по сравнению с фундаментом первого приближения, поэтому в данном случае ограничимся вторым приближением, окончательно принимая в качестве фундаментной подушки сборную плиту шириной 1,2 м; длиной 2,4 м; высотой 0,3 м (ФЛ 12.24).

studfiles.net

3.4. Определение осадки фундамента

Определение осадки фундамента определяется методом послойного суммирования. Толщина элементарного слоя:

hi = 0,4 b = 0.4 * 1.2 = 0.48 м.

Расчетная схема на рисунке 7.

Дополнительное вертикальное давление на основание:

Р0 = РIIср - Рб , где

РIIср - среднее давление под подошвой фундамента

Рб – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Рб = ihi = 1.2 * 0.019 + 0.45 * 0.019 = 0,03135

Р0 = 0,3234 – 0,03135 = 0,29205

Ординаты эпюры дополнительного давления:

Р0z =  Р0 , где

 - коэффициент [4, прил. 2, табл. 1], принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной:

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

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

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине, где выполняется условие: 0,2 Рбz > Р 0z

Результаты расчетов приведены в таблице 5.

Таблица 5

Ei - модуль деформации i-го слоя.

Осадка основания определяется по формуле:

S = 0,8 * 0,0374 = 0,0299 М

Предельная деформация основания S u = 0,1 м [4, прил. 4].

S < S u ; 0,03 < 0,1

4. Разработка второго варианта фундамента - свайного.

4.1. Выбор и обоснование глубины заложения фундамента

По инженерно-геологическим условиям строительной площадки слой грунта для опирания сваи - песок средней крупности. свая работает как висячая.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ РОСТВЕРКА

Глубина заложения ростверка ихсодя из конструктивных особенностей (из-за подвала) dз = 1,15 м. (рис. 8)

ВЫБОР ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ СВАИ

Заглубление в несущий слой - минимум 1 м. Заделка сваи в ростверк - 0,1 м. Слой грунта, выбранный для опирания сваи, находится на глубине 6,7 от поверхности земли.

Длина сваи: L = 6,7 - 1,15 + 0,1 + 1 = 6,65 м

Принимаем длину сваи - L = 7 м. Свая С7-30. Сечение 30 х 30 см. Вес q = 1,6 т. Бетон М200. Арматура продольная 4  12 (А-I).

4.2. Определение несущей способности сваи

Расчетная схема на рисунке 9.

Fd = c (cR R A + u  cf fi hi), где

c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый c = 1;

cR, cf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта, [6, табл. 3]: cR = 1;

cf = 1;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи [6, табл. 1]: R = 3805 кПа;

Таблица 6.

A - площадь опирания на грунт сваи, А = 0,3 * 0,3 = 0,09 м2 u - наружный периметр поперечного сечения сваи, u = 0,3 * 4 = 1,2 м fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи [6, табл. 2], в зависимости от средней глубины расположения слоя грунта zi; hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи. Результаты расчетов занесены в таблицу 6.	i	zi , м	hi , м	fi , кПа	fi * hi , кН/м
		8,050
		1,175	0,05	0	0
		2,200	2,00	21.80	43,600
		3,500	0,60	26.00	15,600
		4,800	2,00	28.60	57,200
		6,250	0,90	31.25	28,125
		7,350	1,30	60.70	78,910
		8,025	0,05	62.04	3,1019
	Сумма:				226,5369

Итак, несущая способность сваи:

Fud = 1 * (1 * 3805 кПа * 0.09 м2 + 1.2 м * 226.5369 кН/м) = 614,29 кН

Расчетная нагрузка на сваю:

Р = Fud / k = 614,29 / 1,4 = 438,78 кН,

k - коэффициент надежности. Так как несущая способность сваи определена расчетом, - k = 1,4

Расстояние между сваями:

С = Р * k / NрI = 438,78 * 1 / 402,17 = 1,09 м

С факт = Lзв / 16 = 1,05 м

3d  Cфакт  С; 0,9 < 1,05 <1,09

Условие выполняется.

studfiles.net

Определение осадки фундаментов методом послойного суммирования

В практике строительства в зависимости от свойств оснований и конструкций фундаментов существует более 20 методов определения осадки фундаментов. Рассматриваемый метод расчёта осадки методом послойного суммирования рекомендуется в СНиП (в строительных нормах и правилах), поэтому ему внимание и рассмотрим его подробно в деталях.

Построим расчетную схему (см. рисунок) для отдельностоящего (ленточного) фундамента.

Расчётная схема для отдельно стоящего (ленточного) фундамента для определения его осадки методом послойного суммирования.

Порядок выполнения вычислений:

Строим эпюру Рzр – дополнительных напряжений (уплотняющих давлений).
Строим эпюру природных давлений РΔz, разбив предварительно основание на слои, hi ≤ 0,4b.
Определяем осадку Si отдельных слоёв грунта и, суммируя их, получаем окончательную осадку фундамента.

При этом mvi– определяется из компрессионных испытаний, а величина Pzi – как среднее дополнительное давление в i-том слое грунта (см. эпюру на рисунке).

Если известен модуль общей деформации слоя грунта (Е0i), то осадка может быть определена следующим выражением:

где коэффициент β = 0,8 (по рекомендациям СНиП).

Основные допущения при расчете по этому методу:

Линейная зависимость между напряжениями и деформациями.
Осадки рассматриваются, исходя из эпюры максимальных уплотняющих давлений – под центром фундамента.
Не учитывается, как правило, слоистость напластований при построении Pzр.
Эта задача пространственная (6 компонентов напряжений), мы учитываем лишь только вертикальные напряжения Pzр (5 компонентов не учитываем).
Не учитываем боковое расширение грунта.
На некоторой глубине ограничиваем активную зону, ниже которой считаем, что грунт практически не деформируется, следующими условиями:

Последнее допущение в рассматриваемом методе позволяет определить необходимое число слоёв (n) в знаке суммирования при вычислении осадки фундамента и, таким образом, успешно решить поставленную задачу.

9. Несущая способность оснований.

Под несущей способностью основания подразумевается нагрузка, после превышения которой в нем возникают опасные для сооружения деформации или недопустимые перемещения.Характер деформации грунтов основания под воздействием на него возрастающей нагрузки меняется. Принято различать три фазы деформации основания.В начальной (первой) фазе, называемой фазой уплотнения грунта, осадка основания обусловливается уменьшением размеров пор грунта, расположенного под фундаментом, т. е. уплотнением этого грунта. Эта фаза характерна тем, что касательные напряжения для всех площадок, проходящих через любые точки основания, удовлетворяют условию (1.24) и, следовательно, в основании не возникают сдвиги.

Рис. 3.1. Фазы деформации основания:а — конец фазы уплотнения; б — фаза сдвигов; в—фаза выпирания; 1 — области предельного равновесия; 2 - уплотненное ядро

При увеличении нагрузки в точках основания, расположенных у краев подошвы фундамента (точки 1 на рис. 3.1, а), возникают сдвиги. С этого момента начинается вторая фаза деформации основания, называемая фазой сдвига. Сдвиги по мере увеличения нагрузки захватывают все большие области, которые называют областями предельного равновесия (области 1 на рис. 3.1, б). Непосредственно под фундаментом образуется уплотненное ядро грунта в форме клина, в пределах которого сдвиги не происходят. Во второй фазе осадка основания обусловливается не только уплотнением грунта, расположенного под фундаментом, но и его смещениями в стороны. Давление р по подошве фундамента, соответствующее началу второй фазы деформации основания, называют предельным краевым давлением и обозначают ррr.При дальнейшем увеличении сжимающей нагрузки образовавшееся под фундаментом уплотненное грунтовое ядро 2 (рис. 3.1, в), перемещаясь вниз, расклинивает окружающий грунт и сдвигает его по поверхностям скольжения в стороны и вверх. Основание оказывается разрушенным. Процесс разрушения основания относят к третьей фазе деформации — фазе выпирания. Давление р по подошве фундамента, соответствующее началу третьей фазы деформации, называют предельным давлением.

Несколько иная картина получается для фундаментов с увеличенной глубиной заложения (рис. 3. 2). В этом случае под фундаментом при его нагружении также образуется уплотненное ядро, однако выпора грунта на поверхность не происходит из-за большого всестороннего обжатия. Зоны сдвигов имеют небольшое развитие, и сдвигаемый грунт способен вызвать только уплотнение в зоне, расположенной вокруг подошвы фундамента. Это обусловливает повышение несущей способности оснований с увеличением глубины заложения фундаментов.На рис. 3.3 изображен характерный график зависимости осадки основания s от давления р по подошве фундамента. Первой фазе деформации основания (фазе уплотнения грунта) соответствует начальный участок OA, на котором зависимость осадки от давления близка к прямолинейной. Второй фазе (фазе сдвигов) соответствует участок АВ, где зависимость осадки от давления носит отчетливо выраженный криволинейный характер. Давление рpr, соответствующее точке А (на границе указанных участков), называется пределом пропорциональности. Третьей фазе (фазе выпирания) соответствует участок ВС, который характеризует весьма резкое (катастрофическое) возрастание осадки. Стабилизация осадки не всегда достигается, поэтому давление ри, соответствующее началу третьей фазы деформации основания (точке В), называется пределом прочности или пределом несущей способности основания.

Рис. 3.2. Схема разрушения песчаного основания под фундаментом глубокого заложения 1— зоны сдвига; 2 — уплотненное ядро

Рис. 3.3. Зависимость осадки s от давления р

10. Виды фундаментов мелкого заложения.

11. Особенности и области применения фундаментов мелкого заложения.

12. Проверка по устойчивости против опрокидывания.

13. Устойчивость конструкций против сдвига.

14. Определение размеров подошвы внецентренно нагруженных фундаментов.

15. Проверка прочности подстилающего слоя.

16. Определение крена фундамента.

17. Гидроизоляция фундаментов и защита их от воздействия агрессивных вод.

18. Классификация свай, виды свайных фундаментов и типы ростверков.

19. Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде.

20. Сваи, изготовляемые в грунте.

21. Условия передачи различными сваями нагрузок на грунты основания.

22. Условия работы одиночной сваи и группы висячих свай.

23. Определение несущей способности висячих свай и свай-стоек по грунту.

24. Теоретический, динамический методы определения несущей способности свай. Метод статических испытаний свай. Отказ свай (ложный, истинный).

25. Совместная работа свай на вертикальную и горизонтальную нагрузку.

26. Расчет свайных фундаментов по предельным состояниям.

27. Фундаменты на сильносжимаемых, просадочных, набухающих, вечномерзлых грунтах. Особые условия устройства. Причины необходимости усиления фундаментов и оснований.

infopedia.su

3.3.1Определение осадки ленточного фундамента

Определить осадку ленточного фундамента шириной 1,6м, среднее давление по подошве фундамента Рср=387,56 кПа, глубина заложения от планировочной отметки DL=95,9 – 3,2 м. Инженерно-геологи-ческие условия в соответствии с инженерно–геологическим разрезом (смотри графическую часть), физико-механические характеристики грунта в соответствии с таблицей 3.

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса в пределах глубины 6b=61,4 м=8,4 м ниже подошвы фундамента согласно формуле (20).

На подошве фундамента

Zq0=1h2=17,5∙3,2=56 кПа;

0,2Zq0=0,256=11,2 кПа.

На подошве песка мелкого средней плотности:

;

0,2Zq2=0,280,5=16,1 кПа.

На подошве песка мелкого плотного с учетом взвешивающего действия воды :

;

0,2Zq3=0,2102,34=20,47 кПа.

На подошве суглинка мягкопластичного с учетом взвешивающего действия воды :

;

На подошве песка средней крупности и средней плотности с учетом взвешивающего действия воды:

;

0,2Zq4=0,2192,11=38,42 кПа.

Эпюры Zqi и 0,2Zqi показаны в графической части.

Дополнительное давление на основание под подошвой фундамента:

P0=Pср-Zq0=236,99-56=380,99 кПа.

Толщу грунта мощностью 6b=8,4м ниже подошвы фундамента разбиваем на слои hi0,4b0,41,4=0,56 м, принимаем hi=0,56 м.

Далее строим эпюру распределения дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в грунте по формуле (22), где  определяем в зависимости от

Вычисления сведем в таблицу 21. Осадку определим по формуле (18) в пределах сжимаемой толщи, т.е. до точки пересечения эпюр Zip=0,2Zq.

Таблица 21 - К расчету осадки фундамента

Наименование грунта	Ei,кПа	Толщина пласта в,м	γi или γsbi, кН/м3	σzq, кПа	0,2σzq, кПа	hi, м	Zi, м	ς=2Z/b, b=1,6м	Α	σzp, кПа	Si, м
Песок мелкий	27	1,4	17,5	56	11,2	0	0	0	1	380,99	-----
				65,8	13,16	0,56	0,56	0,8	0,881	335,65	0,0056
				75,6	15,12	0,56	1,12	1,6	0,642	244,6	0,0041
				80,5	16,1	0,28	1,4	2	0,550	209,54	0,0017
Песок мелкий	41	2	10,92	83,56	16,71	0,28	1,68	2,4	0,477	181,73	0,001
				89,68	17,94	0,56	2,24	3,2	0,374	142,49	0,0016
				95,8	19,16	0,56	2,8	4	0,306	116,58	0,0013
				101,92	20,38	0,56	3,36	4,8	0,258	98,3	0,0011
				102,34	20,47	0,04	3,4	4,88	0,254	96,77	0,0001
Суглинок мягкопластичный	8	4,6	9,3	107,18	21,44	0,52	3,92	5,6	0,223	84,96	0,0044
				112,39	22,48	0,56	4,48	6,4	0,196	74,67	0,0042
				117,6	23,52	0,56	5,04	7,2	0,175	66,67	0,0037
				122,81	24,56	0,56	5,6	8	0,158	60,2	0,0034
				128,02	25,6	0,56	6,16	8,8	0,143	54,48	0,0031
				133,23	26,65	0,56	6,72	9,6	0,132	50,29	0,0028
				138,44	27,69	0,56	7,28	10,4	0,122	46,48	0,0026
				143,65	28,73	0,56	7,84	11,2	0,113	43,05	0,0024
				145,11	29,02	0,16	8	11,42	0,111	42,29	0,0007
Песок ср. плотности	30	0,4	10	149,11	29,82	0,4	8,4	12	0,106	40,38	0,0004