Как определить осадку фундамента с помощью метода послойного суммирования в Excel

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования в Excel позволяет произвести расчеты с учетом многослойной структуры грунта и его характеристик. Этот метод включает в себя данные о толщине и физико-механических свойствах каждого слоя, что позволяет более точно оценить величину осадки под нагрузкой.

Для выполнения расчетов в Excel используется формула, учитывающая влияние каждого слоя на общую осадку. Сложив вклад каждого слоя, можно определить общую осадку фундамента, что является важным для проектирования зданий и сооружений в условиях неоднородного грунта.

СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ И ЭКВИВАЛЕНТНОГО СЛОЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСАДКИ ГРУНТА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Енютина М. К

В данной статье приводится сравнение таких методов определения осадки основания, как метод послойного суммирования и эквивалентного слоя на примере решения задачи. Дается анализ каждого из способов и обозначаются границы применения.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Енютина М. К

МЕТОДОВ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ И ЭКВИВАЛЕНТНОГО СЛОЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСАДКИ ГРУНТА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОК ФУНДАМЕНТНОЙ ПЛИТЫ В GEOPLATE PRO
Уточненный метод послойного суммирования для определения осадки плитных фундаментов
Особенности расчета осадок фундаментов на крупнообломочных грунтах с заполнителем

ПРИМЕНЕНИЕ СПОСОБА ЖЕМОЧКИНА В НЕЛИНЕЙНОМ РАСЧЕТЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПОКРЫТИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

COMPARISON OF THE METHODS OF LAYER-BY-LAYER SUMMATION AND THE EQUIVALENT LAYER IN THE DETERMINATION OF SETTLEMENT OF THE GROUND

This article compares these methods for the calculation of the base, as a method of layer-by-layer summation and the equivalent layer on the example of solving the task. The limits of application are also determined.

Текст научной работы на тему «СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ И ЭКВИВАЛЕНТНОГО СЛОЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСАДКИ ГРУНТА»

Енютина М. К. студент 3 курса факультет строительства и архитектуры» Юго-Западный государственный университет

СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ И ЭКВИВАЛЕНТНОГО СЛОЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСАДКИ ГРУНТА

Аннотация: В данной статье приводится сравнение таких методов определения осадки основания, как метод послойного суммирования и эквивалентного слоя на примере решения задачи. Дается анализ каждого из способов и обозначаются границы применения.

Ключевые слова: Осадка основания, фундамент, грунт, метод

Eniutina M. K. student

the 3rd course, "the Faculty of construction and architecture "

South-West state University Russia, Kursk

COMPARISON OF THE METHODS OF LAYER-BY-LAYER SUMMATION AND THE EQUIVALENT LAYER IN THE DETERMINATION OF SETTLEMENT OF THE GROUND

Abstract: this article compares these methods for the calculation of the base, as a method of layer-by-layer summation and the equivalent layer on the example of solving the task. The limits of application are also determined.

Keywords: settlement of the ground, foundation, ground, method of layerwise summation, method of equivalent layer.

Прогноз величины деформаций оснований на стадии проектирования сооружения позволяет выбрать наиболее правильные конструктивные решения фундаментов и надземных частей зданий и сооружений. Осадки оснований оказывают решающее влияние на прочность и устойчивость подземных конструкций. Рассмотрим такие популярные методы определения осадки, как метод послойного элементарного суммирования и метод эквивалентного слоя (Цытович Н. А.).

Метод послойного элементарного суммирования заключается в том, что осадку грунта под действием нагрузки от сооружения определяют как сумму осадок элементарных слоев грунта такой толщины, для которых можно без большой погрешности принимать при расчетах средние значения действующих напряжений и средние значения характеризующих грунты коэффициентов. Данный метод основан на следующих допущениях: определение осадок грунта из условия невозможности бокового расширения грунта и учет при расчете осадок только осевых максимальных сжимающих

С помощью этого метода можно вычислить осадку любой точки в пределах или вне пределов фундамента. Для этого пользуются методом угловых точек и строится эпюра напряжений вертикальной, проходящей через точку, для которой требуется расчет осадки.

Метод эквивалентного слоя, также как и метод послойного суммирования, базируется на теории линейно деформируемых тел, но сильно упрощает технику вычислений как в случае однородных, так и слоистых напластований грунтов. Для однородных грунтов на достаточную глубину грунтов определение полной стабилизированной осадки фундаментов по методу эквивалентного слоя является строгим решением теории уплотнения линейно деформируемого пространства. Для прогнозирования осадок на слоистых напластованиях грунтов и затухания осадок во времени принятие в этом методе некоторых упрощающих положений позволяет рассматривать метод эквивалентного слоя как достаточно приемлемый для практических целей инженерный метод прогноза осадок фундаментов.

Сравним результаты, посчитав осадку основания двумя способами.

Задача: определить осадку основания, если глубина заложения фундамента ё=2,5 м, Р0=280 КПа, диаметр фундамента — 6 м. Основание сложено следующими грунтами:

I слой — песок мелкий, средней плотности, влажный, мощностью И1 = 5,0 м, коэффициентом относительной сжимаемости ту! = 0,039 МПа-1; у=

II слой — суглинок полутвердый, мощностью И2 = 4,2 м, ту2= 0,034

III слой — песок средней крупности, плотный, влажный, мощностью ИЗ

Метод эквивалентного слоя.

= 3,9 м, туЗ = 0,042 МПа-1 , у=18 КН.

Рисунок 1. Расчетная схема 1)Определяем Иэ При у = 0,2 Аю=0,94

Иэ = ЛюЬ ^ = 0,94-6-0,887=5 м.

2) Глубина активной зоны Нс= 2Иэ=10 м.

3) Средневзвешенный относительный коэффициент сжимаемости слоистого напластования грунтов

тV = — (2,5-0,039-9,35+4,2-0,034-6+3,3-0,042-1,95)=0,0407 Мпа-1

4)Средняя осадка фундамента S=P0hЭmv=0,280-5-0,042=0,0569 м; Б=5,69 см.

Метод послойного суммирования.

Рисунок 2. Расчетная схема ст7о, т V, Si,

м Ь КПа КПа КПа Мпа-1 м

0 0 1 280 1400 47,5 0,039 0,0134

1,2 0,4 0,949 256,72 1283,6 70,3 0,039 0,0117

2,4 0,8 0,756 211,68 1058,4 93,1 0,039 0,0006

2,5 0,83 0,740 207,2 1036 95 0,034 0,0053

3,6 1,2 0,547 153,16 765,8 114,8 0,034 0,0042

4,8 1,6 0,390 109,2 546 136,4 0,034 0,0031

6,0 2,0 0,285 79,8 399 158 0,034 0,0014

6,7 2,23 0,244 68,32 341,6 170,6 0,042 0,0011

7,2 2,4 0,214 59,92 299,6 179,85 0,042 0,0021

8,4 2,8 0,165 46,2 231 202,05 0,042 0,0016

9,6 3,2 0,130 36,4 182

‘=• « , р = 0,8 £ $=0,0445 м £ $=4,45 см

Из приведенных решений видно, что метод послойного суммирования наиболее громоздкий и требует больше времени, не всегда точный из-за принятых допущений. Однако, учет максимальных сжимающих напряжений несколько компенсирует неучет бокового расширения и в целом расчетная осадка оказывается (для грунтов средней плотности и плотных) не сильно отличающейся от наблюдаемой, хотя, как правило, она почти всегда (кроме тугопластичных и твердых глин, для которых необходим учет ¡0 и рстр) меньше наблюдаемой. В нашем случае также осадка полученная по методу послойного суммирования оказалась меньше осадки, полученном методом эквивалентного слоя. К достоинствам метода можно отнести универсальность, ясность оценки работы грунта основания.

Расчет позволяет определить осадку отдельно стоячего фундамента, используется при расчетах неоднородных оснований, так как дает возможность рассматривать слои любых размеров и изменения их параметров, как правило, метод дает возможность рассчитать осадку сразу по нескольким вертикалям.

Достоинством метода Н. А. Цытовича является то, что он учитывает коэффициент бокового расширения грунта (коэффициент Пуассона), содержащийся в произведении Аю, тогда как метод послойного суммирования не учитывает его, поскольку принятие в = 0,8 для всех грунтов нивелирует свойства всех грунтов. Данный метод значительно проще и короче, однако не даёт возможности подробно рассматривать элементарные слои при многослойности грунта. Поэтому данный метод целесообразнее применять при наличии однородных грунтов.

Тем не менее, оба метода широко используются в проектировании уже многие годы, выбор метода необходимо осуществлять на основе конкретной ситуации, исходя из размеров фундамента, характеристик грунта, наличия времени и ответственности здания или сооружения.

1. Н. А. Цытович Механика грунтов (краткий курс). // Высшая школа-Москва, 1983. — 206 с.;

2. Расчет осадки [Электронный ресурс]- Режим доступа:

Ü Расчет осадки методом послойного суммирования [Электронный ресурс] -Режим доступа: http: //www.drillings. su/summirovanie_ 1 _0 .html

L Теория и практика современной науки" №2(32) 2018

Осадка свайного фундамента

После возведения здания фундамент начинает оседать под действием нагрузок. Осадка может привести к перекосу конструкции с последующим ее разрушением. Чтобы этого избежать, производится расчет осадки.

Полученный результат сравнивают с допустимой осадкой (СНиП). Если расчетное значение больше, проект фундамента надо корректировать.

Что такое осадка свайного фундамента

Определение осадки – это расчет по деформациям (предельным состояниям) грунта. Оптимум – S ≤ Su, где Su – предельная осадка, S – расчетная.

Если это условие не соблюдается, нужно усиливать фундамент за счет увеличения длины свай таким образом, чтобы их концы опирались на более глубокие и устойчивые слои грунта.

Сваи создают нагрузку на грунт во всех направлениях, своей боковой поверхностью и нижними концами. На расчет нагрузок влияют следующие факторы:

• Свойства грунта, его сжимаемость, степень уплотнения.
• Длина свай.
• Количество.
• Расстояние между сваями.

При определении осадки принимается ряд допущений, облегчающих расчет, но снижающих его точность.

Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования

Расчетная осадка получается при суммировании сжатий всех слоев грунта, на которые давит фундамент.

Для этого определяется осадка отдельных слоев:

– Р – среднее уплотняющее давление в слое (берется из графика);

– m – сжимаемость грунта, коэффициент, полученный по результатам компрессионных испытаний;

– h – толщина слоя.

Соответственно, S = ∑ Si.

Или S = ∑ (h * β/E * P),

– E – модуль деформации слоя (если он известен);

– β – коэффициент 0,8 (СНиП).

Перед Вами расчетная схема для определения осадки фундамента методом послойного суммирования, где: DL — отметка планировки; NL — отметка поверхности естественного рельефа; FL — метка подошвы фундамента; ВС — нижняя граница сдавливаемой толщи; Нс — сжимаемая (сдавливаемая) толща.

Изображение схемы распределения вертикальных давлений и напряжений в линейно-деформируемом полупространстве расчета осадок основания с использованием метода послойного суммирования.

Определение осадки свайного фундамента

Расчет производится по аналогии с массивным фундаментом, т.е. принимается, что нагрузка равномерно распределена по всей площади фундамента, условно принятого за монолитный блок.

• Верхняя поверхность условного монолита проходит через оголовки свай.
• Нижняя – через их наконечники.
• Боковые — по крайним рядам свай.

По составленному разрезу фундамента выстраивается график Р (уплотняющих напряжений слоев).

Допустимая осадка свайного фундамента

Допустимые (предельные) значения осадки фундаментов приведены в СНиП 2.02.01-83, приложение 4. Они зависят от типа здания:

• Сооружения с железобетонным каркасом – 8 см
• Со стальным каркасом – 12 см
• Панельные и блочные бескаркасные – 10 см, и т.д.

Расчет осадки основания методом послойного суммирования с учетом загружения соседних фундаментов и площадей

Прогноз величины деформаций оснований на стадии проектирования сооружения позволяет выбрать наиболее правильные конструктивные решения фундаментов и надземных частей зданий и сооружений. Осадки оснований оказывают решающее влияние на прочность и устойчивость подземных конструкций.

Расчет осадки производят методом послойного суммирования.

Условием применимости данного метода является выполнение условия:

где Р – среднее давление по подошве фундамента, кПа; R – расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

Сущность метода послойного суммирования заключается в определении осадок элементарных слоев основания в пределах сжимаемой толщи от дополнительных вертикальных напряжений, возникающих от нагрузок, передаваемых сооружениями.

В случае определения осадки основания фундамента с учетом загружения соседних фундаментов, величина полной осадки получается путем суммирования основной осадки рассматриваемого фундамента и дополнительной осадки от влияния соседних фундаментов. При этом полученные значения дополнительной осадки не должно превышать предельного значения, регламентированного СП 22.13330.2016.

Расчет осадки основания существующего фундамента с учетом загружения соседних фундаментов и площадей включает следующие этапы:

— определение характеристик и уточнение наименований грунтов;

— построение расчетной схемы;

— деление основания на слои, однородные по сжимаемости при толщине слоя, не превышающей 0,4 ширины рассматриваемого фундамента;

— определение напряжений на границах элементарных слоев основания рассматриваемого фундамента без учета влияния соседних фундаментов;

— вычисление дополнительных напряжений на границах слоев от влияния соседнего фундамента и суммарных напряжений в центре слоев как полусуммы давлений на границах;

— определение глубины сжимаемой толщи ВС;

— нахождение осадок от суммарного давления путем суммирования послойных осадок в пределах сжимаемой толщи. При этом необходимо учитывать при неоднородном по сжимаемости основании разные модули деформации отдельных слоев грунта.

Построение расчетной схемы. Разбиение основания на элементарные слои.

Для выполнения расчета составляют расчетную схему (см. Рис. 2), на которой указывают:

— положение DL (отметка планировки), NL (отметка поверхности природного рельефа), FL (отметка подошвы фундамента), WL (уровень грунтовых вод);

— границы инженерно-геологических элементов (условные обозначения основных литологических типов грунтов приведены на Рис. 1);

— производят разбиение грунтов сжимаемой толщи на слои. Толщина слоя hi не должна превышать величины 0,4 b. Обязательными границами слоев должны быть границы ИГЭ и линия WL (см. Рис. 2.).

Рис. 1. Условные обозначения основных литологических типов грунтов

Определение глубины сжимаемой толщи

Расчет напряжений σ zp, σ zg, производится на границах слоев в пределах сжимаемой толщи Нс.

Мощность сжимаемой толщи зависит от нагрузки на фундамент; глубины заложения фундамента; уровня грунтовых вод; вида и состояния грунта. Размер сжимаемой толщи увеличивается при увеличении давления от сооружения и размеров фундамента.

Нижнюю границу сжимаемой толщи (BC) определяют из следующих условий:

при этом граница Нс должна располагаться в слое грунта с модулем E > 7 МПа.

Если E ≤ 7 МПа, то данный ИГЭ включают в сжимаемую толщу и добиваются выполнения более жесткого условия

Если в пределах Нс определенной по предыдущему условию залегает ИГЭ с E > 100 МПа, то нижнюю границу сжимаемой толщи назначают по кровле данного элемента.

Пример расчета осадки основания существующего фундамента методом послойного суммирования с учетом загружения соседних площадей

Условие задачи: требуется рассчитать осадку фундамента Ф1 здания с гибкой конструктивной схемой с учетом влияния нагрузки, передаваемой на два соседних фундамента Ф2, расположенных симметрично относительно фундамента Ф1 (см. Рис. 6). Размеры фундаментов, расстояние в свету между подошвами фундаментов L, глубина заложения фундаментов от уровня планировки d приведены в таблице 4. Нагрузку на фундаменты Ф1 и Ф2 определить самостоятельно с учетом заданных инженерно-геологических условий и размеров фундаментов.

Исходные данные к задаче определения осадки фундамента Ф1 с учетом влияния двух соседних фундаментов Ф2

Размеры подошвы фундамента

Расстояние в свету между подошвами фундаментов Ф1 и Ф2

Глубина заложения фундаментов относительно уровня планировки

фундамент Ф1

фундамент Ф2

Инженерно-геологические условия площадки строительства

Рис. 6. Схема к определению осадки фундамента Ф1 с учетом влияния двух соседних фундаментов Ф2: Ф1 – существующий фундамент для которого определяется дополнительная осадка основания; Ф2 – вновь возводимые фундаменты; DL – отметка планировки; FL – отметка подошвы фундамента; УГВ – уровень подземных (грунтовых) вод; d — глубина заложения фундамента от уровня планировки; b 1, l 1 – размеры подошвы существующего фундамента Ф1; b 2, l 2 – размеры подошвы фундаментов Ф2; L – расстояние в свету между подошвами фундаментов Ф1 и Ф2

Решение:

Решение данной задачи базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин «Механика грунтов», «Основания и фундаменты» и состоит из следующих этапов:

1. Определение характеристик и уточнение наименований грунтов;

2. Определение допустимых давлений, передаваемых по подошве фундаментов Ф1 и Ф2;

3. Деление грунтов, залегающих в основании фундамента Ф1 на однородные по сжимаемости слои;

4. Определение напряжений на границах элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи основания фундамента Ф1 с учетом влияния двух соседних фундаментов Ф2;

5. Определение суммарных напряжений в центре элементарных слоев;

6. Определение осадки фундамента Ф1.

1. Определение характеристик и уточнение наименований грунтов

При выполнении расчетов оснований фундаментов и на геологических разрезах следует использовать уточненные расчетом наименования грунтов всех инженерно-геологических элементов в пределах сжимаемой толщи. Поскольку мощность сжимаемой толщи будет определена в ходе выполнения дальнейших расчетов, в данном пункте уточним характеристики всех видов грунтов, слогающих строительную площадку. Для этого определим расчетные характеристики грунтов.

1. Плотность скелета грунта, т/м 3

,

ИГЭ-1: т/м 3

ИГЭ-2: т/м 3

ИГЭ-3: т/м 3

ИГЭ-4: т/м 3

2. Число пластичности, д.е.

ИГЭ-1: д.е. супесь

ИГЭ-2: д.е. суглинок

ИГЭ-3: д.е. супесь

3. Показатель текучести, д.е., (2.3)

ИГЭ-1:: = 0,60 супесь пластичная

ИГЭ-2: = 0,67суглинок мягкопластичный

ИГЭ-3: = 1,83супесь текучая

4. Коэффициент пористости, д.е.,

ИГЭ-1: = 0,58

ИГЭ-2: = 0,76

ИГЭ-3: = 0,87

ИГЭ-4: = 0,77

5. Коэффициент водонасыщения, д.е.,

ИГЭ-1: = 0,96

ИГЭ-2: = 0,77

ИГЭ-3: = 0,86

ИГЭ-4: = 0,99

6. Удельный вес, кН/м 3 ,

ИГЭ-1:

ИГЭ-2:

ИГЭ-3:

ИГЭ-4:

7. Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии, кН/м 3 ,

По условию задачи УГВ зафиксирован на глубине 3 м от поверхности земли. Следовательно, ниже отметки 3 м для ИГЭ-2 (суглинка), ИГЭ-3 (супеси), ИГЭ-4 (песка мелкого) удельный вес грунта должен определяться с учетом взвешивающего действия воды.

ИГЭ-2: = 9,5

ИГЭ-3: = 8,9

ИГЭ-4: = 9,38

На основании выполненных расчетов уточним наименование грунтов:

ИГЭ-1: Супесь аллювиальная пластичная

ИГЭ-2: Суглинок аллювиальный мягкопластичный

ИГЭ-3: Супесь текучая

ИГЭ-4: Песок мелкий, средней плотности водонасыщенный

Результаты расчетов сводим в табл. 6.

Физико-механические характеристики грунтов

Наименование грунта	S, т/м 3	d, т/м 3	, т/м 3	I, II, кН/м 3	sbI, sbII, кН/м 3	w	Sr, д.е.	е, д.е.	Ip	IL	cI, cII, кПа	I, II,град	Е, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Супесь аллювиальная пластичная	2,43	1,54	1,89	18,9	—	0,23	0,96	0,58	0,05	0,60	2,2	19	11,0
Суглинок аллювиальный мягкопластичный	2,67	1,52	1,86	18,6	9,5	0,22	0,77	0,76	0,12	0,67	0	23	12,0
Супесь текучая	2,66	1,42	1,82	18,2	8,9	0,28	0,86	0,87	0,06	1,83	8	24	9,0
Песок мелкий, средней плотности водонасыщенный	2,65	1,5	1,93	19,3	9,38	0,29	0,99	0,77	0	30	21,0

2.Определение допустимых давлений, передаваемых по подошве фундаментов Ф1 и Ф2

Среднее давление под подошвой фундамента определяется расчетным сопротивлением грунта основания R, что позволяет рассчитывать осадки фундаментов по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. При расчете оснований по деформациям необходимо, чтобы выполнялось условие (1).

На практике при проектировании вновь возводимых объектов размеры подошвы фундамента определяют исходя из требований условия (1). В данной примере рассмотрим обратную задачу: исходя из размеров фундамента и расчетного сопротивления грунта основания определим давление, которое возможно передать по подошве фундамента. Необходимость в решении подобной задачи может возникнуть, например, при определении максимально допустимых нагрузок на фундамент реконструируемых объектов.

Расчетное сопротивление грунта основания R для бесподвальных зданий определяется по формуле:

(

18

)

где γ с1 и γ с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 26 (Приложение D); k – коэффициент, принимаемый: k = 1, если прочностные характеристики грунта (ϕ II и с II) определены непосредственными испытаниями; Мγ, Мq, Mc – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения несущего слоя грунта, принимаемые по табл. 27 (Приложение D); kz – коэффициент, принимаемый: kz = 1 при b < 10 м, kz = z0 / b + 0,2 при b ≥ 10 м; b – ширина подошвы фундамента, м; γ II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего дейстия воды), кН/м 3 ; γ׳II – то же, залегающих выше подошвы; сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; d – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки. По условию задачи d =2 м.

Значения коэффициентов условий работы γс1 и γс2 зависят от типа грунта.

Основанием фундаментов по условию задачи является ИГЭ1 – супесь аллювиальная пластичная.

Для пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести IL > 0,5 коэффициент γс1 =1,1(табл. 26, Приложение D)

Для зданий с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента γс2 принимается равным единице (табл. 26, Приложение D).

k = 1, т.к. прочностные характеристики грунта (ϕII и сII) определены непосредственными испытаниями

По табл. 27 (Приложение D) для град
для

Для расчетного слоя (ИГЭ-1) кН/м 3 , кПа

Тогда, для фундамента Ф1 с шириной подошвы b 1 =2,6 м:

кПа

Среднее давление под подошвой фундамента Ф1 принимаем равным Р1 = 150 кПа < R1 = 158,83 кПа;

Разница между давлением по подошве фундамента и расчетным сопротивлением грунта основания не должна превышать 20%

(158,83 – 150) / 158,83 * 100% ≈6% 20% условие выполняется

Аналогично найдем допустимое расчетное сопротивление грунта основания для фундамента Ф2 с шириной подошвы b 2 =3,8 м

кПа

Среднее давление под подошвой фундамента Ф2 принимаем равным Р2 = 165 кПа< R2 = 170,59 кПа;

(170,59 – 165) / 170,59 * 100% ≈ 3% 20% условие выполняется

3.Деление грунтов, залегающих в основании фундамента Ф1 на однородные по сжимаемости слои

При делении грунтов основания на однородные по сжимаемости слои необходимо помнить, что толщина слоев не должна превышать 0,4 ширины рассматриваемого фундамента Ф1.

Поскольку по условию задачи ширина фундамента Ф1 составляет 2,6 м, разбиваем основание на слои толщиной Δ h = 0,5м, Δ h = 0,5 м 0,4*b1 =0,4*2,6 =1,04м. Разбиение на меньшие по толщине слои позволяет определить нижнюю границу сжимаемой толщи с большей точностью.

4.Определение напряжений на границах элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи основания фундамента Ф1 с учетом влияния двух соседних фундаментов Ф2

Напряжение от внешней нагрузки под центром подошвы существующего фундамента Ф1 будем определять на различной глубине по вертикали, проходящей через точку А в пределах мощности сжимаемой толщи (см. Рис. 8).

Для использования метода угловых точек всю грузовую площадь от внешней нагрузки разобьем на фиктивные фундаменты I, II, III, IV, V таким образом, чтобы для каждого фиктивного фундамента рассматривая т. А была угловой (см. Рис. 7).

Рис. 7. Схема к расчету напряжений в точке А

Тогда, напряжения от существующего фундамента можно представить как сумму 4-х прямоугольников I.

Искомые дополнительные напряжения от действия одного из фундаментов Ф2 найдем, суммируя напряжения от действия нагрузки по прямоугольникам II и III, взятые со знаком «+», и напряжения от действия нагрузок по прямоугольникам IV и V, взятые со знаком «-».

Коэффициенты для определения напряжений, проходящих через угловую точку будем определять по таблице 28 (Приложение D).

Результаты расчета напряжений представлены в графической и табличной форме (табл. 7-17, Рис. 8).

Рис. 8. Схема к определению вертикальных нормальных напряжений и расчету осадки фундамента Ф1 с учетом влияния соседних фундаментов Ф2

Расчеты выполняем для всех элементарных слоев сжимаемой толщи в основании фундамента Ф1 с учетом влияния соседних фундаментов Ф2.

Для каждого элементарного слоя необходимо проверить условие, позволяющее в случае его выполнения, прекратить дальнейший расчет (см. п. 1.1.4):

σ zp ≤ 0,5 σ zg (для грунтов с модулем E > 7 МПа),

σ zp ≤ 0,2 σ zg (для грунтов с модулем E ≤ 7 МПа).

По ходу расчета заполняем таблицу 18.

Из табл. 18 видно, что нижняя граница сжимаемой толщи ВС под фундаментом Ф1 находится на глубине 6м (при учете нагрузки только на этот фундамент) и на глубине 7 м (при учете влияния двух симметрично расположенных фундаментов Ф2).

Напряжение в точке А в уровне подошвы фундамента Ф1