Характерные точки графиков напряженного состояния основания для определения ширины подошвы фундамента

Табл. 2

Напряжение, МПа	Ширина подошвы фундамента, м
	0	1	1,5	2	2,5	3
Рср		2043,6	936,0	548,4	369,0	271,5
Pmax		2136,2	948,8	560	374,9	274,9
R	300,1					336,1
1.2R	306,1					403,3

Пересечения графиков P_cp=f(b) с R=f(b) и P_max=f(b) с 1.2R=f(b) дадут два значения b, при которых будут выполняться условия P_cp  R и P_max  1.2R (рис. 4.)

В качестве окончательной ширины подошвы фундамента принимается большее значение, округленное с точностью до десятых b=2,4 м, тогда длина фундамента равна 2,41,84,3. При этом, учитывая погрешности построения графиков, необходимо выполнить проверки условия Ошибка! Ошибка связи. с принятым значением ширины подошвы фундамента:

кПа < кПа;

кПа < 1.2R=394,7 кПа;

кПа > 0.

В случае невыполнения условий Ошибка! Ошибка связи. более чем на 5 % требуется корректировка размеров фундамента в сторону их увеличения

Расчет деформаций основания фундамента

Расчет осадки основания выполняется с целью установления соответствия требованиям, при которых конечная осадка основания и относительная разность осадок не должны превышать предельно допустимых значений, принимаемых по таблице 72 [10] в зависимости от типа сооружения

; . (14)

Конечная осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи определяется методом послойного суммирования по формуле

, (15)

где  – безразмерный коэффициент, равный 0,8; _zp,i – среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i^-том элементарном слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах i^–того элементарного слоя, кПа; h_i и E_i – соответственно толщина и модуль деформации i^-того элементарного слоя грунта; n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща грунта.

Разбиение сжимаемой толщи производится на однородные элементарные слои толщиной, не превышающей 0,4 ширины подошвы фундамента (h_i  0,4b). Рекомендуется принимать толщину элементарных слоев равную 0,2b или 0,4b.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле

, (16)

где  – коэффициент, учитывающий распределение дополнительных напряжений по глубине, определяемый по таблице 55 [10] в зависимости от соотношения сторон подошвы фундамента  = l / b=4,3/2,41,8 (в нашем случае) и относительной глубины, равной  = 2z / b вычисляется для каждого элементарного слоя сжимаемой толщи; Р₀ = Р_ср - _zg,0 =270,4-34,34=236,1 кПа – дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b  10 м принимается Р₀ = Р_ср); _zg,0 = кПа – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента.

При планировке срезкой вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента принимается _zg,0 = ' d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой _zg,0 = ' d_n,

где ' – удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента; d – глубина заложения фундамента от поверхности планировки; d_n – глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта _zg на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

, (17)

где _i и h_i – соответственно удельный вес и толщина i^-того элементарного слоя; m – количество элементарных слоев, расположенных выше глубины z.

Для слоев водопроницаемого грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод, но выше водоупора, удельный вес грунта определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле (3). При определении _zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше водоупора. Это давление составляет _wh_w, где _w = 10 кН/м³ – удельный вес воды; h_w – мощность слоя грунтовых вод, м. В качестве водоупора, рекомендуется принимать глины или суглинки, имеющие е  0,5 и I_L  0,1.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания (НГСТ) принимается на глубине z = H_c, где выполняется условие

. (18)

Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи располагается в грунте с модулем деформации Е  5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = H_c, то НГСТ определяется исходя из условия _zp,i  0,1_zg,i.

Как правило, нижнюю границу сжимаемой толщи определяют графически. Для этого на расчетной схеме (рис. 5) строят эпюры напряжений в одинаковом масштабе. Слева от оси фундамента наносят эпюру напряжений от собственного веса грунта, справа – эпюру дополнительных напряжений. Затем справа

производят построение вспомогательной (уменьшенной в пять раз) эпюры напряжений от собственного веса грунта. В точке пересечения вспомогательной эпюры с эпюрой дополнительных давлений находится НГСТ.

Расчеты осадок в элементарных слоях рекомендуется выполнять в табличной форме. Расчет параметров графика для нашего примера для фундамента по скв. 6 приведен в таблица3