6.1 Проверка подстилающего слоя

Проверим глину тугопластичную на прочность по условию:

_Zp+_ZqR_z. (36)

Находим вертикальное напряжение на уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта (см. пункт 6.2):

На подошве 2-го слоя (песок мелкий):

_Zq1=₂h₁=16,4∙3=49,2 кПа;

0,2_Zq1=0,2·49,2=9,84 кПа.

На подошве фундамента от собственного веса грунта:

_Zq0=_Zq1+₃h₂+_sb2h₂’=49,2+18,9·0,1+ 9,4·0,25=74,58 кПа;

На подошве суглинка мягкопластичного Z=3,85 м:

_Zq2=_Zq0+_sb2h₃’=74,58+9,4·(4,2-0,25)=110,75 кПа;

Дополнительное давление под подошвой фундамента:

P₀=P_ср-_Zq0=224,28-74,58=149,7 кПа.

Дополнительное вертикальное напряжение, действующее на кровлю грунта от нагрузки на фундамент на глубине Z=3,85м. Для определения  найдем =3,85 и, тогда=0,319, откуда

_Zp=P₀=0,319∙149,7 =47,76 кПа. (37)

Определяем расчетное сопротивление песка среднего средней плотности на глубине 1,3м от подошвы фундамента по формуле (10). Для этого по значению φ_n=16,6⁰ (см. таблицу 3.3[1]) находим M_=0,38, M_q=2,52, M_c=5,09 , C_n=42,4кПа, для песка мелкого рыхлого, _C1=1,2 и при L/H=48/10,8=4,4, _C2=1. Находим ширину условного квадратного фундамента по формуле:

(38)

Рисунок 8-К проверке прочности подстилающего слоя.

Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле (30):

Условие (36) выполняется: _Zp+_Zq = 47,76+110,75 =158,51 кПа < R_Z=361,11 кПа, следовательно, размеры фундамента подобраны верно.

6.2 Определение осадки ленточного фундамента

Определить осадку ленточного фундамента шириной 2,0 м , среднее давление по подошве фундамента Р_ср=P_m=224,28 кПа, глубина заложения от планировочной отметки 3,35 м. Инженерно-геологические условия в соответствии с инженерно–геологическим разрезом (смотри графическую часть), физико-механические характеристики грунта в соответствии с таблицей .

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса в пределах глубины 6b=62,0 м=12,0 м ниже подошвы фундамента .

На подошве 2-го слоя (песок мелкий):

_Zq1=₂h₁=16,4∙3=49,2 кПа;

0,2_Zq1=0,2·49,2=9,84 кПа.

На уровне грунтовых вод:

_{Zq гр.в.}=_Zq1+₃h₂=49,2+18,9·0,1=61,09 кПа;

0,2_Zq0=0,251,09=10,22 кПа.

На подошве фундамента:

_Zq0=_{Zq гр.в} +_sb2h₂’=61,09+ 9,4·0,25=74,58 кПа;

0,2_Zq0=0,274,58=14,92 кПа.

На подошве 3-го слоя (суглинок мягкопластичный) с учетом взвешивающего действия воды:

_Zq2=_Zq0+_sb2h₃’=74,58+9,4·(4,2-0,25)=110,75 кПа;

0,2_Zq2=0,2110,75=22,15 кПа.

На подошве 4-го слоя (глина тугопластичная) с учетом взвешивающего действия воды:

_Zq3=_Zq2+_sb3h₄=110,75+9,83·3,1=141,23кПа;

0,2_Zq3=0,2141,23=28,25 кПа.

На подошве 5-го слоя (глина тугопластичная) с учетом взвешивающего действия воды:

_Zq4=_Zq3+_sb4h₅=141,23+9,41·4,45=183,1 кПа;

0,2_Zq4=0,2183,1=36,62 кПа.

Эпюры _Zqi и 0,2_Zqi показаны в графической части.

Дополнительное давление на основание под подошвой фундамента:

P₀=P_ср-_Zq0=224,28 -74,58=149,7 кПа. (39)

Толщу грунта мощностью 6b=12 м ниже подошвы фундамента разбиваем на слои h_i0,4b0,42=0,8 м, принимаем h_i=0,8 м.

Далее строим эпюру распределения дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в грунте ,где  определяем в зависимости от

Вычисления сведем в таблицу 6. Осадку определим в пределах сжимаемой толщи, т.е. до точки пересечения эпюр _zp=0,2_Zq.

Таблица 7 - К расчету осадки фундамента

Наименование грунта	Ei, МПа	Толщина пласта грунта,м	ɣisb, кН/м	σzq, кПа	0,2·σzq, кПа	hi, м	Zi, м	ƺ	ɑ	σzp, кПа	Si, м
	11,90			74,58	14,92	0	0	0	1,00	149,70	0,0000
	11,90			82,10	16,42	0,8	0,8	0,8	0,88	131,89	0,0089
Суглинок	11,90			89,61	17,92	0,8	1,6	1,6	0,64	96,11	0,0065
мягкопластичный	11,90	3,85	9,40	97,13	19,43	0,8	2,4	2,4	0,48	71,41	0,0048
	11,90			104,64	20,93	0,8	3,2	3,2	0,37	55,99	0,0038
	12,82			110,75	22,15	0,65	3,85	3,85	0,32	47,76	0,0024
	12,82			112,23	22,45	0,15	4	4	0,31	45,81	0,0005
Глина	16,80			120,09	24,02	0,8	4,8	4,8	0,26	38,62	0,0018
тугопластичная	16,80	3,10	9,83	127,96	25,59	0,8	5,6	5,6	0,22	33,38	0,0016
	16,80			135,82	27,16	0,8	6,4	6,4	0,20	29,34	0,0014
	16,14			141,23	28,25	0,55	6,95	6,95	0,18	27,25	0,0009
	16,14			143,58	28,72	0,25	7,2	7,2	0,18	26,20	0,0004
	14,70			151,11	30,22	0,8	8	8	0,16	23,65	0,0013
Глина	14,70			158,64	31,73	0,8	8,8	8,8	0,14	21,41	0,0012
тугопластичная	14,70	4,45	9,41	166,17	33,23	0,8	9,6	9,6	0,13	19,76	0,0011
	14,70			173,69	34,74	0,8	10,4	10,4	0,12	18,26	0,0010
	14,70			181,22	36,24	0,8	11,2	11,2	0,11	16,92	0,0009
	14,70			188,75	37,75	0,8	12	12	0,11	15,87	0,0009
										Σ=	0,0261

Суммируем осадку в пределах сжимаемой толщи H_l=6,782 м.

S=0,8·(0,089+0,0065+0,0048+0,0038+0,0024+0,0005+0,0018+0,0016+0,0014+ +0,009)=0,0216 м=2,16 смS_u=8 см.

Следовательно, основное условие расчета по 2-ой группе предельных состояний удовлетворяется.