новая папка 1 / 231759

3 Расчет ожидаемой просадки

Расчет оснований и фундаментов на просадочных грунтах по деформациям

сводится к удовлетворению неравенства:
S + SSL Su,	(4)

где S – величина деформации основания, вызванная нагрузкой от фундамен-

та, определяемая как для обычных непросадочных грунтов в соответствии с их де-

формационными характеристиками при природной или установившейся влажности.

Порядок расчета приведен в [1].

SSL – величина деформации основания, вследствие просадки грунтов при их замачивании;

Su, – предельно допустимая величина совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемая в соответствии с указаниями Приложением Д [2].

Просадка грунтов SSL основания при увеличении их влажности вследствие за-

мачивания сверху больших площадей, а так же замачивания снизу при подъеме

уровня подземных вод определяется по формуле:

n
SSL SLi hi KSLi ,	(5)

i 1

где SLi – относительная просадочность i -го слоя грунта; hi – толщина i-го слоя, мм;

К SLi – коэффициент, принимаемый равным 1 для всех слоев грунта в пре-

делах зоны просадки при - В 12 м; при В 3 м вычисляется по формуле:

	P PSLi
	KSLi 0,5			1,5	(6)
		P0

где Р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

РSLi – начальное просадочное давление грунта i -го слоя; кПа;

Р0 – давление, равное 100 кПа.

При 3 < В < 12м - определяется по интерполяции между значениями КSLi , по-

лученными при b = 3 м и b=12м.

11

При определении просадки от собственного веса грунта принимается КSLi =1 n – число слоев, на которое разбита зона просадки HSL, принимаемая:

HSL =hSL,P – толщина верхней зоны просадки при определении просадки грунта от внешней нагрузки (от фундамента) - SSL,P ;

HSL =hSL,q - толщина нижней зоны просадки при определении просадки грунта от собственного веса SSL,q.

4 Примеры расчетов

4.1 Общие исходные данные для примеров расчета

Расчет осадки и просадки основания фундамента предшествует определение глубины заложения подошвы фундамента, установление размеров подошвы в плане и среднего давления по подошве фундамента.

Рассматриваемая площадка строительства сложена следующими слоями грунта:

-верхний слой на глубину 0,4 м представлен растительным слоем;

-ниже залегает слой лессовидного макропористого суглинка мощностью 9,6м,

подстилаемого до глубины 10 м непросадочной глиной.

Грунтовые воды до глубины 15 м не встречены. Необходимо исходные данные

о свойствах грунтов приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Физико-механические характеристики грунтов

											Относительная проса-
	№	Глу-	s						E	Psi		дочность
		бина,			W	WL	Wp	e					si кПа
слоя			т/м3	т/м3					МПа	кПа
		м									Р1=100		Р1=200	Р1=300
											кПа		кПа	кПа
1		0-0,4		1,55
2		0,4 6	2,68	1.71	0,12	0,32	0,18	0,72	17,4	45	0,024		0,042	0,050
3		6 10	2,71	1,78	0,16	0,31	0,18	0,71	17,4	80	0,018		0,034	0,055
4		10 15	2,72	1,92	0,18	0,44	0,21	0,67	22	-	-		-	-

12

4.2 Определение просадки грунтов от собственного веса и типа грунтовых

условий по просадочности

Последовательность расчета просадки грунтов, от действия собственного веса,

следующая:

1. Определяется удельный вес лессового грунта, при полном водонасыщении по формуле:

	sat			s q						w q ei		,	(7)
		i		1 Wi						1 ei
Используя данные таблицы 1 получаем:
для 2-го слоя
sat		1,71 10					1 10 0,72				19,5 кН/м3,
2	1		0,12						1 0,72
для 3-го слоя
sat		1,78 10						1 10 0,71			19,5 кН/м3.
3	1		0,16						1 0,71

2. Разбивается основание в пределах всей просадочной толщи на однородные по физико-механическим свойствам слои толщиной не более 2м как показано на ри-

сунке 2.

3. Определяется напряжения от собственного веса водонасыщенного грунта на границе слоев по формуле:

n
zqi isat hi	(8)

i

4. Определяются напряжения от собственного веса водонасыщенного грунта в середине каждого слоя σnzqi.

	n zqi	zqi 1 zqi	(9)
		2

5. По величине напряжений σnzqi, используя данные таблицы 1, определяются соответствующие значения SLi методом интерполяции.

13

6.Определяется просадка от собственного веса грунта.

7.Определяется тип грунтовых условий по просадочности. Результаты расчетов представлены в таблице №2.

Рисунок 2 - К определению просадки от собственного веса грунта и типа грунтовых условий по просадочности

Таблица 2 - Результаты расчетов просадки от собственного веса грунта.

№	Глу-	h,	sati,	σzqi,	σzqi,	Psi,	SLi	ksli	Ssiqi,
слоя	бина, м	м	кН/м3	кПа	кПа	кПа			м
1	0-0,4	0,4	15,5	6,2	3,1	-	-	-
2	0,4-2,0	1,6	19,5	37,4	21,8	45	-	1
3	2,0-4,0	2,0	19,5	76,4	56,9	45	0,014	1	0,021
4	4,0-6,0	2,0	19,5	115,4	95,9	45	0,023	1	0,046
5	6,0-8,0	2,0	19,5	154,4	134,9	80	0,024	1	0,048
6	8,0-10,0	2,0	19,5	193,4	173,9	80	0,030	1	0,060

14

Ожидаемая просадка от действия собственного веса грунта в пределах просадочной толщи (начинается с глубины z = 2,5, где σzq = 46 кПа РSL =45 кПа). SSLq

=0,021 + 0,046 + 0,048 + 0,060 = 0,175 м = 17,5 см. Так как SSLq =17,5 > 5 см, то со-

гласно [2] грунтовые условия площадки относятся ко II типу просадочности.

4.3 Определение просадки грунтов основания фундаментов

Требуется определить деформацию основания фундамента, имеющего раз-

меры в плане L×В = 1,8×1,5 м и глубину заложения подошвы (d = 2,1 м. Среднее давление под подошвой фундамента составляет P = 150 кПа.

Порядок расчета просадки грунтов основания фундаментов следующий:

1. Составляется расчетная схема (рисунок 3). При этом следует иметь ввиду,

что толщина отдельных слоев грунта выше границы сжимаемой толщи принимается в пределах hi = ( 0,2 0,4 )×b , а ниже границы сжимаемой толщи hi 2 м.

2. Определяются вертикальные напряжения от внешней нагрузки σzpi и собст-

венного веса грунта σzqi.

3. Суммируются напряжения σzpi + σzqi и находится среднее значение суммар-

ного вертикального напряжения в i - том слое грунта.

4. По средним значениям суммарных вертикальных напряжений находятся, с ис-

пользованием таблицы 1, соответствующие значения относительной просадочности.

5.По формуле 6 определяются значения коэффициента kSLi для верхней зоны просадки от внешней нагрузки.

6.По формуле 5 вычисляется величина просадки грунтов основания фундамен-

тов. Результаты расчетов для рассматриваемого фундамента приведены в таблице 3.

Полученная величина просадки равна SSL= 0,318 м, а полная деформация осно-

вания с учетом осадки равна: S=SSL+S= 0,318 +0,01= 0,328м= 32,8 cм, где S = 0,01 м

расчетная величина осадки основания фундамента, полученная по методу послойно-

го элементарного суммирования.

15

Таблица 3 - Расчет просадки грунтов основания фундаментов.

№	h,	z,м	2z/b	α	σ	σ	σ	σm,		K	Р	S ,
					zpi	zqi	zpi		SLi	SLi	SLi	SLi
точ-	м				кПа	кПа	+Gzqi	кПа			кПа	м
ки
0		0	0	1,0	150	39,4	189,4
1	0,5	0,5	0,67	0,86	129	49,2	178,2	183,8	0,039	2,08	45	0,04
2	0,5	1,0	1,33	0,68	102	58,9	160,9	169,6	0,037	2,08	45	0,038
3	0,5	1,5	2	0,38	57	68,7	125,7	143,3	0,031	2,08	45	0,032
4	0,4	1.9	2,65	0,23	34,5	76,5	111,0	118,4	0,028	2,08	45	0,023
5	0,5	2,4	3,31	0,19	28,5	86,2	114,7	112,9	0,026	2,08	45	0,027
6	0,5	2,9	3,9	0,10	15,0	96,0	112,9	119,2	0,026	2,08	45	0,027
7	1,0	3,9	5,2	0,079	11,9	115,5	119,2	143,6	0,021	1,0	80	0,021
8	2,0	5,9	7,9	0,035	5,3	154,5	143,6	178,2	0,024	1,0	80	0,048
9	2,0	7,9	10,5	0,020	3,0	193,5	178,2		0,031	1,0	80	0,062
										Итого:		0,318

Рисунок 3- К определению просадки грунтов основания фундаментов Если представить что проектируются фундаменты промышленного здания с

металлическим каркасом, для которого максимальная величина осадки составляет

Su= 12 см (приложение Д [2]), то имеем S = 32,8 см > Su = 12 см.

16

Данное обстоятельство указывает на то, что в рассматриваемых грунтовых условиях требуется либо устранить часть просадочных деформаций грунта осно-

вания, либо использовать свайные фундаменты. Оптимальный вариант определя-

ется технико-экономическим сравнением.

17

Список использованных источников

1. Перов В.П. Расчет осадки фундаментов с использованием ЭВМ. М.У. к вы-

полнению курсового проекта, Оренбург, 1989 - 13 с.

2. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. М: ООО «ЦПП», 2011.-

162 с.

18