Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

Сущность метода заключается в определении осадок элементарных слоев основания в пределах сжимаемой толщи от дополнительных вертикальных напряжений s _zp, возникающих от нагрузок, передаваемых напряжением. Осадка фундамента определяется суммированием осадок элементарных слоев основания.

- напряжения от собственного веса грунта;

- дополнительные напряжения от внешней нагрузки.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = H_c от подошвы фундамента, где выполняется условие: .

Однородные слои грунта ниже подошвы фундамента расчленяют на слои толщиной , где b - ширина подошвы фундамента.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента равно

.

Напряжения от собственного веса грунта определяются по формуле

,

где - удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунта, находящегося ниже уровня подземных вод и испытывающего взвешивающее действие воды равен

.

Дополнительное давление на уровне подошвы фундамента сверх природного определим по формуле

;

где Р – среднее давление под подошвой фундамента; σ_zq0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Дополнительные напряжения от внешней нагрузки ниже подошвы фундамента определяются по формуле

,

где - коэффициент, учитывающий изменение с глубиной дополнительного давления; P₀ – дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента.

Принимают, что деформации сжатия каждого слоя толщиной h_i происходят при отсутствии бокового расширения. Осадку элементарного слоя определяют от среднего напряжения в рассматриваемом слое s _zpi. Полная осадка для всей сжимаемой толщи S слагается из осадок отдельных слоев и определяется по формуле

,

где - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

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

s _zpi - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i -ом слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя;

h_i, Е_i – толщина и модуль деформаций i-го слоя грунта.

Сечение

Определим осадку фундамента в сечении. Ширина подошвы фундамента b = м, глубина заложения d = м. Давление под подошвой фундамента Р = кПа. Ниже подошвы залегают следующие слои грунта:

1 - с характеристиками γ = кН/м³; Е = МПа;толщина слоя м;

2 - с характеристиками γ = кН/м³; Е = МПа;толщина слоя м;

3 - с характеристиками γ = кН/м³; Е = МПа;толщина слоя м.

Таблица 3

Эпюры напряжений ниже подошвы фундамента в сечении

Разделяем грунты на элементарные слои толщиной h _i = 0,4· = м.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента s _zq0 = кПа.

Дополнительное давление Р₀ = кПа.

Дальнейшие вычисления ведем в табличной форме.

Таблица 3

№ п/п	z ,м	z=2z/b	a	szq кПа	0,2szq кПа	szp кПа	szpi кПа	hi, м	Ei , МПа	Si , м
									S

Осадка фундамента в данном сечении составляет см.

По требованиям расчета по II группе предельных состояний деформации основания не должны превышать допустимых по СНиП 2.02.01-83:

S < S_U.

Для зданий с несущими стенами регламентируется средняя осадка и относительная разность осадок.

Средняя осадка фундаментов

S = см < S_U = 10 см;

относительная разность осадок по осям А и В

ΔS/L = < (ΔS/L)_U = 0,02.

Таким образом, требования расчета по II группе предельных состояний удовлетворяются.

3. Расчет свайных фундаментов

Проектируем свайный фундамент из забивных висячих свай. Основанием свайных фундаментов может служить с характеристиками: γ_II = кН/м³; I_L =, φ_II = ⁰; с_II = кПа; Е = МПа.

Глубину заложения подошвы ростверка принимаем в бесподвальной части здания на глубине 0,15 м, в подвале – на уровне пола подвала, т.е. на глубине м от поверхности грунта.

Принимаем висячие забивные сваи сечением 300х300 мм. Площадь сечения сваи А = 0,09 м², периметр сечения сваи U = 1,2 м.

3.1. Расчёт несущей способности сваи

Несущая способность висячих забивных свай, работающих на сжимающую нагрузку, определяется как сумма расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом свай и по их боковой поверхности:

,

где g_с- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый для всех видов забивных свай g_с = 1; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл. 7.1 и 7.2 [1]; А – площадь поперечного сечения нижнего конца сваи; U – периметр сечения сваи; f_i - расчетное сопротивление i-того слоя грунта на боковой поверхности сваи, принимаемое по табл.7.3 [1]; h_i -толщина i-того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи; g_cR - коэффициент условия работы грунта под острием сваи; g_сf - коэффициент условия работы грунта на боковой поверхности сваи, учитывает влияние способа погружения свай на расчетное сопротивление грунта.

Для забивных свай g_cR = g_сf = 1.

Нагрузка, допускаемая на сваю:

P = F_d / g_k

F_d- несущая способность сваи; g_k - коэффициент надежности, принимаемый g_k =1,4;

P – расчетная нагрузка, допускаемая на сваю.

Дата добавления: 2015-06-27