Расчет осадки методом послойного суммирования.

1) Определяют среднее давление под подошвой фундамента:

, кПа (2.4.)

где: N - вертикальная нагрузка, кН;

А =b·l – площадь подошвы фундамента, м²;

d - глубина заложения фундамента, м;

γ = 20 кН/м³ – осреднённый удельный вес бетона фундамента и грунта на его обрезах.

2) Определяют напряжения от собственного веса грунта σ_zg на отметках подошвы слоёв:

, кПа (2.5.)

и подошвы фундамента σ_zg0: , кПа (2.6.)

где: γ_i - удельный вес грунта природной влажности;

h_i - мощность і - го слоя грунта, м

3) Вычерчивают расчетную схему (М1:100, рис. 3.1), на которой показывают геологический разрез, необходимые параметры для расчета и поперечное сечение фундамента глубиной заложения d.

На схеме строят эпюру σ_zg .

4) Определяют дополнительное напряжение от внешней нагрузки на отметке подошвы фундамента:

, кПа (2.7)

5) Грунтовую толщу ниже подошвы разбивают на элементарные слои толщиной: , м

6) Определяют дополнительные напряжения на границах элементарных слоёв по формуле:

, кПа (2.8)

где: α - коэффициент рассеивания напряжений по глубине, зависящий от = 2z/b и η=l/b (табл.3. Приложения), здесь b и l - ширина и длина подошвы фундамента.

На расчетной схеме строят эпюру σ_zр (рис. 3.1).

7) Определяют напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, на отметках подошвы каждого элементарного слоя:

, кПа (2.9)

- коэффициент, принимаемый по табл. 3. Приложения, и зависящий от ( - ширина котлована);

Примечание: Так как в работе расчет выполняется для единичного столбчатого монолитного фундамента, принимают размеры котлована приблизительно равными размерам подошвы фундамента, соответственно, значение будет равно значению для фундамента.

На расчетной схеме (рис. 2.5) строят эпюру .

8) Уплотнение грунта происходит в пределах сжимаемой толщи, нижняя граница которой находится на глубине Н_с, где

σ_zр ≤ 0,2·σ_zg (при Е ≥ 5 МПа) или

σ_zр ≤ 0,1·σ_zg (при Е < 5 МПа)

Нижнюю границу сжимаемой толщи определяют графически. Для этого значения эпюры σ_zр умножают в 5(10) раз и полученные значения откладывают влево от оси z. Точка пересечения эпюр σ_zg и 5 · σ_zр (10· σ_zр) соответствует нижней границе сжимаемой толщи В.С. (рис. 2.5).

9) Осадку фундамента определяют как сумму осадок элементарных слоев до глубины В.С. по формуле:

(2.10)

где: β - коэффициент, равный 0,8;

σ_zp,i - среднее значение дополнительного давления в пределах «i-го» слоя грунта;

σ_zγ,i - среднее значение вертикального напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, в «i-м» слое грунта;

h_i - толщина элементарного слоя;

Е_{i -} модуль деформации грунта, в пределах которого находится «i-й» слой.

10) Результаты расчета напряжений σ_zp, σ_zγ и осадок элементарных слоев S_i заносят в таблицу 2.6.

Таблица 2.6.

№

Z, м

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

- кПа

, cм

, кПа

, cм

Рис. 2.5. Расчетная схема к расчету осадки и просадки фундамента.

Пример. Определение осадки фундамента.

Определяем среднее давление под подошвой фундамента:

= +20·1,8=136 кПа

Определяем напряжения от собственного веса грунта на границах слоёв:

, кПа

=32,2+17,9·(4,3-1,8) = 76,97 кПа

=76,97+16,6·3,4 = 133,41 кПа

=133,4+17,9·4,3 = 210,38 кПа

и на отметке подошвы фундамента σ_zg0:

=17,9·1,8=32,22 кПа

Определяем дополнительные напряжения от внешней нагрузки на отметке подошвы фундамента:

=136-32,2=103,78кПа

Основание ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои толщиной : =0,4·3,0=1,2 м

Определяем дополнительное напряжение от внешней нагрузки на границах элементарных слоёв по формуле:

, кПа

где: α - коэффициент рассеивания напряжений по глубине, зависящий от = 2z/b и η=l/b (табл. 5.3 Приложения), здесь b и l - ширина и длина подошвы фундамента.

Определяем напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, на отметках подошвы каждого элементарного слоя:

, кПа

- коэффициент, принимаем равным при η=1,1 (табл.5,3 Приложения).

Результаты расчетов заносим в таблицу 5.7.2.

На схеме 5.7.3 строим эпюры σ_zp и σ_zγ.

Таблица 2.7

№		Z, м		, кПа	, кПа	, кПа	, кПа	- кПа	cм	, кПа	, cм
			1.000	103.78	32.22	94.04	29.21	64.83			0.78
	0.8	1.2	0.812	84.3	26.2
66.55	20.65	45.9			0.55
	1.6	2.4	0.470	48.8	15.1
38.6	11.95	26.64			0.31
	2.4	3.6	0.274	28.4	8.8
23.2	7.2	16.0			0.19
	3.2	4.8	0.173	18.0 5.6	5.6
=1,83см
	4.0	6.0	0.117	12.1	3.8
	4.8	7.2	0.084	8.7
	5.6	8.4	0.063	6.5
	6.4	9.6	0.0495	5.1
	7.2	10.8	0.039	4.1

Рис. 2.4. Расчетная схема для определения осадки фундамента.

Дата добавления: 2015-12-01