Пример 7.1. Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента
Пример 7.1. Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента шириной b = 1,2 м. Глубина заложения подошвы фундамента от поверхности природного рельефа d = 1,8 м. Среднее давление под подошвой фундамента Р = 285 кПа. Основание сложено следующими слоями:
I слой — маловлажный, средней плотности, песок мелкий с коэффициентом
пористости е1 = 0,65, с удельным весом γ1 = 18,7
кН/м3, модулем деформации Е1 = 14,4 МПа;
II слой —
насыщенный водой, средней плотности, средней крупности с е2 = 0,60,
γ2 = 19,2 кН/м3и Е2 = 18,6 МПа;
III слой — полутвердый
суглинок с JL = 0,18, γ3 = 18,5 кН/м3 и
Е3 = 15,3 МПа.
Подземные воды на участке строительства обнаружены на глубине 3,8 м (рис. 7.12).
Рис. 7.12. Расчетная схема к примеру 7.1
Решение. Вычисляем ординаты эпюры вертикального напряжения от действия собственного веса грунта по формуле (6.46) и вспомогательной эпюры 0,2σzg.
На поверхности земли σzg= 0;
на уровне подошвы
фундамента
σzg 0 = γ1d = 18,7Κ·1,8 = 33,66 кПа;
на контакте первого и второго слоев
σzg 1 = σzg 0+ (h1-d) = 33,66 + (2,8 · 1,8)18,7 = 52,36 кПа;
на контакте второго и третьего слоев
σzg 2 = σzg 1 + γsbh2 = 52,36 + 10,38 • 4,2 = 95,94 кПа.
Так как второй слой насыщен водой, то необходимо учитывать взвешивающее действие столба воды:
Тогда третий слой воспринимает давление не только от действия двух вышележащих слоев, но и давление столба воды, которое определяется уравнением
Напряжение по подошве третьего слоя определяем
Определяем дополнительное давление на основание под подошвой фундамента:
Для нахождения глубины сжимаемой толщи определяем σzp по оси фундамента, а полученные данные сводим в табл. 7.1
Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительных напряжений 0,2σzg (см. рис. 7.12).
Из рис. 7.12 видно, что эта точка пересечения соответствует мощности сжимаемой толщи Нс = 6,1 м.
По формуле (7.16) находим осадку S1 слоя песка мелкого:
Вычисляем осадку S2 песка средней крупности:
Вычисляем осадку S3 слоя суглинка:
Полная осадка фундамента
По СНиП 2.02.01—83* для зданий данного типа находим предельно допустимую осадку Su = 10 см.
В рассматриваемом случае S = 2,69 см < Su = 10 см. Следовательно, полная осадка фундамента не превышает предельно допустимой по СниПу.
Таблица 7.1. Расчетные данные к примеру 7.1
Наименование слоя грунта | Относительная глубина ξ=2z/b |
Абсолютная глубина z = ξb/2,м |
Коэффициент изменения напряжений по глубине α |
Дополнительное давление σzp, кПа |
Бытовое давление σzg, кПа |
0,2 σzg | Модуль деформации E,МПа |
Песок мелкий, маловлажный, с редней плотности |
0 0,8 1,6 |
0 0,48 0,96 |
1,000 0,881 0,642 |
251,34 221,43 161,36 |
33,66 42,64 51,62 |
6,73 8,53 10,32 |
14,4 -«- -«- |
Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой |
2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 7,2 8,0 8,8 |
1,44 1,92 2,40 2,88 3,36 3,84 4,32 4,80 5,28 |
0,477 0,374 0,306 0,258 0,223 0,196 0,175 0,158 0,144 |
119,89 94,00 76,91 64,85 56,05 49,26 43,98 39,71 36,19 |
56,60 61,58 66,56 71,54 76,52 81,50 86,48 91,46 137,94 |
11,32 12,32 13,31 14,31 15,30 16,30 17,30 18,30 27,59 |
18,6 -«- -«- -«- -«- -«- -«- -«- -«- |
Суглинок полутвердый, JL = 0,8 (водоупор) |
9,6 10,0 |
5,76 6,00 |
0,137 0,126 |
34,43 31,67 |
146,82 151,26 |
29,36 30,25 |
15,3 -«- |
Нижняя граница сжимаемой толщи | |||||||
11,0 | 6,00 | 0,114 | 28,65 | 162,36 | 32,47 | - |