В сечении I-I. Вычисление вероятной осадки производим методом послойного суммирования

Вычисление вероятной осадки производим методом послойного суммирования. Вычисляем ординаты эпюр природного давления σ_zg (вертикальные напряжения от действия собственного веса грунта) и вспомогательной 0.2 σ_zg по формуле

σ_zg = σ_zgi + γ_{II i} · h_i,

где h_i – толщина i -го слоя грунта;

g_IIi – удельный вес i -го слоя грунта (при наличии подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды).

Точка О – на поверхности земли

σ_zg =0 0.2 σ_zg =0;

Точка 1 – на уровне подошвы фундамента

σ_zg₀ = γ₁ · d =20.0·1.45=29.0кПа 0.2 σ_zg₁ =5.8кПа;

Точка 2 –на уровне подземных вод

σ_zg₁ (σ_zgw)= σ_zg₀ + γ₁ · h_1/1 =29+20·0.55=40.0кПа 0.2 σ_zg₁ =8.0кПа;

Т.к. ниже 1-го слоя суглинка залегает глина в полутвердом состоянии, являющаяся водоупором, поэтому к вертикальному напряжению на кровлю глины добавится гидростатическое давление столба воды, находящегося над глиной,

σ_w = γ_w · h_1/2 =10·1=10кПа.

Точка 3 – на границе ИГЭ-1 и ИГЭ-2

σ_zg₂ = σ_zg₁ + σ_w + γ_sb₁ · h_1/2 = 40.0 +10.0+6.9=56.9кПа 0.2 σ_zg₂ =11.38кПа;

Точка 4 – на границе ИГЭ-2 и ИГЭ-3

σ_zg₃ = σ_zg₂ + γ₂ · h₂ =57+20·4=137кПа 0.2 σ_zg₃ =27.4кПа;

Точка 4 – на границе ИГЭ-3 и ИГЭ-4

σ_zg₄ = σ_zg₃ + γ₃ · h₃ =137+19.6·5.0=235кПа 0.2 σ_zg₄ =47кПа;

Точка 5 – на границе ИГЭ-4 и ИГЭ-5

σ_zg₅ = σ_zg₄ + γ₅ · h₅ =235+19.1·5.0=330.5кПа 0.2 σ_zg₅ =66.1кПа;

Точка 6– вертикальное напряжение по подошве 5-го слоя

σ_zg₆ = σ_zg₅ + γ₅ · h₅ =330,5+20·3.0=390.5кПа 0.2 σ_zg₅ =78.1кПа;

По полученным значениям ординат на геологическом разрезе в масштабе строим эпюру природного давления σ_zgi (слева от оси OZ) и вспомогательную эпюру 0.2 σ_zgi (справа от оси OZ).

Определим дополнительное вертикальное давление на основание здания по подошве условного фундамента:

p₀ = p - σ_zg₀ =289- 29=260кПа,

где р =289кПа – среднее давление под подошвой фундамента.

Разбиваем толщу грунта под подошвой фундамента на элементные подслои толщиной D_i=0.2 b_f =0.2·2.7=0.54м. Определяем дополнительные вертикальные нормальные σ_zg напряжения на глубине z_i от подошвы фундамента: σ_zg = a_i · p₀

где a_i – коэффициент рассеивания напряжений для соответствующего слоя грунта, зависящий от формы подошвы фундамента и соотношений ξ_i =2 z / b_f и η = l_f / b_f, где z_i – глубина i-го элементарного слоя от подошвы фундамента. Принимаем ξ_i =0.95 z_i и η =1.43. Результаты вычислений сведём в табл.3.2.

Определяем высоту сжимаемой толщи основания z = H_c, где выполняется условие равенства σ_zp =0.2 σ_zg.

Определяем величину общей осадки по формуле

где b =0.8 – безразмерный коэффициент.

S₁ =0.8/18000·((243.5+224.5+188.5)·0.42+155.5·0.29)=0.0143м=1.43см

S₂ =0.8/20000·(137·0.13+(116.5+91+72+58+47.5+39.5+33+28+24)·0.42)=0.0093м=0.93см

S_общ = S₁ + S₂ =1.43см+0.93cм=2.36 < S_u =12см. Условие выполняется.

Табл.3.2. Расчет вероятной осадки ФМЗ-1 в сечении I-I (В-1)

№ ИГЭ	Наименование грунта и его состояние	Мощность слоя, hi, м	D_i, м	z_i, м	ξ_i	a_i	σ_z_р_i кПа	σ_z_р_i_ср кПа	E_i, кПа
ИГЭ-1	Песок пылеватый, рыхлый, насыщенный водой	3.0	0 0.54 0.54 0.54 0.27	0 0.54 1,08 1.62 1.89	0 0.51 1.0 1.5 1.8	1.000 0.973 0.9 0.797 0.732	260 253 234 207	256.5 243.5 220.5 198.5 185.5 116.5 136.5 112.5 92.5 78.5 67 58 50.5 44.5
ИГЭ-2	Глина полутвердая, непросадочная	4.0	0.14 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54	2,03 2.57 3,11 3,65 4,19 4,73 5,27 5,81 6,35 6,89	1.9 2.4 2.9 3.5 3.9 4,5 5.0 5.5 6.0 6.5	0.698 0.576 0.474 0.394 0.328 0.278 0.24 0.208 0.181 0.162	181 150 123 102 85 72 62 54