3.2. Определение осадки свайного фундамента

Используется схема линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи H_c. Осадка определяется методом послойного суммирования для условного фундамента.

Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям производится для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями СНиП [2]. Границы условного фундамента определяются следующим образом:

• снизу – плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай;

• с боков – вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстояние (см.рис.11);

• сверху – поверхностью планировки грунта ВГ.

h – глубина погружения свай в грунт;

_II,ср – средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:

, где (28)

_IIi – расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i.

Для первого фундамента:

;

Для второго фундамента:

;

;

.

Собственный вес условного фундамента при определении его осадки определяется как вес грунта в объеме условного фундамента:

;

.

Среднее давление по подошве условного фундамента:

;

.

Методика определения осадки свайного фундамента (метод послойного суммирования) аналогична методики применяемой при вычислении осадки фундамента мелкого заложения. Различием является то, что при вычислении осадки свайного фундамента эпюра дополнительных вертикальных напряжений _zp строится из центра тяжести условного фундамента.

Для первого фундамента:

1. Определение начального бытового напряжения от собственного веса грунта.

;

;

;

;

.

Под подошвой условного фундамента:

По этим данным строится эпюра бытовых напряжений ниже подошвы условного фундамента (рис. 11).

2. Определение напряжения от внешней нагрузки _zp:

;

;

Задаем глубину z.

Первый слой под подошвой первого фундамента – слой №2 толщиной 0,81м;

;

При находим ;

.

Расчёты для первого фундамента сведем в таблицу 10.

По полученным данным строим эпюры напряжений в толще грунта. Эпюры представлены на рис. 11

Таблица 10. Определение напряжений от внешней нагрузки в зависимости от глубины
z, м	0	0,405	4,045	9,045
	0	0,34	3,40	7,60
	1	0,966	0,146	0,032
zp, тс/м^2	27,6	26,7	4,0	0,9

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

, где

 - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

_zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта на вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i – толщина i-го слоя грунта;

E_i –модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, принимается с учетом взвешивающего действия воды.

Толщина сжимаемой зоны H_а определяется из условия, что на этой глубине выполняется равенство .

Определяем глубину сжимаемой толщи Н_а=5,71м.

Разобьём глубину сжимаемой толщи на 12 частей.

Расчеты осадки сведем в таблицу 11:

Таблица 11. Определение осадки
№	ziср, м	zi ,м.	zpi, т/м^2		S, м
1	0,23	0,468	27,41		0,0072
2	0,70	0,468	26,99		0,0071
3	1,17	0,468	26,17		0,0069
4	1,63	0,468	24,73		0,0065
5	2,11	0,478	22,63		0,0042
6	2,59	0,478	19,87		0,0037
7	3,06	0,478	16,58		0,0031
8	3,54	0,478	12,97		0,0024
9	4,02	0,478	9,43		0,0018
10	4,50	0,478	6,45		0,0012
11	4,98	0,478	4,47		0,0008
12	5,45	0,478	3,42		0,0006
ΣS				0,0456

;

4,6см<25см.

Осадка не превышает допустимое значение.

Для второго фундамента:

1. Определение начального бытового напряжения от собственного веса грунта.

;

;

;

;

.

Под подошвой условного фундамента:

По этим данным строится эпюра бытовых напряжений ниже подошвы условного фундамента (рис. 12).

2. Определение напряжения от внешней нагрузки _zp:

;

;

Задаем глубину z.

Первый слой под подошвой первого фундамента – слой №2 толщиной 1,89м;

;

При находим ;

.

Расчёты для первого фундамента сведем в таблицу 12.

По полученным данным строим эпюры напряжений в толще грунта. Эпюры представлены на рис. 12

Таблица 12. Определение напряжений от внешней нагрузки в зависимости от глубины
z, м	0	0,945	5,305	10,305
	0	0,781	4,384	8,516
	1	0,808	0,092	0,025
zp, тс/м^2	28,3	22,9	2,6	0,7

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

, где

 - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

_zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта на вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i – толщина i-го слоя грунта;

E_i –модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, принимается с учетом взвешивающего действия воды.

Толщина сжимаемой зоны H_а определяется из условия, что на этой глубине выполняется равенство .

Определяем глубину сжимаемой толщи Н_а=4,83м.

Разобьём глубину сжимаемой толщи на 11 частей.

Расчеты осадки сведем в таблицу 13:

Таблица 13. Определение осадки
№	ziср, м	zi ,м.	zpi, т/м^2		S, м
1	0,20	0,405	25,36		0,0058
2	0,61	0,405	20,76		0,0047
3	1,03	0,447	17,20		0,0030
4	1,48	0,447	14,18		0,0025
5	1,93	0,447	11,66		0,0020
6	2,37	0,447	9,52		0,0017
7	2,82	0,447	7,69		0,0013
8	3,27	0,447	6,16		0,0011
9	3,71	0,447	4,89		0,0009
10	4,16	0,447	3,88		0,0007
11	4,61	0,447	3,14		0,0006
ΣS				0,0242

;

2,4см<25см.

Осадка не превышает допустимое значение.

Проверим выполнение условия по относительной неравномерности осадки:

S/L<[S/L]_u;

;

Условие выполняется.

Расчет свайного фундамента на устойчивость не входит в рамки настоящей курсовой работы.