4 Расчет оснований по деформациям.

Задача расчета по деформациям состоит в том, чтобы не допустить такие деформации основания, при которых нарушается нормальная эксплуатация надземных конструкций. Основное условие расчета определяется выражением:

S£S_u (28)

где: S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_u – предельное допустимое значение деформации основания, определяемое по таблице 19[1].

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

, (29)

где b=0,8 – безразмерный коэффициент;

s_{zp, i} – среднее напряжение в i-ом слое;

h_i – толщина i-го слоя;

E_i – модуль деформации i-го слоя грунта.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине Z=H_c от подошвы фундамента, где выполняется условие

s_zp=0,2s_zq (30)

Вертикальные природные напряжения s_zq на некоторой глубине Z от поверхности грунта определяют по формуле

, (31)

где g_i – удельный вес грунта i-го слоя;

h_i – толщина i-го грунта;

n – число слоев грунта в пределах глубины Z.Удельный вес грунтов залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды, т.е.

, (32)

где g_si, e_i – соответственно удельный вес частиц грунта и коэффициент пористости i-го слоя грунта;

g_w=10 кН/м³ – удельный вес воды.

Дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки определяют по формуле

s_zp=a×P₀ , (33)

где Р₀=Р_ср-s_zg,0 – дополнительное вертикальное давление на основание;

Р_ср – среднее давление под подошвой фундамента;

s_zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

a - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительных напряжений по глубине. Значения a приведены в таблице 20[1].

5. Определение осадки ленточного фундамента

Определить осадку ленточного фундамента шириной 2,0м, среднее давление по подошве фундамента Р_ср=177,54 кПа, глубина заложения от планировочной отметки DL=156,2 – 3,6м. 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 второго слоя

_Zq1=₁h₁=18,2∙1,5=27,3 кПа;

0,2_Zq1=0,227,3=5,46 кПа.

На подошве второго слоя с учетом взвешивающего действия воды:

_Zq2=_Zq1+₂h₂=27,3+5,36∙0,2=28,37 кПа;

0,2_Zq2=0,228,37=5,67 кПа.

На подошве фундамента

_Zq0=_Zq2+₂h₃=28,37+5,83∙1,9=40,61 кПа;

0,2_Zq0=0,240,61=8,12 кПа.

На подошве 3-го слоя с учетом взвешивающего действия воды:

_Zq2=_Zq0+₂h₄=40,61+5,83∙1,29=48,13 кПа;

0,2_Zq2=0,248,13=9,62 кПа.

Давление столба воды на суглинок:

_Zq2=_Zq0+_вh_в=40,61+10∙3,59=76,51 кПа;

0,2_Zq2=0,276,61=15,30 кПа.

На подошве 4-го слоя:

_Zq3=_Zq2+₃h₅=76,51+18,8∙4,36=158,48 кПа;

0,2_Zq3=0,2158,48=31,69 кПа.

На подошве 5-го слоя:

_Zq4=_Zq3+₃h₅=158,48+19∙5,16=256,52 кПа;

0,2_Zq4=0,2256,52=51,30 кПа.

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

Дополнительное давление на основание под подошвой фундамента:

P₀=P_ср-_Zq0=177,54 - 40,61=136,93кПа. (34)

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 _Zip=0,2_Zq.

Таблица 6 - К расчету осадки фундамента

Наименование грунта	Еi,Мпа	Толщина пласта грунта, м
			iили	Z0,	0,2Zq,	hi,	Zi,	=2Z/b		Zp,	Si ,
			sbi,	кПа	кПа	м	м	b=2м		кПа	м
			кН/м^3
Песок средний твёрдая				40,61	8,12	0	0	0,00	1	136,93	-
				45,27	9,05	0,8	0,8	0,8	0,881	120,64	0,00549
	15	1,3	5,83	48,19	9,64	0,7	1,5	1,5	0,725	99,27	0,00293
Супесь мягкопластичная				76,51	15,30
				91,55	18,31	0,8	2,3	2,3	0,526	72,03	0,00128
				106,59	21,32	0,8	3,1	3,1	0,408	55,87	0,00227
	18,05	4,36	18,8	121,63	24,33	0,8	3,9	3,9	0,329	45,05	0,00179
				136,67	27,33	0,8	4,7	4,7	0,249	34,10	0,00140
				151,71	30,34	0,8	5,5	5,5	0,235	32,18	0,00117
				158,48	31,70	0,36	5,86	5,86	0,223	30,54	0,00050
											0,01684

Суммируем осадку в пределах сжимаемой толщи H_l=5 ,5 м.

S_i=0,017 м=1,7 см, S_i=1,7S_u=8 см.

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