Расчет основания здания по деформациям

Определить осадку фундамента со стороной b =1,95 м, при глубине его заложения d_n = 3,5 м и среднем фактическом давлении по подошве Р = 421 кПа (4,21 т/м²). Показатели грунтов см. таблицу 4.

Решение.

1. Контур фундамента наносим на геологический разрез:

а) Сжимаемую толщу разделим на слои мощностью h_i = 0,2 b =0,22=0,4 м

б) Определяем вертикальное выражение от собственного веса грунта s_zg0 на уровне подошвы и Р₀ - дополнительное давление на основание s_zg0 = g ^. d_n, где g - объемный вес грунта; d_n - глубина заложения фундамента;

s_zg0 = 19,7 ^. 3,5 м = 69 кПа (6,9 т/м²).

Р₀ = Р - s_zg0 = 421-69 = 352 кПа (35,2 т/м²).

2. Определяем величины дополнительных вертикальных напряжений в i-ом слое грунта, s_zрi

s_zр. = a ^. Р₀

a - коэффициент, принимаемый по таблице 55 (1 прил. 2) Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01.83) стр.128, в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

x = , (для квадратного фундамента h = 1).

Результаты вычислений заносим в таблицу.

3. Для определения мощности сжимаемой толщи вычисляем величины вертикальных напряжений от собственного веса грунта s_zg на глубине z от подошвы фундамента:

, где

g¢ - объемный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента; 18,6 м

d_n - глубина заложения фундамента; 3,5 м

g_i и h_i - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

При вычислении s_zq на границе толщи суглинка и глины берем средневзвешенное по мощности слоя значение g.

s_zg=18,6х3,5+19,7х0,4=65 кПа

s_zg=18,6х3,5+19,7х0,8=73 кПа и т.д.

Результаты вычислений заносим в таблицу 14.1.

4. Строим эпюры s_zq и s_zр. и определяем нижнюю границу сжимаемой толщи по условию: , это условие удовлетворяется на глубине z – 7,9 м;

s_zр. /s_zg=31/143=0,21 Таблица 14.1

Грунт	Н, м	z, м	ξ=2z / b	α	σzp, кПа	σzq, кПа
ИГЭ № 3 суглинок γ =19,7 кН/м Е=15000 кПа 4,8 м	3,5		0,0	1,000
3,9	0,4	0,4	0,960
4,3	0,8	0,8	0,800
4,7	1,2	1,2	0,606
ИГЭ № 4 суглинок γ =19,9 кН/м Е=16000 кПа 6,4 м	5,1	1,6	1,6	0,449
5,5	2,0	2,1	0,316
5,9	2,4	2,5	0,243
6,3	2,8	2,9	0,191
ИГЭ № 5 песок мелкий γ =17,8 кН/м Е=38000 кПа	6,7	3,2	3,3	0,153
7,1	3,6	3,7	0,125
7,5	4,0	4,1	0,104
Глубина сжимаемой толщи	7,9	4,4	4,5	0,087

5. Определяем осадку фундамента S. Полная осадка будет равна сумме осадок слоев суглинков и песка мелкого.

; где β-безразмерный коэффициент, равный 0,8.

s_{zр i}-среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-том слое грунта.

h_i и E_i-соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

n-число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Вывод: нижняя граница сжимаемой толщи находится на глубине 7,9 м, полная осадка фундамента будет 3,5 см.

Вопросы к экзамену:

1. Общая и специальная классификация грунтов. Примеры.
2. Классификационные характеристики грунтов
3. Гранулометрический состав грунта и формы его представления
4. Качественные характеристики 4 основных фракций грунта.
5. Основные физические характеристики грунтов. Сравнение диапазонов величин.
6. Газ и вода в горных породах. Водные свойства пород.
7. Деформационные свойства пород. Коэффициент Пуассона и коэффициент бокового давления
8. Методы изучения сжимаемости пород.
9. Компрессионная кривая. Определение коэффициента компрессии.
10. Упругие и остаточные деформации. Модуль общей деформации.
11. Закон уплотнения грунтов
12. Консолидация грунтов.
13. Построение компрессионной кривой.
14. Просадочные грунты. Определение просадочности.
15. Прочность горных пород. Сопротивление пород сдвигу.
16. Закон Кулона. Экспериментальное определение прочностных характеристик грунтов.
17. Зависимость прочностных характеристик пород от влажности.
18. Нормативные и расчетные характеристики грунтов.
19. Основные зависимости для расчета напряжений в грунтовой толще. Эпюра напряжений и ее построение.
20. Определение напряжений в массиве грунта методом угловых точек.
21. Влияние площади загрузки на распределение напряжений в массиве грунта.
22. Распределение напряжений от собственного веса грунта.
23. Методы определения осадок сооружений.
24. Определение осадки сооружения методом послойного суммирования.
25. Определение осадки сооружения методом эквивалентного слоя.
26. Глубина сжимаемой толщи для разных типов грунтов.
27. Определение условного расчетного давления на грунт.
28. Параметры, грунта, необходимые для определения начального размера фундамента.
29. Теория предельного напряженного состояния грунтов
30. Деформация грунтового основания и линии скольжения.
31. Расчет устойчивости основания.
32. Устойчивость откосов и склонов.
33. Метод определения формы откоса Маслова
34. Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

Задачи

1. По данным значениям пористости в зависимости от давления построить компрессионную кривую и определить коэффициент сжимаемости.

Вертикальная нагрузка (кГ/см2)
Коэффициент пористости	0,8	0,75	0,73

Коэффициент начальной пористости ε₀ = 0,9

2. По данным значениям вертикальной и сдвиговой нагрузки построить график сопротивления пород сдвигу и определить прочностные характеристики грунта.

Вертикальная нагрузка (кГ/см2)
Сдвиговое напряжение (кГ/см2)	0,2	0,700	0,800

3. Определить условное расчетное давление на грунт и ориентировочные размеры фундамента. W=30%, γ=1,92 Г/см³, γ_s=2,73 Г/см³, W_T=55%, Wр=25%,

4. Вычисление осадки методом эквивалентного слоя (алгоритм расчета, задача из конспекта)

5. Вычисление осадки методом послойного суммирования (алгоритм расчета, задача из конспекта)

6. Вычисление формы откоса методом Маслова (алгоритм расчета, задача из конспекта)

.