4 Розрахунок осідання природної ґрунтової основи під високим насипом

Осаду ґрунтової основи під високим насипом і її зміна негативна впливають на рівність дороги..

Згідно СНиП 2.02.01-83 «Основи будівель і споруд» розрахунок повного осідання ґрунтової основи виконується по стискаючих напругах для точок, розташованих уздовж осі Z по формулі теорії пружності:

(4.1)

где – безрозмірний коефіцієнт, який приймається по СНиП

– товщина і-го шару ґрунту основи

– модуль деформації і-го шару ґрунту основи, який приймається по СНиП 2.02.01-81 в залежності від розрахункових показників консистенції та пористості ґрунтів

– число шарів, на які розбивається товща основи, яка стискається

– середнє значення додаткових вертикальних нормативних напружень в і-м шарі ґрунту основи

4.1 Вихідні дані

Висота еквівалентного шару насипу:	h0=1,7м
Границя текучості ґрунту тіла насипу:	WT=31,9%
Число пластичності ґрунту тіла насипу:	Jp=11%
Висота першого шару основи:	h=2м
Границя текучості першого шару основи:	WT=32,4%
Число пластичності першого шару основи:	Jp=12%
Щільність частинок ґрунту першого шару основи:	s=2,69г/см^3
Висота другого шару основи:	h>2м
Границя текучості другого шару основи:	WT=34,0%
Число пластичності другого шару основи:	Jp=13%
Щільність частинок ґрунту другого шару основи:	s=2,70г/см^3

4.2 Визначаємо ширину підошви насипу:

(4.2)

4.3 Визначаємо природну вологість шарів ґрунтової основи:

(4.3)

4.4 Визначаємо показник консистенції для кожного шару ґрунту основи:

(4.7)

4.5 Визначаємо щільність сухого ґрунту для кожного шару основи:

(4.8)

4.6 Визначаємо коефіцієнт пористості для всіх ґрунтів основи:

(4.9)

4.7 Визначаємо модуль деформації для кожного шару ґрунтів основи по СНиП 2.02.01-83 (беремо значення в дужках) з переводом із кгс/см² в тс/м²(множимо на 10)

Е₁=2980тс/м²

Е₂=1220тс/м²

4.8 Визначаємо щільність ґрунту з урахуванням природної вологості:

(4.10)

4.9 Визначаємо напруження від власної ваги ґрунту основи на глибині і-й границі шару:

(4.11)

4.10 Визначаємо середні напруження від власної ваги ґрунту основи в і-м шарі:

(4.12)

4.11 Визначаємо відносні глибини основи:

(4.13)

4.12 Приймаємо по СНиП 2.02.01-83 методом інтерполяції значення коефіцієнтів , який залежить від відносної глибини основи та виду фундаменту. В нашому випадку приймаємо стрічковий фундамент

4.13 Визначаємо вагу стовпа ґрунту насипу для кожного і-го шару, включаючи і еквівалентний шар ґрунту:

(4.14)

4.14 Виконуємо розрахунок середнього тиску під підошвою насипу:

(4.15)

4.15 Визначаємо додатковий тиск на основу на і-х межах шарів, доки не з’являться від’ємний результат:

(4.16)

4.16 Визначаємо додаткові напруження від постійного та тимчасового навантаження насипу на глибині Z_і для кожної і-ї межі шарів ґрунтів основи:

(4.17)

4.17 Обчислюються середні значення додаткових напружень від постійного і тимчасового навантаження на глибині Z_i для кожного і-го шару по формулі:

(4.18)

4.18 Для визначення нижньої межі стискаємої товщі ґрунтової основи обчислюються значення на глибині Z_i на кожній і-й межі шару:

4.19 Креслимо розрахункову схему, яка показана на рисунку 4.1 і будуємо епюри напружень:

а) від власної ваги ґрунту основи ;

б) від додаткового навантаження насипу ;

в) для значень .

4.20 На перетині епюр напружень та знаходять точку С, яка являється нижньою межею стискаємої товщі ґрунтової основи =20,4м

4.21 Встановлюємо по висоті стискаємої товщі кількість стискаємих шарів ґрунту, включаючи і шар, в якому знаходиться точка перетину епюр напружень С. Кількість стискаємих шарів дорівнює семи.

4.22 Розраховуємо осідання кожного і-го шару ґрунту основи в межах встановленої товщі ґрунтової основи по формулі:

(4.19)

4.22 Визначається сумарне осідання стискаємої товщі ґрунтів основи:

(4.20)

4.23 Визначаємо додатковий об’єм ґрунту, який необхідно досипати на 1м її довжини у зв’язку з осіданням основи:

(4.21)

Таблиця 4.1 – Розрахункові параметри четвертого розділу

Тип грунтів основи по пластам	Номер шару	Товщина шарів H, м	Глибина границь шарів Z, м	Відносна глибина 	Коефіцієнт 	Напруження від власної ваги шару грунту основи		Напруження від додаткового навантаження насипу		0,2zg, тс/м^2	Осдідання шару S, м
						zg, тс/м^2	^срzg, тс/м^2	zp, тс/м^2	^срzp, тс/м^2
Суглинок	1	2	2	0,041	0,977	4,18	2,09	43,15	21,58	0,418	0,01
Суглинок	2	2	4	0,081	0,994	7,36	5,77	40,12	40,15	1,154	0,05
Суглинок	3	2	6	0,123	0,994	11,04	9,20	37,15	35,45	1,184	0,05
Суглинок	4	2	8	0,163	0,989	14,72	12,88	33,75	31,85	2,58	0,04
Суглинок	5	2	10	0,204	0,989	18,4	16,56	29,94	28,12	3,31	0,04
Суглинок	6	2	12	0,245	0,989	22,08	20,24	26,30	24,40	4,05	0,03
Суглинок	7	2	14	0,286	0,982	25,76	23,92	22,50	20,70	4,78	0,03
Суглинок	8	2	16	0,327	0,982	29,44	27,60	18,89	17,04	5,52	0,02
Суглинок	9	2	18	0,368	0,977	33,12	31,28	15,19	13,40	6,26	0,02

Висновок: Параметри, які розраховувались в четвертому розділі зведені в таблиці 4.1, при яких забезпечується стійкість високого насипу на основі з суглинистих ґрунтів. Осідання основи під високим насипом складає 0,29м. Для того, щоб зберегти рівність дороги від осідання насипу, необхідно досипати 18,93м³ ґрунту на 1м її довжини.