Практическая работа
Определить методом послойного суммирования осадку фундамента и найти положение нижней границы сжимаемой толщи, предварительно построив эпюры вертикальных нормальных напряжений от собственного веса грунта, дополнительных вертикальных нормальных напряжений от внешней нагрузки и вертикальных напряжений от собственного веса грунта, выбранного при отрывке котлована, по глубине основания ниже подошвы фундамента.
Исходные данные (выписываете для своего варианта):
d = 1,6 м (глубина заложения фундамента);
l × b = 3×3 м (размеры подошвы фундамента);
р = 218 кПа (среднее давление под подошвой фундамента);
γ = 16,8 кН/м3 (удельный вес грунта);
Е = 8900 кПа (модуль деформации грунта).
1. Вычерчиваем схематический разрез фундамента по меньшей стороне и разбиваем грунтовое основание ниже подошвы фундамента на однородные по физико-механическим характеристикам слои толщиною каждого слоя
м (b – ширина подошвы фундамента). В первом приближении разбиваем на 8 слоев:
2. Для построения эпюры вертикальных напряжений от собственного веса грунта , сначала определим напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента
кПа,
γ – удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3; d – глубина заложения фундамента, м.
Находим значение на различных глубинах:
γ, h – соответственно удельный вес, кН/м3 и толщина слоя грунта, м.
кПа,
кПа,
кПа,
кПа,
кПа,
кПа,
кПа,
кПа.
Строим эпюру вертикальных нормальных напряжений от собственного веса грунта. Полученные значения напряжений наносим на схематический разрез на каждую границу раздела слоев грунта под подошвой фундамента путем откладывания от вертикальной оси 0Z соответствующего значения напряжения:
3. Находим дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки :
α – к-т рассеивания напряжений по глубине основания, принимаемый по табл.1 (табл. 5.8 СП 22);
р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа.
Таблица 1
В таблице ξ=2z/b, где z– расстояние от подошвы фундамента до границы рассматриваемого слоя, b– ширина подошвы фундамента
В таблице 1 выбираем группу столбцов «прямоугольные с соотношением сторон η=l/b, где lи b– размеры подошвы фундамента. В моем случае η = 3/3=1. Промежуточные значения из таблицы брать интеполяцией!!!
(ξ=2z/b=2·0/3, при z=0, к-т α=1)
Аналогичным образом строим эпюру.
4. Находим вертикальные напряжения от собственного веса грунта, выбранного при отрывке котлована
Строим эпюру как показано на рисунке:
5. Находим нижнюю границу сжимаемой толщи основания (сокращенно НГСТ), которую принимают по глубине z = Hc, где выполняется условие:
При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше Hmin, равной b/2 при b≤10 м.
Проверяем:
47,04/2=23,52, что меньше, чем 174,4
67,2/2=33,6 < 97,88
87,36/2=43,68 < 56,03
107,52/2=53,76 ≥ 34,88 – НГСТ
Выделим границу на разрезе ярким цветом и обозначим ее – НГСТ.
Слои грунта, расположенные ниже границы НГСТ для расчета осадки не нужны.
Итак, в пределах сжимаемой толщи у нас всего 4 слоя грунта, которые будут использованы при расчете осадки.
6. Определяем осадку основания по формуле:
, см
где β=0,8 – к-т бокового давления;
- среднее значение вертикального напряжения грунта от внешней нагрузки в каждом слое грунта (в пределах сжимаемой толщи). Например, в 1-м слое грунта
будет определяться как среднее арифметическое между значениями напряжений на верхней и нижней границах первого слоя:
кПа; во 2-м слое:
и т.д. (на рис. ниже показаны значения средних напряжений
);
- средние значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта, выбранного при отрывке котлована, определяются аналогично
;
hi – толщина слоя, равная 1,2 м;
Еi – модуль деформации грунта, кПа;
Ее – модуль деформации каждого слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа, допускается принимать Ее=5·Еi.
Согласно приложению Г Свода правил СП 22.13330.2016, для производственных одноэтажных зданий с полным железобетонным каркасом максимальная предельная осадка su=10 см.
s=4,42см < su= 10 см.
Условие расчёта фундамента по второй группе предельных состояний выполняется.