Раздел 5: Основания и фундаменты

Тема: Фундаменты неглубокого заложения на естественных основаниях.

Наименование работы Расчет осадки методом послойного суммирования.

Цель работы: Научиться рассчитывать осадку.

Литература: М.В. Берлинов стр.396-399 «Строительные конструкции».

Содержание работы:

1. Рассчитать осадку фундамента с заданной нагрузкой, грунтом, глубиной заложения и размерами подошвы и сравнить ее с максимально допустимой. Исходные данные по вариантам взять из таблицы 5.1.

Методические указания.

Осадка фундамента определяется по формуле:

S = β (7.5);

где β – безразмерный коэффициент, равный 0,8; σ_zpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i – том слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; hi и Е – соответственно толщина и модуль деформации 1-го слоя грунта; n – число слоев (участков), на которое разбита сжимаемая толща основания. Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z=H_с, где выполняется условие: σ_zp = 0,2σ_zg, где σ_zg – вертикальное напряжение от собственного веса грунта.

Пример решения:

Данные:

Заданная нагрузка N=2000 кН; глубина заложения фундаментаd_f = 1,8 м; размеры подошвы l хв = 2,2х2,2 м.

Грунты основания имеют следующие данные: осредненный удельный вес грунта γ_II = 20 кН/м³; модуль деформации Е = 28 МПа = 28000 кН/м².

Решение:

1. Площадь подошвы фундамента: А = 2,2*2,2 = 4,84 м².

2. Среднее давление под подошвой: p =

3. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы:

σ_zog = γ_II*d_f = 20*1,8 = 36 кН/м³, где γ_II = γ_II = 20 кН/м³

4. Дополнительное вертикальное давление на основание:

p₀ = p – σ_zog = 413 – 36 = 377 кН/м²

5. Принимаем толщину грунта равной:

h_i = 0,2*в = 0,2*2,2 = 0,44 м. Значит z_i будут равны:

0,44; 0,88 и т.д., а g = 27/в →0,4; 0,8; 1,2 и т.д.

Вычисляем осадки слоев, вычисления приведены в табл. 5.3.

На глубине z = 5,28 м ниже подошвы фундамента соблюдается условие:

σ_zp = 29 = 0,2 σ_zg = 29 кН/м²

Суммируя осадки слоев до глубины z = 5,28 м, получим полную осадку фундамента:

S = β

Полученное значение осадки меньше S₄ = 8 см, следовательно, принятые размеры фундамента и глубина его заложения отвечают требованиям расчета основания по деформациям.

 

Таблица 5.1. Исходные данные к задаче

Номер варианта	N, кН	l*b, м	df, м	vII, кН/м3	Е, МПа
		2*2	1,8
		2,2*2	1,8
		2,4*2	1,8
		2,6*2	1,8
		2,8*2	1,8
		3,0*2	1,9
		2,2*2,2	1,9
		2,4*2,2	1,9
		2,6*2,2	1,9
		2,8*2,2	1,9
		3*2,2
		3,2*2,2
		2,4*2,4
		2,6*2,4
		2,8*2,4
		3*2,4	2,1
		3,2*2,4	2,1
		3,4*2,4	2,1
		2,6*2,6	2,1
		2,8*2,6	2,1
		3*2,6	2,2
		3,2*2,6	2,2
		3,4*2,6	2,2
		2,8*2,8	2,2
		3*2,8	2,3
		3,2*2,8	2,8
		3,4*2,8	2,3
		3*3	2,3
		3,4*3	2,3

 

 

Таблица 5.2. Коэффициент α

	Коэффициент α для фундаментов
круглых	прямоугольных с соотношением сторон η=l/b равным	ленточных при η≥10
	1,4	1,8	2,4	3,2
0,0	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
0,4	0,949	0,960	0,972	0,975	0,976	0,977	0,977	0,977
0,8	0,756	0,800	0,848	0,866	0,875	0,879	0,881	0,881
1,2	0,547	0,606	0,682	0,717	0,740	0,749	0,754	0,755
1,6	0,390	0,449	0,532	0,578	0,612	0,630	0,639	0,642
2,0	0,285	0,336	0,414	0,463	0,505	0,529	0,545	0,550
2,4	0,214	0,257	0,325	0,374	0,419	0,449	0,470	0,477
2,8	0,165	0,201	0,260	0,304	0,350	0,383	0,410	0,420
3,2	0,130	0,160	0,210	0,251	0,294	0,329	0,360	0,374
3,6	0,106	0,130	0,173	0,209	0,250	0,285	0,320	0,337
4,0	0,087	0,108	0,145	0,176	0,214	0,248	0,285	0,306
4,4	0,073	0,091	0,122	0,150	0,185	0,218	0,256	0,280
4,8	0,067	0,077	0,105	0,130	0,161	0,192	0,230	0,258
5,2	0,053	0,066	0,091	0,112	0,141	0,170	0,208	0,239
5,6	0,046	0,058	0,079	0,099	0,124	0,152	0,189	0,223
6,0	0,040	0,051	0,070	0,087	0,110	0,136	0,172	0,208
6,4	0,036	0,045	0,062	0,077	0,098	0,122	0,158	0,196
6,8	0,032	0,040	0,055	0,069	0,088	0,110	0,144	0,184
7,2	0,028	0,036	0,049	0,062	0,080	0,100	0,133	0,175
8,6	0,024	0,032	0,044	0,056	0,072	0,091	0,123	0,166
8,0	0,022	0,029	0,040	0,051	0,066	0,084	0,113	0,158
8,4	0,021	0,026	0,037	0,046	0,060	0,077	0,105	0,150
8,8	0,019	0,024	0,036	0,042	0,055	0,070	0,098	0,144
9,2	0,018	0,022	0,031	0,039	0,051	0,065	0,091	0,137
9,6	0,016	0,020	0,028	0,036	0,047	0,060	0,085	0,132
	0,015	0,019	0,026	0,033	0,044	0,056	0,079	0,126
	0,011	0,017	0,023	0,029	0,040	0,050	0,071	0,114
	0,009	0,015	0,020	0,026	0,034	0,044	0,060	0,104
Примечания: 1. Буквой b обозначается ширина или диаметр фундамента, l – длина фундамента. 2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А значения α принимается как для круглых фундаментов радиусом 3. Для промежуточных значений L и η коэффициент α определяется интерполяцией.

 

 

Таблица 5.3. Расчет осадки фундамента к задаче 4.

z, м		α	σzp=αp0, кН/м2		hi, м	Еi, кН/м2			0,2σzg, кН/м2
					0,44		0,0058
0,44	0,4	0,96			0,44		0,0052
0,88	0,8	0,8			0,44		0,0042
1,32	1,2	0,606			0,44		0,0031
1,70	1,6	0,419			0,44		0,0023
2,29		0,336			0,44		0,0018
2,64	2,4	0,257			0,44		0,0013
3,08	2,8	0,201			0,44		0,0011
3,52	3,2	0,16			0,44		0,0008
3,96	3,6	0,13			0,44		0,0007
4,4		0,108			0,44		0,0006
5,28	4,8	0,077			0,44		0,0005
5,72	5,2	0,066			0,44		0,0004