Расчет осадки фундамента.

 

Метод послойного суммирования для расчета осадок фундамента шириной менее 10м согласно СНиП 2 02. 01 – 83.

Величина осадки фундамента определяется по формуле:

S=β

Где: β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σ_zpi – среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта;

h_i, E_i – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта (табл. 1.2);

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания.

Техника расчета сводится к следующему.

1. Сжимаемую толщу грунта, расположенную ниже подошвы слоя фундамента, разбиваем на элементарные слои:

h_i ≤ 0,4*b = 0,4*6 = 2,4 м.,

где: b =6 м – ширина подошвы фундамента; границы слоев должны совпадать с границами слоев грунтов и уровнем подземных вод. Глубина разбивки должна быть примерно равна 3b = 3*6 = 18м.

2. Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого подслоя:

σ_zg = σ_zgo+∑γ_i*h_i;

где: σ_zgo- вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

γ_i – удельный вес грунта i-го слоя;

h_i- толщина i-го слоя грунта.

σ_zgo= γ_SB*d_n ;

Начиная от линии размыва грунта до границы растительного слоя с песком (0 м)

σ_zg= 12,2*0= 0 МПа;

Слой: песок до глубины 1 метр – уровня грунтовых вод (0 м)

σ_zg= 19,6*0=0 МПа;

Слой песка на глубине более 1 метра расположен ниже уровня подземных вод. Удельный вес определяем по формуле:

γ_SB=(γ_S – γ_ω)/(1+e)= (26,4 – 10)/(1+0,697)=9,66;

σ_zgo= 0,00966*3+ 0 = 0,029 МПа;

3. Определяем дополнительное вертикальное напряжение в грунтах под подошвой фундамента:

σ_zрo=Р- σ_zgo= 0,226 – 0,029 = 0,197 МПа

среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:

P = N_II/A =11,23/49,65=0,226 МПа

N_II = Р₀+Р_п+Р_ф+Р_в+Р_г = 4,9+1,49+5,184+0,48=12,054 Н

Значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте:

σ_zpi = αi*σ_zp0;

где: α – коэффициент, принимаемый по таблице 3.4, в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины ζ = 2Z/b.

Вычисления проводятся в таблице 4.

4. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщины – В. С. Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие

 

σ_zp ≤0.2*σ_zg

 

5. Определяем осадку каждого слоя фундамента:

 

S = β*(σ_zpiср * h_i/E_i);

где: σ_zpiср – среднее дополнительное вертикальное напряжение в i-ом слое грунта, равное полу сумме указанных напряжений на верхних и нижних границах слоя.

β = 0,8 – безразмерный коэффициент для всех видов грунтов.

Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя. Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения:

 

S_n = 1.5√ℓ_p = 1.5*√44 = 9,95 см.

 

Где: S_n – предельно допустимая осадка, см;

ℓ_p = 44 м. – длина меньшего примыкающего к опоре пролета, м.

S=3,66 см.

S≤S_n

3,66 <9,95

 

Таблица № 4 .

Номер расчетного слоя	Глубина подошвы расчетного слоя от подошвы фундамента, Zi, м	Толщина слоя,hi, м	Расчетный удельный вес грунта, кН/м3 γ	Природное давление σzg на глубине zi , МПа	Коэффициент ζ=2Zi/b	Коэффициент αi	Дополнительное давление σzp на глубине ZI ,кПа	Среднее дополнительное давление в слое σzp ср, кПа	Модуль деформации грунта Еi , кПа	Осадка слоя Si , м
	0,72	0,72	0,0103	0,036	0,4	0,977	0,192	0,203		0,0065
	2,16	1,44	0,0103	0,0438	1,2	0,749	0,148	0,157		0,010
	3,6	1,44	0,0103	0,0438	2,0	0,529	0,104	0,121		0,0077
	5,04	1,44	0,0103	0,0438	2,8	0,383	0,075	0,091		0,0058
	6,48	1,44	0,0103	0,0438	3,6	0,285	0,056	0,075		0,0048
	7,92	1,44	0,01055	0,0442	4,4	0,218	0,043	0,064		0,0035
	9,36	1,44	0,01055	0,0442	5,2	0,170	0,033	0,048		0,0026
	10,8	1,44	0,01055	0,0442	6,0	0,136	0,027	0,039		0,0021