Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

 

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента А-5 (Рис.6).

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83

szg,0 = [gII×dw + gsb II ×(d - dw)] = [17,05×0,8 + 8,21 × (2,05 – 0,80)] = 24 кПа

Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:

szp 0 = P0 = PII mt - szg,0 = 94,4 – 24 = 70,4 кПа

Соотношение сторон подошвы фундамента

η = l/b = 4,8/4,2 = 1,1

Значения коэффициента a устанавливаем по табл.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83

Для удобства пользования указанной таблицей из условия ξ=2hi/b=1,68/4,2=0,4 принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 × b = 0,2 × 4,2 = 0,84 м

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу 8

Определение осадки

 

Таблица 8

zi, м	ξ=2zi/b	zi + d, м	a	szp = a×P0, кПа	szg = szg,0 + + gsb, i × zi, кПа	0,2×szg, кПа	Е, кПа
0	0	2,05	1,000	70,40	24,00	4,80	8000
0,84	0,4	2,65	0,963	67,80	30,90	6,18	8000
1,68	0,8	3,25	0,812	57,16	37,80	7,56	8000
2,52	1,2	3,85	0,625	44,00	44,70	8,94	8000
3,36	1,6	4,45	0,469	33,02	52,60	10,52	6000
4, 20	2,0	5,05	0,355	25,00	59,70	11,94	6000
5,04	2,4	5,65	0,274	19,30	66,90	13,38	6000
5,88	2,8	6,25	0,215	15,14	73,15	14,63	16000
6,72	3,2	6,85	0,172	12,11	80,17	16,03	16000
7,56	3,6	7,45	0,141	9,92	87, 20	17,44	16000

 

Граница глины и суглинка условно смещена до глубины zi = 3,36 м от подошвы (фактическое положение на глубине z = 3,35 м), а граница суглинка и глины смещена до глубины zi = 5,04 м от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,05). На глубине Hc = 6,72 м от подошвы фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01-83 (прил.2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ)

szp= 12,11 кПа» 0,2×szg = 0,2×80,17 = 16,03

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

Условие S = 2,6 см < Su = 12,0 см выполняется (значение Su = 12,0 см принято по таблице прил.4 СНиП 2.02.01-83).

Расчетная схема и эскиз фундамента на распределительной подушке приведена на Рис.6.

Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном  основании, в виде песчаной распределительной подушки

 

Глубина заложения фундамента

 

Аналогично фундаменту на естественном основании назначаем глубину заложения фундамента d = 2,05 м. Принимаем для устройства подушки песок среднезернистый, плотный, имеющий проектные характеристики: E = 45 МПа; е = 0,50; g II = 20,2 кН / м3; gn,sb = 10,7 кН/м3.

 

Определение требуемой площади подошвы фундамента

 

Для определения площади Атр подошвы фундамента принимаем расчетное сопротивление R0 = 500 кПа, материала песчаной подушки, среднезернистого песка.

Тогда Атр=Ncol II / (R0 - gmt×d) = 1310,19 / (500 - 20×2,05) = 2,85 м2

 

Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт

 

В соответствии с требуемой величиной площади подошвы Атр = 2,85 м2 и высотой фундамента Нф = d = 1,5 м, подбираем типовой фундамент серии 1.412-2/77.

Принимаем фундамент ФВ 12-1, размеры которого l = 4,2 м, b = 3,0 м, Нф = 1,5 м; объем бетона Vfun = 7,8 м3

Вычисляем расчетное значение веса фундамента и грунта на его уступах:

Gfun = Vfun×gb×gf = 7,8×25×1 = 195 кН

Vg = l×b×d – Vfun = 4,2×3×2,05 – 6,8 = 19,03 м3

Gg II = Vg× Kрз ×gII ×gf = 19,03×0,95×17,05×1 = 308 кН

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

Ntot II = Ncol II + Gg II + Gfun II =1310,19 + 308 + 195 = 1813 кН

Mtot II = Mcol II + Qtot II · Нф = 826,87 + 81,91 × 1,5 = 950 м

Qtot II = Qcol II = 81,91 кН

 

Расчетное сопротивление грунта

 

Уточняем расчетное сопротивление R песка подушки для принятых размеров фундамента (l = 4,2 м; b = 3,0; d= 1,5 м):

R=R0(1+k1(b-b0) /b0) +k2×gII (d-d0) =500× [1 + 0,125 × (3 - 1) /1)] +0,25×17,05(2,05-2) =731,5 кПа