Расчет осадки методом послойного суммирования.

1) Определяют среднее давление под подошвой фундамента:

, кПа (3.2)

где: N - вертикальная нагрузка, кН;

А =b·l – площадь подошвы фундамента, м²;

d - глубина заложения фундамента, м;

γ = 20 кН/м³ – осреднённый удельный вес бетона фундамента и грунта на его обрезах.

2) Определяют напряжения от собственного веса грунта σ _zg на отметках подошвы слоёв:

, кПа (3.3)

и подошвы фундамента σ _zg0: , кПа (3.4)

где: γ _i - удельный вес грунта природной влажности;

h_i - мощность і - го слоя грунта, м

3) Вычерчивают расчетную схему (М1: 100, рис. 3.1), на которой показывают геологический разрез, необходимые параметры для расчета и поперечное сечение фундамента глубиной заложения d.

На схеме строят эпюру σ _zg .

4) Определяют дополнительное напряжение от внешней нагрузки на отметке подошвы фундамента:

, кПа (3.5)

5) Просадочную толщу ниже подошвы разбивают на элементарные слои толщиной: , м

6) Определяют дополнительные напряжения на границах элементарных слоёв по формуле:

, кПа (3.6)

где: α - коэффициент рассеивания напряжений по глубине, зависящий от = 2z/b и η =l/b (табл. 5.3 Приложения), здесь b и l - ширина и длина подошвы фундамента.

На расчетной схеме строят эпюру σ _zр (рис. 3.1).

7) Определяют напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, на отметках подошвы каждого элементарного слоя:

, кПа (3.7)

- коэффициент, принимаемый по табл.5.3 Приложения и зависящий от ( - ширина котлована);

Примечание: Так как в работе расчет выполняется для единичного столбчатого монолитного фундамента, принимают размеры котлована приблизительно равными размерам подошвы фундамента, соответственно, значение будет равно значению для фундамента.

На расчетной схеме (рис. 3.1) строят эпюру .

8) Уплотнение грунта происходит в пределах сжимаемой толщи, нижняя граница которой находится на глубине Н_с, где

σ _zр ≤ 0, 2·σ _zg (при Е ≥ 5 МПа) или

σ _zр ≤ 0, 1·σ _zg (при Е < 5 МПа)

Нижнюю границу сжимаемой толщи определяют графически. Для этого значения эпюры σ _zр умножают в 5(10) раз и полученные значения откладывают влево от оси z. Точка пересечения эпюр σ _zg и 5 · σ _zр (10· σ _zр) соответствует нижней границе сжимаемой толщи В.С. (рис. 3.1).

9) Осадку фундамента определяют как сумму осадок элементарных слоев до глубины В.С. по формуле:

(3.8)

где: β - коэффициент, равный 0, 8;

σ _{zp, i} - среднее значение дополнительного давления в пределах «i-го» слоя грунта;

σ _{zγ , i} - среднее значение вертикального напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, в «i-м» слое грунта;

h_i - толщина элементарного слоя;

Е_{i -} модуль деформации грунта, в пределах которого находится «i-й» слой.

10) Результаты расчета напряжений σ _zp, σ _zγ и осадок элементарных слоев S_i заносят в таблицу 3.1.

Таблица 3.1.

№

Z, м

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

- кПа

, cм

, кПа

, cм

Рис. 3.1. Расчетная схема к расчету осадки и просадки фундамента.