Расчет осадки фундамента производится исходя из условия:
(3.8)
где SU – предельная величина деформации основания фундаментов зданий и сооружений, принимается по табл. В.4[1](принимаем SU= 10см);
S – величина конечной осадки отдельного грунта фундамента определяемая расчетом, см.
Осадка отдельного фундамента на основании, расчетная схема которого принята в виде линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи, определяется по формуле:
(3.9)
где – коэффициент, корректирующий упрощенную схему расчета, равный 0,8;
n – число слоев, на которое разделена по глубине сжимаемая толща
основания;
– толщина i -го слоя грунта, см;
– среднее дополнительное напряжение в i -ом слое грунта, равное полусумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах i -го слоя, кПа;
– модуль деформации i -го слоя, кПа.
Для определения осадки фундамента составим схему и построим эпюры вертикальных напряжений от собственного веса 𝜎zqi и 𝜎zpi. Ординаты эпюры 𝜎zqi вычисляются в характерных горизонтальных сечениях (на нижней границе каждого слоя, под подошвой фундамента, на уровне грунтовых вод) по формуле:
(3.10)
где – удельный вес i -го слоя грунта, кН/м3;
– толщина i -го слоя грунта, м;
Величина дополнительного вертикального напряжения для любого сечения ниже подошвы фундамента вычисляется по формуле:
(3.11)
где
– среднее фактическое давление под подошвой фундамента, кПа;
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента от веса вышележащих слоев, кПа.
– коэффициент, учитывающий изменение дополнительного вертикального напряжения по глубине и определяемый по таблице В.5 [1].
(3.12)
где
z – глубина рассматриваемого сечения от подошвы фундамента, м;
b и l – ширина и длина фундамента, м;
ɳ ≥10 – для ленточных фундаментов.
Точка 0 ( на отметке NL):
Точка 1 (на границе растительного и 2-го слоев):
Точка 2 (на границе 2-го и 3-го слоев):
Точка 3 (на подошве фундамента):
Точка 4 (на границе 3-го и 4-го слоев):
Точка 5 (на отметке уровня грунтовых вод):
Точка 6 (на границе 4-го и 5-го слоев):
Удельный вес грунта, при наличии уровня подземных вод, определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле:
(3.13)
где – удельный вес частиц грунта, кН/м3;
– удельный вес воды, ;
– коэффициент пористости грунта.
Т.к. ниже залегает глина полутвердая, которая является водоупором (Il=0,25), следовательно, необходимо учесть давление столба воды:
Точка 6:
Точка 7 (на глубине 9,8м от подошвы фундаменте):
Определяем дополнительное вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента и строим эпюру по формуле (3.11):
Для построения эпюры дополнительных вертикальных напряжений толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на ряд слоев, мощностью не более .
Расчеты осадки фундамента представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Расчет осадки ленточного фундамента в сечении 4-4
№ слоев | z, см | a | hi, см | szpi, кПа | szqi, кПа | 0.2*szqi, кПа | Ei, кПа | Si, см | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Суглинок мягкопластичный | |||||||||
3 | 0 | 0,000 | 1,000 | 0 | 174,034 | 71,47 | 14,293 | 12500 | 0 |
3 | 96 | 0,800 | 0,881 | 96 | 153,324 | 89,92 | 17,983 | 12500 | 1,006 |
3 | 192 | 1,600 | 0,755 | 96 | 131,396 | 108,4 | 21,674 | 12500 | 0,875 |
3 | 280 | 2,333 | 0,489 | 88 | 85,103 | 125,3 | 25,056 | 12500 | 0,610 |
Песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой | |||||||||
4 | 350 | 2,917 | 0,406 | 70 | 70,658 | 139,000 | 27,800 | 23800 | 0,183 |
4 | 396 | 3,300 | 0,364 | 46 | 63,348 | 143,457 | 28,691 | 23800 | 0,104 |
4 | 492 | 4,100 | 0,299 | 96 | 52,036 | 152,760 | 30,552 | 23800 | 0,186 |
4 | 588 | 4,900 | 0,253 | 96 | 44,031 | 162,062 | 32,412 | 23800 | 0,155 |
4 | 684 | 5,700 | 0,219 | 96 | 38,113 | 171,365 | 34,273 | 23800 | 0,133 |
4 | 720 | 6,000 | 0,208 | 36 | 36,199 | 174,853 | 34,971 | 23800 | 0,045 |
4 | 740 | 6,167 | 0,203 | 30 | 35,329 | 177,760 | 35,552 | 23800 | 0,036 |
Сумма Si, см | 3,332 |
Определяем нижнюю границу сжимаемой зоны, где соблюдается условие
≈
Это условие соблюдается на глубине Hс=7,4 м от подошвы фундамента.
Осадку отдельного фундамента получили S=3,332 см, что значительно меньше, чем Su=10 см. Это значит, что рассчитанная нами осадка фундамента находится в допустимых пределах.
Рисунок 3.3 Схема к расчету осадок ленточного фундамента в сечении 4-4