Определение физико - механических характеристик грунтов
Таблица 1.1- Физико - механических характеристик
№ инж. –геологич. слоя | Наименование элемента | Влажность природная w, % | Влажность на гранисе пластичности wp, % | Влажность на гранисе текучести wl, % | Число пластичности, Ip, % | Показатель текучести, I l | Удельный вес грунта gII, кН/м3 | Удельный вес частиц gs, кН/м3 | Удельный вес сухого грунта gd, кН/м3 | Коэф. пористости, е | Степень влажности Sr | Уголвнутреннего трения fII, градусы | Удельное сцепление CII, кПа | Модуль деформации в естественном состоянии Е, МПа | Условное расчетное сопротивление R0, кПа |
ИГЭ-1 | Почвенно-растительный слой | ||||||||||||||
ИГЭ-4 | Песок мелкий, желтый, влажный | 11,2 | - | - | - | - | 17,2 | 26,4 | 15,4 | 0,7 | 0,42 | ||||
ИГЭ-5 | Песок серовато желтый, мелкий | - | - | - | - | 15,1 | 26,5 | 13,4 | 0,97 | 0,35 | - | ||||
ИГЭ-6 | Супесь серовато-желтая | 27,4 | 8,2 | 0,27 |
Определение ширины подошвы фундамента
Исходные данные:
• Тип фундамента - 2 -квадратный
• Глубина заложения подошвы фундамента d= 1,2 м;
• Вертикальная нагрузка на фундамент N0 =530кН;
Почвенно-растительный слой снимается во время планировки участка строительства и в дальнейших расчетах не рассматривается.
В качестве несущего слоя принимается ИГЭ-2: песок средней крупности с IL =0.58 и мощностью 6,2м (согласно задания, скважина 1)
Предварительно определяем ширину подошвы фундамента по формуле:
где gmt= 20 кН /м3 - средневзвешенное значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах.
Вычисляем значения расчетного сопротивления грунта с учетом
прочностных характеристик по формуле:
где R - расчетное сопротивление грунта;
gc1 - коэффициент работы условий грунта;
gc1 - коэффициент, характеризующий жесткость или гибкость здания
kz - коэффициент, зависящий от размеров здания;
b - Ширина подошвы фундамента;
g или g’ - удельный вес грунтов, залегающий ниже или выше подошвы фундамента
d1 - расстояние от планированной отметки до подошвы фундамента;
c - Удельное сцепление несущего слоя грунта.
Определяем значения коэффициентов:
gc1= 1; gc1=1; k=1.1; Mg=2,11; Mq=9,44; Mc= 10,8; c=2кПа; g= 17,1кН/м3; g’=16,9кН/м3
тогда
Определяем ширину подошвы фундамента
Условие не удовлетворено, следовательно, методом последовательных приближений уточняем расчетное сопротивление грунта:
Определяем ширину подошвы фундамента
Условие выполнено, окончательно принимаем b= 1.6м, R=245,8кПа
Производим проверку условия:
p≤R
где
p- среднее давление под подошвой фундамента,
А – площадь подошвы фундамента,
207<245,8
Условие выполняется.
3. Расчет осадки
Этапы расчета:
1. Построение эпюры напряжения от собственного веса грунта.
Определяем ординаты эпюры вертикальных напряжений, которые
откладываем в некотором масштабе слева от оси фундамента (Рис.2):
2. Определяем дополнительное давление на основании по формуле:
3. Основание фундамента, начиная от его подошвы, разбиваем на
элементарные слои, толщину которых рассчитываем по формуле:
h=0.2b=0.3м
4. Дополнительны вертикальные напряжения szp, на границе каждого элементарного слоя, определяем по формуле:
где a- коэффициент уменьшений напряжений с глубиной, определяется в
зависимости от параметров и , где z-расстояние от подошвы фундамента подошвы элементарного слоя.
5. Ординаты эпюры szg уменьшаем в 5 раз и получаемые значения откладываем справа от вертикальной оси фундамента.
6. Нижнюю границу сжимаем толщи основания находим на глубине 7,5м, где выполняется условие:
точка пересечения szp и 0,2szg дает глубину ниже которой напряженное состояние грунта уже не влияет на деформацию основания фундамента.
7. Осадку фундамента определяем методом послойного
суммирования до глубины H по формуле:
где b = 0,8 - безразмерный коэффициент.
Сводная таблица расчета осадки приведена ниже:
Zi, м | xi | ai | szp(i) | szg(i) | hi | Ei | Si | Smax | |
0.0 | 20.3 | 186.7 | 0,0055 | ||||||
0.3 | 0.4 | 0.960 | 25.37 | 179.23 | 182.97 | 0.3 | 0.001098 | ||
0.6 | 0.8 | 0.800 | 30.44 | 149.36 | 164.30 | 0.3 | 0.000986 | ||
0.9 | 1.1 | 0.657 | 35.51 | 122.66 | 136.01 | 0.3 | 0.000816 | ||
1.2 | 1.5 | 0.489 | 40.58 | 91.30 | 106.98 | 0.3 | 0.000642 | ||
1.5 | 1.9 | 0.365 | 45.65 | 68.15 | 79.72 | 0.3 | 0.000478 | ||
1.8 | 2.3 | 0.277 | 50.72 | 51.72 | 59.93 | 0.3 | 0.00036 | ||
2.1 | 2.6 | 0.229 | 55.79 | 42.75 | 47.24 | 0.3 | 0.000283 | ||
2.4 | 3.0 | 0.180 | 60.86 | 33.61 | 38.18 | 0.3 | 0.000229 | ||
2.7 | 3.4 | 0.146 | 65.93 | 27.26 | 30.43 | 0.3 | 0.000183 | ||
3.8 | 0.122 | 22.78 | 25.02 | 0.3 | 0.00015 | ||||
3.3 | 4.1 | 0.104 | 76.07 | 19.42 | 21.10 | 0.3 | 0.000127 | ||
3.6 | 4.5 | 0.088 | 81.14 | 16.43 | 17.92 | 0.3 | 0.000108 | ||
3.9 | 4.9 | 0.075 | 86.21 | 14.00 | 15.22 | 0.3 | 0,00001 |
8. Расчет осадки заканчивается, если выполняется условие:
S<Su,
где S - расчетная осадка,
Su - допускаемая осадка, равная 8 см, 0,08 м.
0,55<8 Следовательно, расчет осадки закончен.