Определение осадок фундамента, его неравномерностей и крена

В курсовой работе рассматривается только один из видов возможных деформаций основания – осадка основания в различных точках подошвы фундамента, что обеспечивает определение осадки центра подошвы, неравномерности осадок краев, крена фундамента.

Расчет осадок ведется методом послойного суммирования, который позволяет учесть неоднородность основания.

Осадка определяется по схеме полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи по формуле:

(2.12)

β – безразмерный коэффициент, характеризующий боковое расширение грунта: β = 0.8;

E_i – модуль деформации i -ого слоя грунта;

h_i – толщина i -ого слоя грунта;

n – число слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания;

– дополнительное к природному вертикальное напряжение в середине i -ого слоя, которое определяется по формуле:

(2.13)

α – коэффициент, учитывающий изменение дополнительного давления по глубине, и зависящий от формы подошвы фундамента и относительной глубины, дзетта ξ = 2z / b, принимаемый по [1];

p ₀ – дополнительное к природному вертикальное давление на грунтовое основание, определяемое по формуле:

(2.14)

p – среднее давление под подошвой фундамента;

– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, действовавшие до начала строительства (с учетом взвешивания):

γ’ _ср – осредненный удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундамента: γ’ _ср = γ’_II = 0.97 тс/м³.

Определяем дополнительное вертикальное давление:

Определив p ₀, строим график распределения по оси z для левого и правого фундамента (соответственно рис. 1, 2), при этом вычисления ведутся в табличной форме (таблицы 4, 5).

Значения определяем в характерных точках на границах слоев грунтов, с учетом взвешивающего действия воды по формуле:

(2.15)

Затем строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта – (рис. 1, 2). Расчет ведем от отметки природного рельефа.

Таблица 4: Расчет , и для левого фундамента

z			5,5		10,5		11,5		14,5		17,5
ξ		1,5	2,75		5,25	5,5	5,75	6,5	7,25		8,75
α		0,66	0,391	0,248	0,168	0,157	0,146	0,119	0,099	0,084	0,071	0,056
σ_zpoi	19,48	12,86	7,62	4,83	3,27	3,06	2,84	2,32	1,93	1,64	1,38	1,09
σ_zg	2,43	7,98	18,15	22,93	32,48	33,36	35,12	38,09	44,03	47,03	53,03	58,33
0.2∙σ_zg	0,49	1,60	3,63	4,59	6,50	6,67	7,02	7,62	8,81	9,41	10,61	11,67

Таблица 5: Расчет , и для правого фундамента

z		1,5	2,5		5,5		10,5		16,5		21,5
ξ		0,75	1,25		2,75		5,25	6,5	8,25	9,5	10,75
α		0,916	0,734	0,529	0,391	0,248	0,168	0,119	0,080	0,061	0,052
σ_zpoi	19,48	17,84	14,30	10,30	7,62	4,83	3,27	2,32	1,56	1,19	1,01
σ_zg	2,43	5,20	9,83	12,69	18,42	22,82	31,62	36,57	48,45	53,45	63,45
0.2∙σ_zg	0,49	1,04	1,97	2,54	3,68	4,56	6,32	7,31	9,69	10,69	12,69

Точка пересечения графиков определяет сжимаемую толщу основания H _с, в пределах которой происходит сжатие грунта.

По рисункам 1,2 определяем активную сжимаемую толщу:

H _с(л) = 7.9 м, H _с(пр) = 5 м

Вся активная толща H _с разбивается на слои таким образом, чтобы в пределах одного слоя грунт бы однородным. В середине каждого слоя по определяются значения и вычисляется осадка i-ого слоя грунта:

(2.16)

Вычисления S_i ведутся в табличной форме для левого и правого фундамента (соответственно таблицы 6, 7).

Таблица 6

№	z _сер, м	h_i, м	σ_zpoi, тс/м²	E_i, тс/м²	S_i, м
	0,75	1,5	18,26		0,0073
			14,32		0,0076
			9,47		0,0051
	0,6	1,2	6,75		0,0038
	0,6	1,2	5,43		0,0031
				S = ΣS_i	0,0269

Осадка левого фундамента составляет: S = 2.7см.

Таблица 7

№	z _сер, м	h_i, м	σ_zpoi, тс/м²	E_i, тс/м²	S_i, м
	0,5		19,17		0,0051
	0,75	1,5	17,14		0,0069
	0,75	1,5	12,02		0,0085
	0,75	1,5	8,85		0,0062
	0,75	1,5	6,60		0,0088
	0,6	1,2	5,17		0,0055
				S = ΣS_i	0,0410

Осадка правого фундамента составляет: S = 4.1см.

Согласно проектированию фундаментов по деформациям, заложенному в СНиПе, размеры подошвы фундамента должны быть назначены такими, чтобы было выполнено условие: