Конечная осадка фундамента мелкого заложения определяется методом послойного суммирования, который основывается на расчете осадки каждого слоя грунта под нагрузкой от фундамента. Этот метод позволяет учитывать характеристики различных слоев, такие как модуль деформации и давление, а также глубину заложения фундамента. Суммируя осадки всех слоев, можно получить общую осадку фундамента.
Для вычислений требуется информация о физико-механических свойствах грунта, а также о геометрии фундамента и величине нагрузки. Результаты метода послойного суммирования обеспечивают необходимую точность и надежность при проектировании оснований, что критически важно для предотвращения деформаций и разрушений строений в будущем.
Определение конечной (стабилизированной) осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования. Осадка ленточного фундамента под наружные стены (1,2,3)
При планировке срезкой эпюра природного давления на отметке DL принимается равной нулю.
— на границе I и II слоев: ;
— на отметке заложения подошвы фундамента: ;
— на границе II и III слоев: ;
— на границе III и IV слоев: ;
— на границе IV и V слоев: ,
с учётом давления воды : ;
— на границе подошвы V слоя: ,
б) вычитание ординат вспомогательной эпюры
| 20,21 | 39,92 | 54,84 | 68,66 | 95,03 | 161,33 | 281,7 |
| 10,97 | 13,73 | 19,01 | 32,27 | 56,34 |
в) вычисление ординат эпюры дополнительного давления
Вычислим верхнюю ординату эпюры непосредственно под подошвой фундамента при :
Другие ординаты вычисляются по формуле: для различных глубин откладываемых от подошвы фундамента. Коэффициенты берутся по величине отношения длины фундамента к ширине фундамента , то есть — ленточный фундамент и отношения . Вычисления приведены в табличной форме:
| ξ= 2 z / b | z=ξb/2 | α | σzp,кПа | h | 0.2σzg,кПа | Наименование |
| 176,93 | Суглинок полутвердый | |||||
| 0,4 | 0,28 | 0,977 | 172,86 | 0,28 | ||
| 0,8 | 0,56 | 0,881 | 155,88 | 0,28 | ||
| 1,16 | 0,81 | 0,768 | 135,88 | 0,25 | 10,97 | |
| 1,2 | 0,84 | 0,755 | 133,58 | 0,03 | 10,97 | Суглинок мягкопластичный |
| 1,6 | 1,12 | 0,642 | 113,59 | 0,28 | ||
| 1,4 | 0,55 | 97,31 | 0,28 | |||
| 2,4 | 1,68 | 0,477 | 84,40 | 0,28 | ||
| 2,8 | 1,96 | 0,42 | 74,31 | 0,28 | ||
| 3,2 | 2,24 | 0,374 | 66,17 | 0,28 | ||
| 3,6 | 2,52 | 0,337 | 59,63 | 0,28 | ||
| 2,8 | 0,306 | 54,14 | 0,28 | |||
| 4,4 | 3,08 | 0,28 | 49,54 | 0,28 | ||
| 4,8 | 3,36 | 0,258 | 45,65 | 0,28 | ||
| 5,01 | 3,51 | 0,248 | 43,88 | 0,15 | 13,73 | |
| 5,2 | 3,64 | 0,239 | 42,29 | 0,13 | 13,73 | Песок мелкий, плотный, насыщенный водой |
| 5,6 | 3,92 | 0,223 | 39,46 | 0,28 | ||
| 4,2 | 0,208 | 36,80 | 0,28 | |||
| 6,4 | 4,48 | 0,196 | 34,68 | 0,28 | ||
| 6,8 | 4,76 | 0,185 | 32,73 | 0,28 | ||
| 7,2 | 5,04 | 0,175 | 30,96 | 0,28 | ||
| 7,6 | 5,32 | 0,166 | 29,37 | 0,28 | ||
| 5,6 | 0,158 | 27,95 | 0,28 | |||
| 8,4 | 5,88 | 0,15 | 26,54 | 0,28 | ||
| 8,8 | 6,16 | 0,143 | 25,30 | 0,28 | ||
| 9,2 | 6,44 | 0,137 | 24,24 | 0,28 | ||
| 9,6 | 6,72 | 0,132 | 23,35 | 0,28 | ||
| 0,126 | 22,29 | 0,28 | ||||
| 10,4 | 7,28 | 0,122 | 21,59 | 0,28 | ||
| 10,63 | 7,44 | 0,119 | 21,05 | 0,16 | 19,01..32,27 |
г) вычисление деформационных характеристик слоёв грунта основания
После вычисления ординат и построения эпюр природного σzp, 0,2σzg и дополнительного σzp давлений появилась возможность увидеть, каким было в середине каждого (i-го) грунтового слоя давление σ zg,i от собственного веса вышележащей толщи грунтов в природном состоянии и каким стало полное давление σz полное = σzg+ σzp, когда к природному давлению добавилось давление σzp от построенного сооружения. Это позволяет получить интервал изменения
напряжения Δ σ zpi= σz полное — σzg, и соответствующий ему интервал
изменения коэффициентов пористости e по компрессионной кривой или осадки s по графику испытаний штампом, которые необходимы для расчета деформационных характеристик грунта m0, m v, Е. По результатам компрессионных и штамповых испытаний строятся соответствующие графики, которые используются при определении деформационных характеристик.
Компрессионные испытания грунта отобранного на глубине 2,5 м. — слой " Суглинок полутвердый ".
— коэффициент относительной сжимаемости
е — коэффициент пористости
— коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта:
для песков и супесей = 0,74; для суглинков = 0,62; для глин = 0,40
Е — модуль общей (линейной) деформации
Компрессионные испытания грунта отобранного на глубине 12 м. — слой
" Глина полутвердая ".
— коэффициент относительной сжимаемости
е — коэффициент пористости
— коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта:
для песков и супесей = 0,74; для суглинков = 0,62; для глин = 0,40
Е — модуль общей (линейной) деформации
Штамповые испытания грунта отобранного на глубине 5 м. штампом d=27,7см — слой " Суглинок мягкопластичный ".
d — диаметр штампа
— безразмерный коэффициент = 0,78
для глин и суглинков тв. и полутв. = 0,15;
для глин и суглинков тугопластичных = 0,22;
для глин и суглинков пластич. и текучепластич.= 0,4;
для глин и суглинков текучих = 0,5
для супесей = 0,15-0,3;
Е — модуль общей (линейной) деформации
Штамповые испытания грунта отобранного на глубине 8 м. штампом d=27,7см — слой " Песок мелкий, плотный, насыщенный водой ".
d — диаметр штампа
— безразмерный коэффициент = 0,78
для глин и суглинков тв. и полутв. = 0,15;
для глин и суглинков тугопластичных = 0,22;
для глин и суглинков пластич. и текучепластич.= 0,4;
для глин и суглинков текучих = 0,5
для супесей = 0,15-0,3;
Е — модуль общей (линейной) деформации
д) вычисление осадок.
Осадка в каждом грунтовом слое складывается из осадок входящих в него элементарных слоев, полных и не полных.
— коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта основания;
— модуль общей (линейной) деформации.
Вычисление осадок сведено в таблицу:
| ξ= 2 z / b | z=ξb/2 | α | σzp,кПа | h | 0.2σzg,кПа | E0,кПа | Наименование | S,см |
| 176,93 | II Суглинок полутвердый | |||||||
| 0,4 | 0,28 | 0,977 | 172,86 | 0,28 | 0,21073 | |||
| 0,8 | 0,56 | 0,881 | 155,88 | 0,28 | 0,19804 | |||
| 1,16 | 0,81 | 0,768 | 135,88 | 0,25 | 10,97 | 0,15694 | 0,56571 | |
| 1,2 | 0,84 | 0,755 | 133,58 | 0,03 | 10,97 | III Суглинок мягкопластичный | 0,02151 | |
| 1,6 | 1,12 | 0,642 | 113,59 | 0,28 | 0,18413 | |||
| 1,4 | 0,55 | 97,31 | 0,28 | 0,15711 | ||||
| 2,4 | 1,68 | 0,477 | 84,40 | 0,28 | 0,13536 | |||
| 2,8 | 1,96 | 0,42 | 74,31 | 0,28 | 0,11823 | |||
| 3,2 | 2,24 | 0,374 | 66,17 | 0,28 | 0,10465 | |||
| 3,6 | 2,52 | 0,337 | 59,63 | 0,28 | 0,09371 | |||
| 2,8 | 0,306 | 54,14 | 0,28 | 0,08475 | ||||
| 4,4 | 3,08 | 0,28 | 49,54 | 0,28 | 0,07724 | |||
| 4,8 | 3,36 | 0,258 | 45,65 | 0,28 | 0,07091 | |||
| 5,01 | 3,51 | 0,248 | 43,88 | 0,15 | 13,73 | 0,03573 | 1,08331 | |
| 5,2 | 3,64 | 0,239 | 42,29 | 0,13 | 13,73 | IV Песок мелкий, плотный, насыщенный водой | 0,03557 | |
| 5,6 | 3,92 | 0,223 | 39,46 | 0,28 | 0,04506 | |||
| 4,2 | 0,208 | 36,80 | 0,28 | 0,04204 | ||||
| 6,4 | 4,48 | 0,196 | 34,68 | 0,28 | 0,03941 | |||
| 6,8 | 4,76 | 0,185 | 32,73 | 0,28 | 0,03716 | |||
| 7,2 | 5,04 | 0,175 | 30,96 | 0,28 | 0,03511 | |||
| 7,6 | 5,32 | 0,166 | 29,37 | 0,28 | 0,03326 | |||
| 5,6 | 0,158 | 27,95 | 0,28 | 0,03160 | ||||
| 8,4 | 5,88 | 0,15 | 26,54 | 0,28 | 0,03004 | |||
| 8,8 | 6,16 | 0,143 | 25,30 | 0,28 | 0,02858 | |||
| 9,2 | 6,44 | 0,137 | 24,24 | 0,28 | 0,02731 | |||
| 9,6 | 6,72 | 0,132 | 23,35 | 0,28 | 0,02624 | |||
| 0,126 | 22,29 | 0,28 | 0,02517 | |||||
| 10,4 | 7,28 | 0,122 | 21,59 | 0,28 | 0,02419 | |||
| 10,63 | 7,44 | 0,119 | 21,05 | 0,16 | 19,01…32,27 | 0,00726 | 0,46801 | |
| сумма осадок | 2,11792 |
II слой (3элементарных слоя)
III слой (11элементарных слоев)
IV слой (15 элементарных слоев)
Суммарная осадка
Полученная осадка оказалась значительно меньше 10 см – предельной величины осадки, приведенной в СНиП 2.02.01-83* для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из крупных блоков или кирпичной кладки без армирования.
mydocx.ru — 2015-2025 year. (0.035 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав — Пожаловаться на публикацию
Определение конечной осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования
Определение конечной (стабилизированной) осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования для внутренней стены
Вычисление деформационных характеристик слоев грунта основания.
После вычисления ординат и построен эпюр природного и дополнительного давлений появилась возможность увидеть, каким было в середине каждого i-го слоя давление от собственного веса вышележащей толщи грунтов в природном состоянии и каким стало полное давление , когда к природному давлению добавилось давление у zp от построенного сооружения. Это позволяет получить интервал изменения напряжения Ду zp,i = у zполное — уzg,I и соответствующий ему интервал изменения коэффициентов пористости e по компрессионной кривой или осадки S по графику штамповых испытаний, которые необходимы для расчета деформационных характеристик грунта m0, mv, E.
По результатам компрессионных и штамповых испытаний строим соответствующие графики, которые используются при определении деформационных характеристик.
IV-ого слоя — суглинок твердый (глубина отбора 5 м).
Определяем средние значения природного уzg, и дополнительного у zp давления IV-ого слоя.
уzgср. = (45,08 кПа + 78,4 кПа)/2 = 61,74 кПа;
у zpср. = (111,747 кПа + 61,292 кПа)/2 = 86,519 кПа;
у zполное = уzgср. + у zpср. = 61,74 кПа + 86,519 кПа = 148,259 кПа.
m0,IV = (e1-e2)/( у zполное — уzgср.) = (0,610-0,605)/(148,259 кПа — 61,74 кПа) = 0,0000578 кПа-1
Относительный коэффициент сжимаемости:
mv,IV = m0,IV/(1+ e1) = 0,0000578 кПа-1/(1+0,610) = 0,0000359 кПа-1
Е = в/ mv,IV = 0.8/0,0000359 кПа-1 = 22284,12 кПа.
(диаметр штампа d = 27,7 см)
III слой — песок средней крупности, плотный, влажный (глубина 3 м).
Определяем средние значения природного уzg, и дополнительного у zp давления III — его слоя.
уzgср. = (5,88 кПа + 45,08 кПа)/2 = 25,48 кПа;
у zpср. = (449,688 кПа + 111,747 кПа)/2 = 280,717 кПа;
у zполное = уzgср. + у zpср. = 25,48 кПа + 280,717 кПа = 306,197 кПа.
S1 = 0,17 мм; S2 = 2,117 мм.
Дуz = 306,197 кПа — 25,48 кПа = 280,717 кПа.
ДS = 2,117 мм — 0,17 мм = 1,947 мм = 0,1947 см.
ЕIII = щ*(1-н2)*d* Дуz/ ДS = 0,78*(1-0,32)*27,7 см*280,717 кПа/0,1947 см =28347,7 кПа,
где щ = 0,78 — коэффициент, зависящий от формы штампа;
н = 0,3 — коэффициент Пуассона для песков и супесей;
d — диаметр штампа.
V слой — песок средней крупности, плотный, влажный (глубина 3 м).
Определяем средние значения природного уzg, и дополнительного у zp давления V — ого слоя.
уzgср. = (78,4 кПа + 100,169 кПа)/2 = 89,28 кПа;
у zpср. = (61,292 кПа + 47,667 кПа)/2 = 54,48 кПа;
у zполное = уzgср. + у zpср. = 89,28 кПа + 54,48 кПа = 143,76 кПа.
S1 = 0,759 мм; S2 = 1,2 мм.
Дуz = 143,76 кПа — 89,28 кПа = 54,48 кПа.
ДS = 1,2 мм — 0,759 мм = 0,441 мм = 0,0441 см.
ЕV = щ*(1-н2)*d* Дуz/ ДS = 0,78*(1-0,32)*27,7 см*54,48 кПа/0,0441 см = 24289,26 кПа.
Вычисляем величину осадки в каждом грунтовом слое и суммируем в пределах сжимаемой толщи.
Осадка в каждом грунтовом слое складывается из осадок входящих в него элементарных слоев полных и не полных.
III слой (двенадцать элементарных слоев):
SIII=(444,516*0,2+417,76*0,2+367,844*0,2+314,107*0,2+268,014*0,2+230,914*0,2+201,685*0,2+178,526*0,2+159,864*0,2+144,574*0,2+131,758*0,2+118,83*0,3)*0,8/28347,7=0,017м =1,7 см.
IV слой (десять элементарных слоев):
SIV=(106,014*0,3+96,908*0,2+90,837*0,2+85,665*0,2+80,944*0,2+76,672*0,2+72,849*0,2+69,252*0,2+65,879*0,2+62,799*0,225)*0,8/22284,12=0,00623м = 0,623 см.
V слой (семь элементарных слоев):
SV=(60,325*0,175+58,009*0,2+55,761*0,2+53,737*0,2+51,714*0,2+49,915*0,2+48,341*0,2)*0,8/24289,26=0,0024м = 0,24 см.
Суммарная осадка Sвнутр. = 1,7+0,623+0,24 = 2,563 см < Sпред=10 см.
Теперь проверяем условие относительной разности осадок:
ДS = (Sвнутр — S)/L = (2,563 см — 1,84 см)/650 см = 0,001
— данное условие по СНиП 2.02.01-83* приложение 4 выполняется. Следовательно, условие расчета по второму предельному состоянию s?su выполненные и использованные в расчете осадки размеры фундамента — глубина заложения d = 2,1 м и ширина фундамента b = 0,8 м и b = 1 м. можно считать достаточными и окончательными.
Определение конечной осадки основания фундамента методом послойного суммирования
Su — предельное значение совместной деформации основания и сооружения, принимается по [1].
Осадки основания рассчитываются методом послойного суммирования по формуле:
где в=0,8 — безразмерный коэффициент,
уzp,i — среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-том слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя;
hi и Ei — соответственно толщина и модуль деформации слоя грунта;
n — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине z, от подошвы фундамента определяется по формуле:
где — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;
и — удельный вес и толщина i-го слоя грунта;
— вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;
dn — глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа.
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента определяются по формуле:
где б — коэффициент , принимаемый по табл.1 приложения 2 [1] в зависимости от относительной глубины и отношения сторон прямоугольного фундамента з;
р0 — дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента
Нижняя граница сжимаемой толщи основания, до которой производится суммирование осадок, принимается на глубине, где выполняется условие:
Однородные пласты основания ниже подошвы фундамента разбиваем на слои толщиной
Расчетная схема на Рис.4
Нижняя граница сжимаемой толщи, до которой производится суммирование осадки, принимается на глубине, где выполняется условие
Результаты расчетов сведены в таблицу №4.
Требование СНиП выполняется
