В качестве основания будем использовать третий слой – супесь пластичная.
Расчёт данного сечения будем осуществлять по скважине №2. Фундамент в сечении – столбчатый под колонну, без подвала.
Планировочная отметка DL=140,0 м.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов из формулы (3.1) равна
.
Исходя из требований по несущей способности грунта, принимаем такую, величину d, чтобы фундамент заглублялся в несущий слой не менее чем на 20 см.
Рисунок 3.5 Схема к определению d в сечении 2-2
3.2.2 Определение размеров фундаментов в плане
Предварительное определение размеров фундамента в плане производится с учетом расчетного сопротивления грунта основания R0. Площадь подошвы фундамента определяется по формуле (3.2):
Полученное значение А для внецентренно загруженного фундамента увеличиваем на 10-15%.
А=9,2 м2
Ширину подошвы прямоугольного фундамента определяем по формуле:
(3.14)
где – коэффициент отношения сторон, принимаемый в пределах 1…1,5.
b=
Принимаем b= 2,5 м
Длину фундамента определяем по формуле:
(3.15)
l=2,5 1,5=3,75 м
Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа определяем
по формуле (3.4):
,
где – ширина подошвы фундамента;
(т.к. IL =0,6);
коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице В.2 [1];
– коэффициент, принимаемый k=1.1, т.к. прочностные
характеристики грунта приняты на основе статистических данных;
– коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения 0 (приложение В.3[1]);
=1 – так как ;
– осредненное расчетное значение удельного веса
грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод принимается с учетом взвешивающего действия воды)
то же, при грунтах залегающих выше подошвы фундамента; не учитываем
= 26,09 кПа– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего ниже подошвы фундамента, кПа;
Среднее давление по подошве и проверку условия определяем по формуле (3.6):
·4,2=216 кПа,
˂R=345,39 кПа
(345,39-216)/345,39·100%=37,3%>10%- уменьшаем площадь фундамента
При b= - прнимаем =1,9 м
l=1,9 1,5=2,8 м
, (3.4)
·4,2=316,7 кПа,
˂R=340,49 кПа
(386,68-316,7)/386,68·100%=6,98%- принимаем b=1,9м и l=2,8 м
Для внецентренно нагруженных фундаментов максимальное и минимальное краевые давления под подошвой фундамента определяются по формуле:
(3.16)
где - расчетная нагрузка по обрезу фундамента;
W –момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3.
Для прямоугольных фундаментов момент сопротивления площадки подошвы фундамента определяется по формуле:
W=b·l2/6, м3
(3.17 )
W =1,8·7,84/6=2,35 м3
Выполняются все условия:
Pср = 316,7 кПа < R = 386,68 кПа;
Рмах = 460,4 кПа ≤1,2R = 464,01 кПа;
Рмin=173 кПа>0.
Следовательно, размеры фундамента подобраны верно.
Принимаем b x l = 1,9 х 2,8 м
3.2.3. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования
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:
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 10,8м 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
Таблица 3.2 Расчет осадки ленточного фундамента в сечении 2-2
№ 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 | 1 | 0 | 245,530 | 71,17 | 14,234 | 12500 | 0 |
3 | 76 | 0,8 | 0,851 | 76 | 208,946 | 85,777 | 17,155 | 12500 | 1,105 |
3 | 152 | 1,6 | 0,540 | 76 | 132,586 | 100,38 | 20,077 | 12500 | 0,831 |
3 | 228 | 2,4 | 0,333 | 76 | 81,761 | 114,99 | 22,998 | 12500 | 0,521 |
3 | 280 | 2,9 | 0,254 | 52 | 62,365 | 124,99 | 24,997 | 12500 | 0,240 |
Песок средней крупности, средней плотности насыщенный водой | |||||||||
4 | 330 | 3,5 | 0,188 | 50 | 46,160 | 134,786 | 26,957 | 23800 | 0,091 |
4 | 380 | 4,0 | 0,168 | 50 | 41,249 | 139,631 | 27,926 | 23800 | 0,073 |
4 | 435 | 4,58 | 0,118 | 55 | 28,973 | 144,961 | 28,992 | 23800 | 0,065 |
Сумма Si, см= | 2,927 |
Определяем нижнюю границу сжимаемой зоны, где соблюдается условие
≈
Это условие соблюдается на глубине Hс=4,35 м от подошвы фундамента.
Осадку отдельного фундамента получили S=1,34 см, что значительно меньше, чем Su=10 см. Это значит, что рассчитанная нами осадка фундамента находится в допустимых пределах
Рисунок 3.6 Схема к расчету осадок ленточного фундамента в сечении 2-2