Теоретическая часть

Практика 3. Расчет оснований по несущей способности ().

Содержание практического задания:

1. Теоретическая часть.

2. Пример практического задания.

3. Варианты заданий.

Теоретическая часть

Целью расчета оснований по несущей способности является обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания.

На практическом занятии будет рассмотрено в качестве примера расчет по прочности и деформируемости основания временной грунтовой дороги, представленного слабыми сильно сжимаемыми грунтами.

В качестве примера для выполнения расчетов используется реальный промышленный объект, расположенный в Пермском крае.

В геоморфологическом отношении участок изысканий находится на левобережной террасе долины р. Кама. Рельеф представляет собой пологую заболоченную равнину в левобережной части Камского водохранилища.

В пределах участка изысканий по данным буровых работ, подтвержденных лабораторными испытаниями, встречены торфы и илы, которые относятся к специфическим грунтам.

Торф – органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % и более органических веществ.

Торф черный, коричневато-черный, древесно-травяной, сильноразложившийся, реже среднеразложившийся нормальнозольный и высокозольный насыщенный водой. Мощность торфа составляет от 0,2 м до 6,3 м.

Ил – водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся при наличии микробиологических процессов, имеющий влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости более 0,9.

При изысканиях на акватории Камского водохранилища на дне вскрыт ил пресноводный супесчаный, коричневато-черный, с корнями водных растений, с содержанием органики до 10 %, на период изысканий сезонно-мерзлый. Мощность ила составляет 0,4-0,8 м.

Оценка устойчивости основания песчаной насыпи, сложенного слабыми грунтами (торфами и илами) выполняется в соответствии с п.п. 3.26 – п.п.3.39 «Пособия по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах» [8].

Критерий устойчивости определяется выражением:

Формула 3.1

Kбез – коэффициент безопасности Pбез – безопасная нагрузка, отвечающая предельной величине внешней нагрузки на основание, вызывающей возникновение предельного состояния по сдвигу в наиболее опасной точке основания Pрасч – расчетная величина внешней нагрузки, определяемая для насыпи трапецеидальной формы

По результатам вычисления K_без определяется тип основания по устойчивости и даются рекомендации по дальнейшей возможности использования грунтового основания, сложенного слабыми грунтами (торфами и илами).

Следует отметить, что под устойчивостью основания понимается не устойчивость насыпи и всех нижележащих слоев в разрезе, а только слоя сжимаемого слабого грунта, который пригружается песчаной насыпью.

Таблица 3.1

Тип основания коэффициенту безопасности (табл.3.3 «Пособия…»[8])

Тип основания	Определяющий признак	Характеристика устойчивости	Преобладающие деформации наиболее опасного слоя	Возможность использования толщи в качестве основания
I		Устойчивость обеспечена при любой скорости отсыпки насыпи	Сжатие	Можно использовать в качестве основания
II		Устойчивость при быстрой отсыпки не обеспечена, но обеспечена при медленной отсыпке	При быстро отсыпки сдвиг (выдавливание), при медленной – сжатие	Можно использовать в качестве основания при медленной отсыпке насыпи
III		Устойчивость не обеспечена ни при каких режимах отсыпки	Сдвиг (выдавливание)	Без конструктивных мероприятий в качестве основания использовать нельзя. Нужно удалить слабый слой или изменить конструкцию насыпи

В формуле 1 безопасная нагрузка P_без вычисляется по формуле 3.2 (19 п.п.3.30 «Пособия» [8]):

Формула 3.2

– функция нагрузки и относительной глубины устанавливаемая по графикам приложения 4 [8] Z – глубина рассматриваемого горизонта от поверхности земли и – сцепление и угол внутреннего трения грунта слабой толщи при его природной влажности-плотности – средневзвешенный удельный вес грунта слабой толщи, расположенной выше горизонта Z

Расчетная схема для вычисления параметров и , необходимых при вычислении функции нагрузки приведена на рис.2

Рис. 3.2 Расчетная схема параметров и функции

Значение функции определяется по графикам, изображенным на рис.3. Результаты вычисления P_без приведены в прил. 1

	Графики: а) при φ=0°, б) при φ=5°, в) при φ=10°, г) при φ=15°, д) при φ=20°, е) при φ=30°. Кривые: 1) 2а/В=10; 2) 2а/В=3,0; 3) 2а/В=1,0; 4) 2а/В=0,6 5) 2а/В=0,2.
Рис. 3.3 Графики для вычисления функции

Расчетная величина внешней нагрузки P_расч определяется по формуле 3.3 (24 п.п.35 «Пособия…» [8]):

Формула 3.3

– удельный вес грунта насыпи – расчетная высота насыпи – конечная осадка насыпи = 0

При вычислении внешней нагрузки необходимо учесть наличие давления машин на насыпь и прибавить это давление к внешней нагрузке. В нашем случае, удельное давление машин на насыпь 18,6 кПа.

Дата добавления: 2015-11-30