5.5 Расчет осадки фундамента методом эквивалентного слоя

Для расчета принимаем сечение 1. Исходные данные: d=1,5 м, b=2,7 м, P=200 кПа, γ^’=18,6 кН/м³, Е₁=11 МПа, Е₂=2,8 МПа, Е₃=17 МПа.

Мощность эквивалентного слоя:

Коэффициент эквивалентного слоя A_ω зависит от отношения сторон фундамента, его жесткости (в нашем случае ω_m – конечная жесткость) и преимущественного в пределах сжимаемой толщи Н_с значения коэффициента относительной поперечной деформации ν.

Рисунок 27 – Схема к расчету осадки методом эквивалентного слоя

Для l/b = 3,3/2,7 = 1,22, ν₀ = 0,3 A_w0 = 1,515.

Глубина сжимающей толщи:

Уточняем ν, рассчитав его средневзвешенное значение в пределах полученного значения мощности сжимаемой толщи Н_с по формуле:

Для l/b = 3,3/2,7 = 1,22, ν = 0,32 A_w0 = 1,54.

Глубина сжимающей толщи:

Определяем средневзвешенное значение относительного коэффициента сжимаемости:

Для этого сначала вычисляем m_v каждого грунтового слоя входящего в сжимаемую толщу Н_с:

1 слой – песок мелкий ν=0,3:

2 слой – суглинок текучий ν=0,35:

3 слой – супесь пластичная ν=0,3:

Осадка по методу эквивалентного слоя:

5.6 Расчет крена фундамента

Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки:

где - коэффициент, принимаемый по таблице,

– вертикальная составляющая равнодействующих всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы,

- экстрентиситет,

- сторона фундамента.

для сечения 2:

Т.к. H_c=10,8 м, n=4, то

1 слой:

2 слой:

3 слой:

6 РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

Свайный фундамент под колонну (расчетное сечение 2).

Расчетные нагрузки (по первому предельному состоянию): N_I = 793,47 кН, M_I = 299,04 кН∙м. Эксцентриситет продольного усилия e = M_I/N_I = 299,04/793,47 = 0,38 м.

Высота ростверка 1,5 м.

К расчету принимаем сваю марки С.70.30 [1] длиной 7,0 м и размерами поперечного сечения 30 см. За вычетом заделки в ростверк рабочая длина сваи составляет h_o = 6,7 м.

6.1Определение несущей способности свай

6.1.1 Определение несущей способности свай по характеристикам грунтов основания

Несущая способность сваи:

где γ_c – коэффициент условий работы сваи в грунте;

γ_cR, γ_cf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи; учитывают способ погружения сваи;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

A – площадь поперечного сечения сваи;

u – периметр поперечного сечения сваи;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи;

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.

Рисунок 29 - Расчетная схема свайного фундамента

Разбиваем толщину грунта в пределах длины сваи на слои толщиной не более 2 м. Находим расстояние z от отметки природного рельефа NL до середины каждого элементарного слоя:

z₁ = 3,40 м; z₂ = 4,525 м; z₃ = 5,575 м; z₄ = 6,575 м; z₅ = 7,675 м, z₆ = 8,85 м.

Глубина погружения острия сваи z_к = 7,0 м.

Для вычисления несущей способности определяем параметры:

γ_c = 1, γ_cR = 1, γ_cf = 1,

R = 5590 кПа,

А = 0,3∙0,3 = 0,09 м²,

u = 0,3∙4 = 1,2 м.

Таблица 18 – Вычисление силы сопротивления грунта

№ № п/п	Наименование грунта	Коэф-т пористости е	Толщина слоя hi, м	Глубина середины слоя Zi, м	Сопроти-вление fi, кПа	fi∙hi, кПа∙м
31	Песок средней крупности	0,68	1,2	3,40	-21,2	-25,44
42	Торф	10	1,05	4,525	-5	-5,25
53	Торф	10	1,05	5,575	-5	-5,25
64	Суглинок текучий	1,46	1,05	6,575	6	6,30
75	Суглинок текучий	1,46	1,05	7,675	6	6,30
76	Супесь пластичная IL=0,14	0,48	1,30	8,850	72,16	93,81
	Итого:		h0 = 6,7			70,47

Несущая способность сваи:

Допускаемая нагрузка на сваю:

Р_d = γ_оF_d/γ_пγ_к = 587,66/1,4 = 419,76 кН.