Файл: Грунтоведение_лекции.doc

(_zp)_i - среднее значение дополнительного нормального напряжения в i – ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжнений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя, на вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i - толщина i – ого слоя грунта; Е_i - модуль деформации i – ого слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита толща основания.

Таблица 12.1

Примечание:

1. b– ширина или диаметр фундамента,

l - длина фундамента.

2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью S, значения принимается как для круглых фундаментов радиусом .

3. Для промежуточных значений  и  коэффициент  определяется по интерполяции.

Методика расчета:

• контуры фундамента нанести на геологический разрез основания;

• основание фундамента расчленяется на горизонтальные, однородные по сжимаемости слои, которые далее разбиваются на полосы толщиной h_i=0,2b;

• пользуясь схемой распределения вертикальных давлений, приведенных на рис. 12.1, вычисляют нормальные дополнительные давления в грунте в точках пересечения вертикальной оси, проходящей через центр подошвы фундамента, с границами выделенных слоев основания до глубины сжимаемой толщи: P_0z=(P-P_б);

• на расчетной схеме слева от оси строят эпюру сжимающего давления, а слева – эпюру природного давления P_бz=   h_ф _i  h_i ;

• границу сжимаемой толщи принимают на глубине z, где соблюдается условие

P_0z0,2 P_бz;

• осадка вычисляется по формуле , гдеР_i – среднее давление в i-ом слое.

В случае однородного грунта основания, т.е. постоянного модуля деформации по глубине, , гдеР₁,Р₂,…,Р_n – дополнительные давления на границах выделенных слоев. Полученное значение осадки фундамента сверяется с предельно допустимыми величинами оснований зданий и сооружений, определяемых таблицами СНиП.

Задача17.

Определить осадку квадратного фундамента размером (44)м при глубине его заложения от поверхности земли h’=2м и среднем фактическим давлением по подошве Р=2.36 кГ/см². Основание подстилается 2 слоями: первый слой – суглинок, мощностью 3,2м, ₁= 1,8 Т/м³, Е₁= 41,5кГ/см², 2 слой – глина ₂= 2,0Т/м³, Е₂= 74кГ/см².

Решение.

1. Контур фундамента наносим на геологический разрез.

2. Сжимаемую толщу разбиваем на слои мощностью h₁==0,2b=0,8м. Граница выделенного слоя при z=3,2м совпадает с подошвой суглинка.

3. Определяем природное и дополнительное давление на уровне подошвы фундамента. Р_б = (’h’)=1,8  2=3,6 Т/м²= 3,6(1000 кГ /10000 см²)=0,36кГ/см²,

Р₀=Р- Р_б= 2,36-0,36=2,0 36кГ/см².

4. Определяем те же величины давлений для выделенных слоев по глубине z и результаты заносим в таблицу, учитывая, что =(l/b)=(4/4)=1, для суглинка _ih_i=0,001880=0,144кГ/см², для глины _ih_i=0,00280=0,16кГ/см² .

Вид грунта	Н (м)	Z (м)	=		zp=P0z= P0	zg=Pбz=   hф  i  hi
Суглинок m=3,2м, 1= 1,8Т/м3, Е1= 41,5кГ/см2	2,0	0,0	0,0	1,000	2,000	0,36	5,56
	2,8	0,8	0,4	0,960	1,920	0,36+0,144=0,504	3,81
	3,6	1,6	0,8	0,800	1,600	0,504+0,144=0,648	2,46
	4,4	2,4	1,2	0,605	1,212	0,648+0,144=0,792	1,53
	5,2	3,2	1,6	0,449	0,898	0,792+0,144=0,936	0,95
Глина 2= 2,0Т/м3, Е2= 74кГ/см2	6,0	4,0	2,0	0,336	0,572	0,936+0,16=1,096	0,52
	6,8	4,8	2,4	0,257	0,514	1,096+0,16=1,256	0,41
	7,6	5,6	2,8	0,201	0,402	1,256+0,16=1,416	0,28
	8,4	6,4	3,2	0,160	0,320	2,416+0,16=1,576	0,203

6. Определяем глубину сжимаемой толщи по условию 0,2 Н_с =8,4 м

7. Определяем осадку фундамента S. Полная осадка равна сумме осадок слоем суглинка и глины S= S₁+ S₂.

S₁=+1,92+1,60+1,212+) = 9,6см

S₂=+0,672+0,514+0,402+) = 1,9см

Полная осадка S= 9,6+1,9=11,5 см.

Самостоятельно.

Решить ту же задачу для фундамента размером (28) м.

Расчет осадки основания с использованием расчетной схемы линейно деформируемого слоя (формула К.У. Егорова)

Определение осадки основания по формуле Егорова с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого (упругого) слоя конечной толщины применяется, если:

• сжимаемая толща постилается в пределах мощности активного слоя практически несжимаемыми породами с модулем деформации Е₀>100 МПа (1000 кГ/см²);

• фундамент имеет большие размеры (ширина или диаметр больше 10 м) и модуль деформации грунтов больше 10 МПа независимо от глубины залегания малосжимаемого слоя.

,

где b - ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;

Р - полное среднее давление, действующее по подошве фундамента (без вычета природного давления);

М - поправочный коэффициент, определяемый по таблице (**) в зависимости от m’ - отношения толщины упругого слоя Н к полуширине (b<10-15 м) или радиусу фундамента;

n- количество слоев, различающихся по сжимаемости в пределах упругого слоя Н;

К_i - коэффициент, определяемый по таблице (*) дляi-ого слоя в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и отношения глубины залегания слояzк полуширине фундамента;

E_i - модуль деформации i-ого слоя.

Расчетная мощность линейно деформируемого слоя Н_расч принимается до кровли грунтов с модулем Е₀>100 МПа и для фундаментов больших размеров при модуле деформации Е₀>10 МПа по формуле

Н_расч = Н₀+t·b;

где Н₀иtпринимаются в зависимости от типа грунта:

Таблица 12.2

	глина	песок
Н0	9	6
t	0.15	0.1

Если основание сложено и глинистыми и песчаными грунтами, значение Н_расч определяется как средневзвешенное.

Если ниже Н_расч расположен слой с модулем деформации Е₀<10 МПа и его мощность менее 5 метров, то значение Н_расч должно быть увеличено на толщину этого слоя. При большей мощности слоя такого грунта, а также если вышележащие слои имеют модуль деформации Е₀<10 МПа, расчет осадок выполняется по расчетной схеме линейно деформируемого полупространства методом послойного суммирования.

Полученное значение осадки фундамента сравнивается с предельно допустимыми величинами совместных деформаций оснований зданий и сооружений по таблице СНиП.

Расчет осадок методом эквивалентного слоя

Методика расчета основывается на представлении грунта основания в виде безграничного слоя такой мощности hсжатие которого дает величину, равную осадке реального фундамента. Соответствующую мощность выделенного слоя, называемого эквивалентным, определяют по формуле: h_э=,

где; - ширина фундамента;- коэффициент относительной поперечной деформации;- коэффициент формы и жесткости фундамента, определяемый по таблице 12.3.

Полная стабилизированная осадка образца от внешней нагрузки Р: