3.2.2 Уплотнение грунта тяжелыми трамбовками

Трамбуя грунт на глубину 8м, определяем диаметр трамбовки d=h_s/к=8/1,55=5,2м.

Зададимся характеристиками, которыми должен обладать грунт после трамбования: ρ_ds=1,7 г/см³— требуемая плотность;

W_oпт=W_p-(0,01…0,03) — оптимальная влажность для глинистого грунта.

Рисунок 3 – Расчетная схема улучшения грунтов для столбчатого фундамента

W_oпт=W_p-(0,01…0,03)=16,8 – 0,3=16,77 – для суглинка;

W_oпт=W_p-(0,01…0,03)=18 – 0,3=17,7 – для супеси

Определим физические характеристики грунта.

Среднее значение коэффициента пористости определим из выражения:

(17)

где e_упл– минимальное значение коэффициента пористости грунта у поверхности уплотненного слоя;

e_np– коэффициент пористости грунта на нижней границе уплотненного слоя.

; (18)

; (19)

Степень влажности уплотненного грунта тогда определим по формуле:

(20)

Для суглинка твердого:

;

; ;

Для супеси пластичной:

;

;

Таким образом считая, что грунт после уплотнения достиг проектной плотности, по классификационной оценке определяем нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунта уплотненного слоя. Определим механические характеристики грунта по таблицам 4, 5 [1]:

R₀=295 кПа; с_n=40 кПа; φ_n=25,3⁰; Е_n=29,1 МПа – для суглинка

R₀=295 кПа; с_n=18,2 кПа; φ_n=29,3⁰; Е_n=26,4 МПа – для супеси

3.2.3 Определение размеров подошвы столбчатого фундамента

Размеры подошвы фундамента под колонны определим методом последовательного приближения. (см.рисунок 2)

Определим площадь подошвы фундамента под колонну в плане по формуле:

(10)

м².

Зададимся отношением длинны фундамента к его ширинеn=1,4 ,тогда м, м

Уточняем расчетное сопротивление по формуле:

(11)

где g_С1 и g_С2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице 16, [1].

k – коэффициент, принимаемый: k=1,1 – т.к. они приняты по нормативным таблицам;

k_Z – коэффициент принимаемый k_Z=1 при b<10 м; b – ширина подошвы фундамента, м;

g_II и g_II - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м³;

С_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

М_g, М_q, М_с – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 17;[1]

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала: d₁=h_S+h_cfg_сf/, м (12)

h_cf – толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

По таблицам 16-17[1] для заданных грунтовых условий и при соотношении L/H=54/12,6=4,3 найдем значения коэффициентов:g_с1=1,4; g_с2=1,2; M_g=2,06; М_q=9,26; М_с=10,67. А также g_II=ρ_d,s(1+ω_опт)g=1,7(1+0,1)10=18,7; g_II’=16,25; C_II=1,9.

Для фундамента без подвала d_b=0; d₁=d=1,5м, тогда:

кПа

Уточним размеры фундамента м

м, Принимаем, с округлением и в соответствии с размерами типовых монолитных фундаментов, l=2,1м, b=1,5, плитная часть 0,45м

Получаем следующее расчетное сопротивление:

кПа

Определим расчетные нагрузки на фундамент:

(13)

кНм

(14)

Определим вес фундамента:

кН

Вес грунта обратной засыпки:

кН

кН

Определим эксцентриситет:

Так как е=0,26м>1,5/30=0,05м, то фундамент необходимо рассчитывать как внецентренно нагруженный, т.е. должны выполняться условия:

; ; (15)

Максимальное и минимальное давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента:

(16)

где W – момент сопротивления подошвы фундамента;

кПа

кПа

Условия (14):

P_max=737,3 кПа>1.2x461,34=553,61кПа

P_min=102,36 кПа > 0;

P_ср=419,82 кПа < R=461,34 кПа

не выполняются, следовательно размеры подошвы внецентренно- нагруженного фундамента под колонну сечением 600х400 мм подобраны не верно. Исходя из этого, примем больший фундамент L=2,4м ,b=1,8м ,тогда:

кПа

Определим расчетные нагрузки на фундамент:

Определим вес фундамента:

кН

Вес грунта обратной засыпки:

кН

кН

кПа

кПа

Проверим условия:

P_max=516,33 кПа>1.2x481,59=577,9кПа

P_min=111,24 кПа > 0;

P_ср=313,78 кПа < R=481,59 кПа

Условия выполняются. Значит размеры подошвы фундамента подобраны верно. Недонапряжение составляет: %