условий площадки строительства

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Дано: план строительной площадки в масштабе 1:1000 (рис.II.1), геологические данные полевых визуальных наблюдений и определений (табл.II.1) и результаты лабораторных исследований физических характеристик грунтов (табл.II.2). Проектируемое здание имеет в плане размеры 51x48 м.

Необходимо: выполнять привязку проектируемого здания на строительной площадке, построить геологический разрез и определить полное наименование всех грунтов и показатели их свойств.

Проектируемое здание привязываем на строительной площадке так, чтобы его контуры как можно лучше вписывались в треугольник, образованный скважинами (см. рис.II.1). Принимаем, что после планировки в благоустройстве территории верх отмостки около углов около углов здания будет иметь отметку 74,6 м. Нулевые отметки полов первых этажей обеих частей здания приняты соответственно 74,6 и 75,0 м (см. рис II.1).

Рис. II .1. План строительной площадки

М 1:1000

Таблица II.1

Геологические данные

Таблица II .2

Исходные значения физических свойств грунтов

Разворачиваем на вертикальную плоскость расстояния между скважинами 1-2-3 и в соответствии с положениями инженерной геологии и данными табл.II.2 строим геологический разрез (рис.II.2).

Определяем показатели свойств грунтов по всем слоям. Исходные показатели, которые определяются лабораторным путем, даны в табл.II.2. классификационные, прочностные и деформационные показатели находим расчетом и по таблицам Приложения I.

Рис. II .2. Геологический разрез

Образец № 2. Взят из второго слоя грунта скважины

№ 1 с глубины 1,5 м. Так как характеристики пластичности и для грунта равны нулю, его следует отнести к пескам. Для установления наименования песка по крупности последовательно суммируем процентное содержание частиц различной крупности и сопоставляем эти значения с показателями табл.1.6 (Приложение I).

Вес частиц крупнее 2мм составляет 4%, что менее 25% для гравелистого песка; частиц крупнее 0,5 мм - 4+23=27%, что менее 50% для крупного песка; частиц крупнее 0,25 мм - 4+23+29=56%, что более 50%, а, следовательно, песок имеет наименование – песок средней крупности.

Вычислим коэффициент пористости грунта по (4.1):

Согласно табл.1.8(Приложение I) пески средней крупности с коэффициентом пористости е<0,55 относятся к плотным пескам.

Вычислим степень влажности грунта по (4.2):

Согласно табл.1.7(Приложение I) пески со степенью влажности 0,5 < 0,8 относятся к влажным.

Следовательно, полное наименование грунта второго слоя – песок средней крупности, плотный, влажный.

По табл.1.11(Приложение I) находим прочностные и деформационные характеристики грунта. Для песка средней крупности при е=0,52 простой интерполяцией находим: удельное сцепление =0,023 кгс/см², угол внутреннего трения =40,9⁰, модуль деформации Е= 420 кгс/см².

По табл.1.14(Приложение 1) для плотного песка средней крупности независимо от влажности условное расчетное давление =5 кгс/см².

Образец № 3. взят из третьего слоя грунта скважины № 2 с глубины 3,3 м. Так как характеристики пластичности и для грунта отличны от нуля, его следует отнести к глинистым грунтам.

Для определения наименования глинистого грунта необходимо вычислить по формуле (4.3) число пластичности :

=0,24-0,14=0,1.

Так как 0,07< =0,1 0,17, то согласно табл.1.9 (Приложение I) грунт относится к категории суглинков.

Глинистые грунты должны быть проверены на содержание в них частиц крупнее 2мм. Если этих частиц в грунте по весу 15-25%, то к наименованию грунта добавляется термин «с галькой» или «с гравием»; если этих частиц по весу 25-50% – «галечниковый» или «гравелистый», а при наличии частиц крупнее 2 мм более 50% по весу грунт должен быть отнесен к крупнообломочному. В нашем случае частиц крупнее 2 мм составляют всего 3%, и поэтому добавленного термина наименование грунта не имеет.

Вычисляем показатель консистенции суглинка по формуле (4.4):

Согласно табл.1.10 (Приложение I) суглинки с 0,25< =0,4 0,50 относятся к тугопластичным.

Полное наименование грунта – суглинок тугопластичный.

По формуле(4.1) вычисляем коэффициент пористости:

По табл. 1.12(Приложение I) определяем прочностные и деформационные характеристики суглинка для значений =0,4 и е=0,53. Применяя интерполяцию, находим =0,35 кгс/см², =25⁰, Е= 264 кгс/см².

По табл.1.14 (Приложение I) при =0,4 и е=0,53 двойной интерполяцией находим кгс/см² 2,7 кгс/см².

Образец № 4. Взят из четвертого слоя скважины № 2 с глубины 4,8 м. Так как характеристики пластичности грунта отличны от нуля, то он относится к глинистым.

В результате расчета получаем =0,06, =0,67, е=0,47. Полное наименование грунта – супесь с галькой пластичная. Для нее =0,12 кгс/см², 28⁰, Е= 300 кгс/см², =2,0 кгс/см².

Образец № 5. Взят из пятого слоя грунта скважины № 3 с глубины 6,5 м.

В результате расчета получаем =0,2, =0,15, е=0,75. Полное наименование грунта – глина полутвердая. Для нее =0,54 кгс/см², =19⁰, Е= 210 кгс/см², =2,58 кгс/см².

Значения прочностных и деформационных характеристик грунтов записываем на геологическом разрезе (см. рис.II.2).

ПРИЛОЖЕНИЕ III.

Пример расчета внецентренно нагруженных фундаментов

Определить размеры подошвы и рассчитать конструкцию фундамента под колонну промышленного здания размером 40X80 см (рис. III.1). В основании фундамента залегает песок пылеватый, плотный, насыщенный водой, имеющий удельный вес =0,0185 МН/м³. Угол внутреннего трения и удельное сцепление, определенные на основе лабораторных испытаний образцов грунта, составляют соответственно =28° и с _n =0,0037 МПа. Глубина заложения фундамента d=1,2 м. В проектируемом здании подвал отсутствует. На уровне спланированной отметки земли приложена вертикальная сила N'=1,0 МН и момент

М'=0,6 МН·м (от нормативных нагрузок). Расчетные значения усилий составляют: N'=1,1 МН, момента М'=0,7 МН·м. Здание имеет длину L=84 м и высоту H = 20,5 м.

Решение. При действии внецентренно приложенной нагрузки форму подошвы фундамента целесообразно назначить в виде прямоугольника. Зададимся соотношением длины подошвы фундамента к его ширине l/ b=1,5.

В первом приближении определим площадь подошвы фундамента в предположении, что на него действует только вертикальная центрально приложенная сила. Условное расчетное сопротивление грунта основания составит R₀=0,15 МПа. Тогда ориентировочная площадь фундамента определяется по формуле:

=1,0/(0,15-1,2-0,02) = 7,81 м².

Учитывая, что фундамент является внецентренно нагруженным, увеличиваем размеры фундамента на 20 %. Тогда ориентировочная площадь подошвы фундамента составит А_ф = 9,4 м².

При соотношении l/ b=1,5 получим:

b = = 2,5 м; l = 2,5·1,5=3,75 м.

Назначим размеры подошвы фундамента, выполненного из монолитного железобетона, b×l=2,5×4 м и высоту h'=0,8 м. Найдем эксцентриситет, создаваемый моментом: е=0,6/1,0=0,6 м.

Вычислим значение 0,03l_к=0,024 м. Значение

е=0,6 м>0,03l_к= 0,024 м, поэтому данный фундамент необходимо рассчитать, как внецентренно сжатый.

Для соотношения L/ H=84/20,5=4,1 по табл. 1.15(Приложение I) найдем значения коэффициентов условий работы = l.l и =l,0. Коэффициент k= 1,0.

Рис. III .1

Для прямоугольного фундамента шириной b=2,5 м найдем расчетное сопротивление грунта основания, определив предварительно значения безразмерных коэффициентов (см. табл. 1.13 Приложение 1) =0,98, = 4,93 и = 7,40:

В соответствии с требованиями строительных норм, для внецентренно нагруженных фундаментов максимальное краевое давление под подошвой фундамента не должно превышать 1,2R = 0,24 МПа.

Найдем вес грунта, лежащего на обрезах фундамента:

G_гр= 0,0185 (2,5·4—1,6·1,2)0,4 = 0,06 МН.

Вес фундамента (см. рис. 2.17):

G_ф = 0,024 (0,8·4·2,5+ 1,6·1,2·0,8) =0,238 МН.

Найдем максимальное и минимальное краевые давления под подошвой фундамента при внецентренном нагружении по формулам:

МПа;

МПа.

Проверим выполнение условий:

p_max= 0,22 < 1,2R = 0,24 МПа; p_min= 0,031 > 0;

p_cp = (1+0,06 + 0,238)/2,5·4 = 0,13<R = 0,2 МПа.

Условия выполняются, а недонапряжение по максимальному краевому давлению составляет 8,3 % < 10 %. Следовательно, фундамент запроектирован экономично.

Окончательно принимаем в качестве фундаментной подушки монолитную железобетонную плиту размером 2,5x4x0,8 м (см. рис. III.1).

ПРИЛОЖЕНИЕ IV.

Пример расчета осадки фундамента.

Определить методом элементарного суммирования, осадку фундамента под колонну каркаса здания. Ширина фундамента b=1,8 м, длина l=1,8 м, глубина заложения d=0,9 м. Среднее давление под подошвой фундамента p_cp=0,352 МПа. Грунтовые условия строительной площадки приведены в таблице IV.1.

Таблица IV .1.

Решение. Воспользовавшись данными табл. IV.2, определяем удельный вес грунтов первого и третьего слоев, залегающих в основании фундамента: γ₁= ρg = 2000·10 =

=0,02 МН/м³, γ₃ = 2000·10=0,02 МН/м³.

Удельный вес песка первого слоя и суглинка второго слоя с учетом взвешивающего действия воды найдем по формуле:

;

МН/м³;

МН/м³.

Грунт третьего слоя представляет собой глину полутвердую, которая является водоупорным слоем, поэтому в ней взвешивающее действие воды проявляться не будет. Определим ординаты эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта по формуле и вспомогательной эпюры 0,2 :

на поверхности земли:

= 0; 0,2 = 0;

на уровне подошвы фундамента:

σ _zg0 = 0,02·0,9 = 0,018 МПа; 0,2 σ _zg0 = 0,004 МПа;

в первом слое на уровне грунтовых вод:

σ _zg1 = 0,02·2,9 = 0,058 МПа; 0,2 σ _zg1 = 0,012 МПа;

на контакте первого и второго слоев с учетом взвешивающего действия воды:

σ _zg2 = 0,058 + 0,01·1=0,068 МПа; σ _zg2 = 0,014 МПа;

на подошве суглинка с учетом взвешивающего действия воды:

σ _zg3= 0,068+ 0,0094·4,3 = 0,108 МПа; 0,2 σ _zg2 = 0,022 МПа.

Ниже слоя суглинка залегает глина в полутвердом состоянии, являющаяся водоупорным слоем, поэтому к вертикальному напряжению на кровлю глины добавятся:

гидростатическое давление столба воды, находящегося над глиной:

σ_гидр= 0,01·5,3 = 0,053 МПа;

полное давление на кровлю глины:

σ _zg4= 0,053 + 0,108 = 0,161 МПа; 0,2 σ _zg4 = 0,032 МПа;

давление на подошве третьего слоя:

σ _zg5= 0,161 +0,02·3,3 = 0,228 МПа; 0,2 σ _zg5 = 0,045 МПа.

Полученные значения ординат природного напряжения и вспомогательной эпюры перенесем на геологический разрез (рис. IV.1).

Рис. IV .1

1 - песок средней плотности (γ₁=0,02 МН/м³, h ₁=3,9 м, E ₁=25 МПа); 2 - суглинок тугопластичный (γ₂=0.0094 МН/м³, h ₂=4,3 м, E ₂=12 МПа); 3 - глина полутвердая (γ₃=0,02 МН/м³, h ₃ =3,3 м, E₃=20,5 МПа).

Найдем дополнительное давление по подошве фундамента:

Р_д = 0,352 — 0,018 = 0,334 МПа.

Соотношение n= l/ b—1,8/1,8= 1, Чтобы избежать интерполяции по табл. 1.16 (Приложение I), зададимся соотношением m = 0,4, тогда высота элементарного слоя грунта h_i = 0,4·1,8/2 = 0,36 м.

Условие h_i= 0,36<0,4 b = 0,72 м удовлетворяется.

Построим эпюру дополнительных напряжений

(см. рис. IV.1) от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя формулу σ _zp=αρ_д _g и данные табл. 1.16 (Приложение 1). Вычисления представим в табличной форме (табл. IV.2).

Таблица IV .2

Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересечения вспомогательной эпюры с эпюрой дополнительного напряжения (см. рис. IV.1). По этому же рисунку определяем, что мощность сжимаемой толщи H=5,76 м.

Вычислим осадку фундамента, пренебрегая различием значений модуля общей деформации на границе слоев грунта, приняв во внимание, что данное предположение незначительно скажется на результатах расчета:

По табл. 1.17(Приложение IV) для здания данного типа находим предельно допустимую осадку s_u=10 см.

В нашем случае s=2,3<s_u= 10 см. Следовательно, расчет осадки фундамента соответствует расчету по второй группе предельных состояний.

ПРИЛОЖЕНИЕ V.

Пример расчета осадки при взаимном влиянии фундаментов.

Определить методом элементарного суммирования осадку фундамента под колонну размером b×l=2×2 м глубиной заложения d=2,8 м, а также его дополнительную осадку в результате влияния соседнего фундамента, расположенного на этой же оси на расстоянии 2,6 м и имеющего такие же размеры и глубину заложения d=l,2 м. Среднее давление под подошвой первого фундамента p_cp=0,41 МПа, второго p_cp=0,48 МПа. Грунтовые условия строительной площадки: 1 - песок пылеватый (γ₁= 0,0185 МН/м³,

h₁ = 3,6 м, E₁ = 15 МПа); 2 - супесь пластичная (γ₂= 0,0195 МН/м³, h₂ = 1,7 м; Е₂=17 МПа); 3 - песок плотный (γ₃=0,0101 МН/м³, h₃ = 2,2 м, E₃ = 32 МПа); 4 - суглинок тугопластичный (γ₄ =0.01 МН/м³, h₄=3,4 м, E₄=30 МПа). Возводимое здание выполнено из железобетонного каркаса с заполнением.

Решение. Определим вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы первого и второго фундаментов:

σ’ _zg0= 0,0185·2,8 = 0,052 МПа;

σ” _zg0 = 0,0185·1_,2 = 0,022 МПа.

Ординаты эпюры природного напряжения и схема расположения фундаментов приведены на рис. 5.1. Дополнительные давления под подошвой первого и второго фундаментов равны:

p_д1 = 0,41-0,052 = 0,358 МПа; р_д2 = 0,48-0,022 =0,458 МПа.

Соотношение сторон фундаментов n= l/ b=2/2=1. Чтобы избежать интерполирования по табл. 1.16 (Приложение I), зададимся значением m = 0,4, тогда высота элементарного слоя грунта h_i = 0,4·2/2=0,4 м.

Проверим выполнение условия h_i≤0,4b: 0,4<0,8 м, следовательно, условие выполняется.

Рис . V.1

1 - песок пылеватый (γ₁= 0,0185 МН/м³, h ₁ = 3,6 м, E ₁ = 15 МПа);

2 - супесь пластичная (γ₂= 0,0195 МН/м³, h ₂ = 1,7 м; Е₂=17 МПа);

3 - песок плотный (γ₃=0,0101 МН/м³, h ₃ = 2,2 м, E ₃ = 32 МПа); 4 - суглинок тугопластичный (γ₄ =0.01 МН/м³, h ₄=3,4 м, E ₄=30 МПа)

Построим эпюру дополнительного вертикального напряжения под подошвой первого фундамента (см. рис. V.1), воспользовавшись формулой σ _zp=αρ_д _g и табл. 1.16 (Приложение I). Вычисления представим в табличной форме (табл. V.1).

Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересечения вспомогательной эпюры с эпюрой дополнительных напряжений (см. рис. V.1). По этому рисунку определим и мощность сжимаемой толщи H₁=5,6 м.

Таблица V.1

Вычислим осадку фундамента без учета влияния соседнего фундамента:

По табл. 1.17 (Приложение I) для здания, выполненного из железобетонного каркаса с заполнением, предельно допустимая осадка s_u=8 см. В нашем случае

s₁=3,1<s_u= 8 см. Следовательно, расчет осадки фундамента удовлетворяет расчету по второй группе предельных состояний.

Рассчитаем осадку первого фундамента с учетом влияния рядом расположенного фундамента (см. рис. V.1). Для определения суммарных напряжений под центральной точкой первого фундамента воспользуемся методом угловых точек (рис. V.2). Для этого разобьем загруженную площадь на четыре прямоугольника I, II, III и IV (стороны прямоугольников показаны на рисунке фигурными скобками) и определим соотношения между сторонами каждого прямоугольника: n_I = n_II = 3,6/l =3,6; n_III = n_IV = 1,6/1 =1,6.

Найдем дополнительное напряжение под центральной точкой первого фундамента от действия второго фундамента, предварительно вычислив соотношение m'= z/ b = =1,6/2 = 0,8, где z - разность отметок глубины заложения первого и второго фундаментов (см. рис. V.1):

Из условий симметрии следует, что , поэтому:

= 0,5 (0,88 — 0,859) 0,458 = =0,005 МПа.

Коэффициент найдем по табл. 1.16(Приложение I) для соотношения n₁ = 3,6 с помощью линейной интерполяции, а коэффициент - по той же таблице при n_III =l,6 и m'= 0,8.

Рис. V .2

Дополнительные напряжения далее определим для точек, лежащих на вертикали под центральной точкой первого фундамента: эти напряжения вычисляли с шагом, равным высоте элементарного слоя, выбранного при расчете первого фундамента, т.е. z=0,4 м.

Вычисления представим в табличной форме (табл. V.2), при этом заметим, что предпоследний столбец этой таблицы характеризует распределение суммарных напряжений под центральной точкой первого фундамента от совместного действия первого и второго фундаментов.

Таблица V.2

Пользуясь данными табл. V.2, построим суммарную эпюру дополнительных напряжений (см. рис. V.1). Нижнюю границу сжимаемой толщи найдем по точке пересечения этой эпюры со вспомогательной. Мощность сжимаемой толщи составит 7,6 м (см. рис. V.1).

Вычислим осадку первого фундамента, учитывая влияние второго фундамента:

Итак, суммарная осадка первого фундамента

s₂=3,6 см > s₁ = 3,1 см, т. е. первый фундамент испытывает дополнительную осадку под влиянием рядом расположенного фундамента. Однако основное условие расчета по второй группе предельных состояний по-прежнему выполняется: s₂=3,6 см < s_u =8 см.

ПРИЛОЖЕНИЕ VI.

Пример расчета несущей способности свайного отдельно стоящего фундамента

Рассчитать свайный фундамент под колонну промышленного здания на действие центральной нагрузки

N = 1,0 МН. Материал ростверка - бетон класса В25 с расчетным сопротивлением осевому растяжению

R_bt=1,05 МПа. Глубина заложения подошвы ростверка по конструктивным соображениям принята равной h = 0,8 м. Грунтовые условия строительной площадки: 1 - песок пылеватый (γ₁= 0,0185 МН/м³, h₁ = 3,6 м, E₁ = 15 МПа); 2 - супесь пластичная (γ₂= 0,0195 МН/м³, h₂ = 1,7 м; Е₂=17 МПа); 3 - песок плотный (γ₃=0,0101 МН/м³, h₃ = 2,2 м,

E₃=32 МПа); 4 - суглинок тугопластичный (γ₄ =0.01 МН/м³, h₄=3,4 м, E₄=30 МПа). L/ H=5,1.

Решение. Для заданных грунтовых условий проектируем свайный фундамент из сборных железобетонных свай марки С5,5-30, длиной L = 5,5 м, размером поперечного сечения 0,3x0,3 м и длиной острия l = 0,25 м. Сваи погружают с помощью забивки дизель-молотом.

Найдем несущую способность одиночной висячей сваи, ориентируясь на расчетную схему, показанную на рис. 6.1, а и имея в виду, что глубина заделки сваи в ростверк должна быть не менее 5 см.

Рис. VI .1

Площадь поперечного сечения сваи A =0,3·0,3=0,09 м², периметр сваи u = 0,3·4=1,2 м.

По табл. 1.18 (Приложение I) при глубине погружения сваи 6,5 м для песка мелкого, интерполируя, найдем расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи

R = 2,35 МПа.

По табл. 1.18(Приложение I) для свай, погружаемых с помощью дизель-молотов, находим значение коэффициента условий работы грунта под нижним концом сваи γ _cR =1,0 и по боковой поверхности γ _cf =1,0.

Пласт первого слоя грунта, пронизываемого сваей, делим на два слоя толщиной 2 и 0,8 м. Затем для песка пылеватого при средних глубинах расположения слоев h₁ = l,8 м и h₂ = 3,2 м, интерполируя, находим расчетные сопротивления по боковой поверхности сваи, используя данные табл. 1.19(Приложение I): f₁= 0,0198 МПа, f₂ = 0,0254 МПа.

Для третьего слоя грунта при средней глубине его залегания h₃ = 4,45 м по этой же таблице для супеси пластичной с показателем текучести I_L = 0,6, интерполируя, находим f₃ = 0,0165 МПа.

Для четвертого слоя при средней глубине его расположения h₄= 5,775 м для песка мелкого находим f₄ = 0,041б МПа.

Несущую способность одиночной висячей сваи определим по формуле (6.4)

Ф= 1 [1·0,09·2,35+ 1·1,2 (0,0198·2 + 0,0254·0,8 + 0,0165·1,7+ + 0,0416·0,95)] =0,364 МН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

F = 0,364/1,4 = 0,26 МН.

В соответствии с конструктивными требованиями зададимся шагом свай, приняв его равным а = 3b=3·0,3=0,9 м. Далее определим требуемое число свай:

n = γ_gN/Ф=1,4·1/0,364 = 3,85

Окончательно примем число свай в фундаменте равным 4 и разместим их по углам ростверка.

Найдем толщину ростверка из условия (8.8):

По конструктивным требованиям высота ростверка должна быть не менее h_p = 0,05+ 0,25 = 0,3 м, что больше полученной в результате расчета на продавливание. Следовательно, окончательно примем высоту ростверка равной 0,3 м.

Расстояние от края ростверка до внешней стороны сваи в соответствии с конструктивными требованиями назначим равным l_р = 0,3·30+5=14 см, примем его окончательно, кратным 5 см, т. е. l_p = 15 см. Расстояние между сваями примем равным: l=3b = 0,9 м.

Конструкция ростверка и его основные размеры показаны на рис. VI.1, б.

Найдем вес ростверка G₃ = 0,025·0,3·1,5·1,5 = 0,0169 МН и вес грунта, расположенного на ростверке,

G_гр = 0,5·1,5·1,5 ·0,0185 = 0,0208 МН.

Определим нагрузку, приходящуюся на одну сваю, по формуле:

N =(N+ G_гр + G₃)/n = (1,0 + 0,0169+ 0,0208)/4 = 0,259 МПа < < 0,26 МПа.

По табл. 1.12 (Приложение I) для грунта первого слоя - песка пылеватого с коэффициентом пористости е=0,666, интерполируя, найдем значение угла внутреннего трения φ _II1=29,36°.

По табл. 1.1 (Приложение I) 2 для грунта второго слоя супеси пластичной с показателем текучести I_L=0,6 и коэффициентом пористости е=0,618, интерполируя, найдем φ _II₂= 24,6°.

По табл. 1.12(Приложение I) для грунта третьего слоя - песка мелкого с коэффициентом пористости е=0,598, интерполируя, найдем φ _II₃= 34°.

Определим осредненный угол внутреннего трения грунтов, прорезываемых сваей:

Найдем ширину условного фундамента:

B_ус = 0,9 + 0,3 + 2(2,8 + 1,7+I,2)tg7°= 2,6 м.

Найдем вес свай:

G₁ = 4 (5,5·220·10 + 50·10) = 50800 H = 0,0508 МН.

Вес грунта в объеме АБВГ (см. рис. 6.1):

G₂=3,6·2,6·2,6·0,0185+1,7·2,6·2,6·0,0195+0,6·2,6·2,6·0,02+0,6··2,6·2,6·0,0101=0,796 МН.

Вес ростверка был найден ранее: G₃=0,0169 МН.

Давление под подошвой условного фундамента:

По табл. 1.12 (Приложение I) для песка мелкого, на который опирается условный фундамент, с коэффициентом пористости е = 0,598 найдем значение удельного сцепления с_п = 0,003 МПа.

По табл. 1.13 (Приложение I) по углу внутреннего трения φ _n = 34°, который был определен ранее, найдем значение безразмерных коэффициентов: M_γ=l,55, M_q=7,22 и М_с=9,22.

Определим осредненный удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

;

По табл. 1.15. (ПриложениеI) для песка мелкого, насыщенного водой, при соотношении L/ H>4 находим значения коэффициентов γ_с1 = 1,3 и γ_с2= 1,1.

По формуле (8.3) определим расчетное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:

Основное условие при расчете свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется: Р_ср = 0,276 МПа < R = 1,19 МПа.

ПРИЛОЖЕНИЕ VII.

Пример расчета осадки свайного отдельно стоящего фундамента

Определить методом элементарного суммирования осадку свайного фундамента, рассчитанного в приложении 6. Среднее давление под подошвой условного фундамента р _cp = 0,276 МПа.

Решение. Найдем ординату эпюры вертикального напряжения от действия собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента:

σ_zgo = 0,112+0,0101·0,6 = 0,118 МПа.

Эпюры вертикальных напряжений в грунте и вспомогательная были построены в примере 2.17, воспользуемся этими данными и перенесем эти эпюры на геологический разрез (рис. VII.1).

Рис. VII .1

1 - песок пылеватый (γ₁ = 0,0185 МН/м", h ₁= -3,6 м, E ₁ =15 МПа);

2 - супесь пластичная (γ₂ = 0,0195 МН/м³, h ₂=l,7 м, E ₂= 17 МПа);

3 - песок плотный (γ₃= 0,0101 МН/м³, h ₃ = 2,2 м, E ₃ = 32 МПа); 4 - суглинок тугопластичный (γ₄=0,01 МН/м³, h ₄ -=3,4 м, E ₄ = 30 МПа).

Определим дополнительное давление под подошвой условного фундамента: р_д = 0,276-0,118 = 0,158 МПа.

Найдем величину п= l/ b=2,6/2,6= 1.

Чтобы избежать интерполяции по табл. 1.16 (Приложение I), зададимся соотношением m=0,4, тогда высота элементарного слоя грунта равна:

Проверим выполнение условия h_i<0,4b:0,52<1,04, следовательно, условие выполняется.

Затем построим эпюру дополнительных напряжений (см. рис. VII.1) в сжимаемой толще основания условного фундамента. Вычисления представим в табличной форме (табл. VII.1).

Таблица VII .1

Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительных напряжений (см. рис. VII.1), так как при вычислении осадок необходимо выполнение условия σ₂≤0,2σ _zg. Из рисунка видно, что эта точка соответствует мощности сжимаемой толщи H = 4,16 м.

Найдем осадку фундамента, пренебрегая различием значений модуля общей деформации грунта на границах слоев, приняв во внимание, что указанное предположение незначительно скажется на результатах расчета:

По табл. 1.17(Приложение I) для здания с железобетонным каркасом с заполнением предельно допустимая осадка составляет s_u = 8 см. В нашем случае: s = 0,9<s_u=8 см.

Следовательно, фундамент удовлетворяет требованиям расчета по второй группе предельных состояний.

ПРИЛОЖЕНИЕ VIII

Нагрузки на фундаменты в уровне защемления колонн каркаса по вариантам