Расчеты ординат для построения эпюры дополнительного осадочного напряжения

 

						Таблица 2.
ζ	z =ζ · b/ 2,	α	σ zp,кПа	σ zg,кПа	0,2· σ zg,	Слои основания
	м				кПа
0,0	0,000	1,000	154,16	132,76	26,55	песок мелкий
0,4	0,426	0,977	150,61	137,18	27,44	песок мелкий
0,8	0,852	0,881	135,81	141,60	28,32	песок мелкий
1,2	1,278	0,755	116,39	146,03	29,21	песок мелкий
1,6	1,704	0,642	98,97	150,45	30,09	песок мелкий
2,0	2,130	0,550	84,79	154,87	30,97	песок мелкий
2,4	2,556	0,477	73,53	159,29	31,86	песок мелкий
2,8	2,982	0,420	64,75	163,71	32,74	песок мелкий
3,2	3,408	0,374	57,66	168,14	33,63	песок мелкий
3,6	3,834	0,337	51,95	172,56	34,51	песок мелкий
4,0	4,260	0,306	47,17	176,98	35,40	песок мелкий
4,4	4,686	0,280	43,16	181,40	36,28	песок мелкий
4,8	5,112	0,258	39,77	185,82	37,16	песок мелкий
5,2	5,538	0,239	36,84	190,24	38,05	песок мелкий
5,6	5,964	0,223	34,38	194,67	38,93	песок мелкий
6,0	6,390	0,208	32,07	199,09	39,82	песок мелкий

 

Согласно табл.2 строим эпюру дополнительных напряжений σ _zp. Построением прямолинейной эпюры 0,2· σ _zg ограничиваем активную зону сжатия и находим зону H _s, в пределах которой считаем осадку (рис.14).

 

30

 

 

Рис.14. Схема к расчету осадки по методу элементарного суммирования для фундаментов глубокого заложения.

 

31

Осадка фундамента зависит от деформационных характеристик грунтов и площади эпюры дополнительного напряжения.

 

Отметка подошвы свайного фундамента FL (114,22).

 

Для определения осадки необходимо найти модули деформации слоев грунта E _o ⁱ, входящих

 

в активную зону сжатия. На основании табл.2 в данную зону входит один слой грунта – песок мелкий средней плотности насыщенный водой (6 слой). Образец грунта взят с глубины 9,0м (абсолютная отметка 117,32). Для получения характеристик грунта проводились компрессионные испытания. Результаты испытаний указаны в табл.3.

					Табл.3.
P,кПа	0	50	100	200	400
e	0,720	0,713	0,705	0,696	0,683

 

Для определения модуля деформации необходимо знать, как изменяется коэффициент пористости грунта e при изменении давления в грунте основания в интервале от давления в природном состоянии (σ _zg) до полного давления, которое получается после постройки сооружения, (σ _z = σ _zg + σ _zp). Т.к. отметка глубины отбора монолита (образца грунта) больше чем отметка подошвы фундамента (нижнего конца свай), то для определения модуля деформации принимаем значения давлений (σ _zg и σ _zp), соответствующие значениям давлений в уровне нижнего конца свай

(σ _zg,0 и σ _zp,0). Следовательно, σ _zg = σ _zg,0 = 132,76кПа, σ _zp = σ _zp,0 = 154,16кПа.

 

По табл.3 строим компрессионную кривую для песка на глубине 9,0м (график зависимости коэффициента пористости грунта от давления в грунте основания) и определяем значения коэффициента пористости, соответствующие давлениям σ _z и σ _zg (рис.15).

σ _z = σ _zg + σ _zp = 132,76 + 154,16 = 286,92кПа.

 

Рис.15. Компрессионная кривая. Скважина 1, глубина 9,0м.

 

По компрессионной кривой получаем значения коэффициента пористости:

- для σ zg = 132,76кПа	e 1	= 0,701;
- для σ z = 286,92кПа	e 2	= 0,690.

Определяем модуль деформации по формуле:

 

_E 6 ₌ β ⁶ _, ^o m _v ⁶

где β ⁶ – безразмерный коэффициент; определяемый по формуле:

 

 

32

β 6=1−	2			⋅ ν 2
				o	;
	1
			− ν o

где ν _о – коэффициент относительной поперечной деформации грунта, зависящий от вида грунта; для песков ν _о = 0,3;

 

_β 6 ₌₁₋ ² ⋅^0,32 _{= 0,74 ;} 1−0,3

m _v ⁶–коэффициент относительной сжимаемости грунта;определяется по формуле:

6 ₌ ^{m 6} _,

^m v ₁₊ ^o _{e 1}

где m _o ⁶ – коэффициент сжимаемости грунта в интервале изменения действующих напряжений; определяется по формуле:

m 6	=		e 1− e 2			=	0,701−0,690		= 7,14 ⋅10−5;
		σ z − σ zg					286,92 −132,76
o
			m 6	= 7,14⋅ 10 − 5				= 4,20 ⋅10−5;
			v		1+0,701
			E o 6	=	0,74			=17619	кПа.
					4,20 ⋅10−5

Определяем полную осадку грунтов в пределах сжимаемой зоны H _s = 5,48м по формуле:

S = β ⋅∑	σ zp, i + σ zp,(i +1)		⋅	h	,
				i
	2			i
				E o

где β – коэффициент перехода от плоской задачи к пространственной; β = 0,8;

σ _zp,i –значение дополнительного давления на кровле i -го элементарного слоя грунта;

σ _zp,(i+1) –значение дополнительного давления на подошве i -го элементарного слоя грунта; h _i –толщина i -го элементарного слоя грунта в сантиметрах;

E _o ⁱ –модуль деформации i -го элементарного слоя грунта;

 

		154,16 +150,61					⋅	42,6							+		150,61+135,81												⋅			42,6							+
				2				17619									2													17619
					135,81+116,39							42,6								116,39 +98,97													42,6
		+									⋅						+														⋅									+
				2				17619													2											17619
		+		98,97 +84,79			⋅	42,6							+		84,79 + 73,53						⋅						42,6								+
				2				17619									2									17619
				73,53 +64,75				42,6									64,75 +				57,66								42,6
S =0,8⋅		+					⋅								+								⋅														+					= 2,04	см.
				2				17619									2									17619
				57,66 + 51,95					42,6										51,95+47,17 ⋅										42,6
		+					⋅								+																						+
				2				17619									2							17619
		+		47,17 + 43,16			⋅	42,6							+		43,16 +				39,77		⋅						42,6								+
				2				17619									2								17619
		+		39,77 + 37,23			⋅			36,4
				2				17619

Предельно допустимая осадка согласно СНиП 2.02.02-83* «Основания зданий и сооружений» для жилого здания с железобетонным каркасом составляет S _u = 8,0см.

Т.к. S < S _u (2,04см < 8,0см), то запроектированный свайный фундамент удовлетворяет требованиям СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».

 

 

33