Собственный вес фундамента составит

Вес грунта составит

(3,6)

Общая нагрузка:

(3,7)

Среднее давление под подошвой фундамента

(3,8)

Так как Р_ср=264,47кПа<R=471.31кПа – условие необходимое для расчета по деформациям, выполняется.

3.3 Расчет основания 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 (3.11)

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

, (3.12)

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 (3.13)

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

, (3.14)

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.

(3.15)

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 (3.16)

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].

Определим осадку ленточного фундамента шириной 1,2м, среднее давление по подошве фундамента Р_ср= 264,47 кПа, глубина заложения — 1,5м. Инженерно-геологические условия в соответствии с инженерно–геологическим разрезом (смотри графическую часть), физико-механические характеристики грунта в соответствии с данными, полученными после уплотнения лёссового грунта песчаными сваями.

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса в пределах глубины 6×b =6 ×2,1м =12,6м ниже подошвы фундамента согласно формуле (20). Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои:

В результате уплотнения двух слоёв лёссового грунта песчаными сваями получили один слой пористостью =0,65 и т/м³ ; обратная засыпка выполнена песком средней крупности с т/м³

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта определим по формуле:

σ_zq = Σ γ_i · h_i; (3.14)

- по подошве фундамента:

σ_zq0 = 19,8·1,5 = 29,7 кПа 0,2σ_zq0 = 5,94 кПа

- на глубине 0,48м ниже подошвы фундамента:

σ_zq1= 29,7+19,8 ·0,48 = 39,204 кПа 0,2σ_zq1 = 7,84 кПа

- на глубине 1,96м ниже подошвы фундамента:

σ_zq2= 39,204 +19,8 ·0,48 = 48,708 кПа 0,2σ_zq1 = 9,74 кПа

- на глубине 1,44м ниже подошвы фундамента:

σ_zqw = 48,708 +19,8 ·0,48 = 58,212 кПа 0,2σ_zqw = 11,64 кПа

и так далее, расчёты сведены в таблицу 4.

Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента:

σ_zр0 = Р_ср— σ_zq0 = 264,47 — 29,7 = 234,77 кПа (3.17)

Далее строим эпюру распределения дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в грунте по формуле (3.16), где a определяем в зависимости от Чтобы избежать интерполяции зададимсяz = h_i.

Вычисления сведем в таблицу 4. Осадку определим по формуле (3.12) в пределах сжимаемой толщи, т.е. до точки пересечения эпюр s_Zpi =0,2s_Zqi. Эпюры s_Zqi , 0,2s_Zqi и s_Zpi показаны в графической части.

Таблица 4— К расчету осадки фундамента мелкого заложения под стакан

№ п/п	Наименование грунта	ℓi м	σzqi кПа	0,2·σzqi кПа	hi м	zi м	ξi	α	σzpi кПа	Si м
1	Супесь, уплотнённая песчаными сваями Е = 16 МПа	11,8	29,7 39,204 48,708 58,212 67,716 77,22 86,724 96,228 105,732 115,236 124,74 134,244 143,748 153,252	5,94 7,84 9,74 11,64 13,54 15,44 17,34 19,25 21,15 23,05 24,95 26,85 28,75 30,65	0 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48	0 0,48 0,96 1,44 1,92 2,4 2,88 3,36 3,84 4,32 4,8 5,28 5,76 6,24	0 0,8 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 7,2 8 8,8 9,6 10,4	1 0,881 0,642 0,477 0,374 0,306 0,258 0,223 0,196 0,175 0,158 0,143 0,132 0,122	234,77 206,83 150,72 111,99 87,80 71,84 60,57 52,35 46,01 41,08 37,09 33,57 30,99 28,64	— 0,005299 0,004291 0,003153 0,002397 0,001916 0,001589 0,001355 0,001180 0,001045 0,000938 0,000848 0,000775 0,000716

s_Zpi =0,2s_Zqi=29,318кПа при z=5,92м.

Суммируем осадку в пределах сжимаемой толщи H_l=5,92м.

S_i=0,005299+0,004291+0,003153+0,002397+0,001916+0,001589+0,001355+0,001180+0,001045+0,000938+0,000848+0,000775+0,000723=0,026мм=2,6см

< S_u=8см.

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