Определение осадки фундамента

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта .

, (3.9)

где - удельный вес грунта; – толщина слоя.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод (WL), но выше водоупора, должен определяться с учётом взвешивающего действия воды по формуле:

, (3.10)

где - удельный вес частиц грунта, кН/м^з.

- удельный вес воды, кН/м^з;

- коэффициент пористости грунта

Для суглинка мягкопластичного с : кН/м³

Для суглинка мягкопластичного с : кН/м³

Для песка средрей крупности: кН/м³

Для глины тугопластичной: кН/м³

Определяем вертикальные напряжения от собственного веса грунта в характерных плоскостях:

На кровле 1 слоя (песок мелкий маловлажный).

На подошве 1 слоя (песок мелкий маловлажный).

На подошве фундамента:

На отметке уровня грунтовых вод:

На подошве 2 слоя (суглинок мягкопластичный):

На подошве 3 слоя (суглинок мягкопластичный):

На подошве 4 слоя (песок средней крупности):

На подошве 5 слоя (глина тугопластичная):

Определяем дополнительное к природному вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента и строим эпюру ;

Для построения эпюры дополнительных вертикальных напряжений толща грунта ниже подошвы фундамента в пределах глубины, приблизительно равной 4-6-ти кратной ширине фундамента, разбивается на ряд слоёв, мощностью . Если в пределах элементарного слоя попадают два слоя грунта, то эти участки рассматриваются отдельно. Принимаем .

Величина дополнительного вертикального напряжения для любого сечения ниже подошвы фундамента вычисляется по формуле:

, (3.11)

где – коэффициент, учитывающий изменение дополнительного вертикального напряжения по глубине и определяемый по табл. 24 [1] в зависимости от ( – глубина рассматриваемого сечения ниже подошвы фундамента, см; – ширина фундамента, м ()) и ;

– среднее фактическое давление под подошвой фундамента, кПа ();

– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента от веса вышележащих слоёв, кПа ().

.

Построив эпюры и , определяем нижнюю границу сжимаемой (активной) зоны грунта, которая находится на глубине ниже подошвы фундамента, где .

Осадка отдельного фундамента на основании, расчётная схема которого принята в виде линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи, определяется по формуле:

(3.12)

где – коэффициент, корректирующий упрощённую схему расчёта ();

– число слоёв, на которое разделена по глубине сжимаемая толща основания;

– толщина -го слоя грунта, см;

– среднее дополнительное (к бытовому) напряжение в -том слое грунта, равное полусумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах -го слоя, кПа;

– модуль деформации -го слоя, кПа.

(3.13)

где = 10см. (табл.Б1[5].)

Для удобства вычисления осадки фундамента расчёт ведём в табличной форме (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Таблица по расчету осадок

Z, см		α	hi, см	кПа	кПа	0, 2·	Еi, кПа	Si, см
Суглинок мягкопластичный
				185, 51	59, 67	11, 93
	0, 4	0, 960		178, 01	63, 80	12, 76		0, 552
	0, 8	0, 815		151, 15	67, 92	13, 58		0, 499
	0, 95	0, 744		138, 06	69, 51	13, 90		0, 170
Суглинок мягкопластичный
	1, 2	0, 637		118, 17	72, 09	14, 42		0, 239
	1, 6	0, 485		89, 93	76, 28	15, 26		0, 293
	2, 0	0, 370		68, 55	80, 47	16, 09		0, 223
	2, 4	0, 286		53, 06	84, 67	16, 93		0, 171
	2, 8	0, 225		41, 74	88, 86	17, 77		0, 133
	3, 2	0, 180		33, 47	93, 05	18, 61		0, 106
	3, 27	0, 173		32, 09	93, 81	18, 76		0, 017
Песок средней крупности
	3, 6	0, 148		27, 42	97, 41	19, 48		0, 025
	4, 0	0, 122		22, 63	101, 81	20, 36		0, 026
	4, 4	0, 104		19, 22	106, 20	21, 24		0, 022
							Σ Si=	2, 475

Как видно из таблицы 3.1 нижняя граница сжимаемости толщи (ВС) располагается на отметке -132, 61м, так как .

Рисунок 3.2. Схема к определению осадок методом послойного суммирования

3.1.4. Расчёт фундаментов по несущей способности.

Размеры фундамента в плане . Высота фундамента , сечение колонны .

При конструировании необходимо соблюдать следующие требования: зазоры между стенками стакана и колонной по низу принимаются не менее , по верху – . Принимая толщину стенок стакана , получим следующие размеры подколонника в плане:

Принимаем одну ступень:

Высота подколонника:

Определяем глубину стакана:

Размеры дна стакана в плане:

Принимаем защитный слой бетона для арматуры подошвы 30 мм. Схема представлена на рис.3.3:

Рисунок 3.3. Конструктивная схема фундамента.

Принимаем для бетона класса расчётные характеристики:

, , тогда

Расчётные характеристики для арматуры класса S400: .

Проверяем прочность фундамента на продавливание плитной части.

Для центрально нагруженных прямоугольных фундаментов расчёт производится по условию:

(3.14)

где: - расчетная продавливающая сила;

- коэффициент, принимаемый равным 1;

- расчетное сопротивление бетона растяжению;

-среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания.

Продавливающая сила -

Таким образом, принятая высота плитной части достаточна.

Расчёт рабочей арматуры плитной части фундамента.

Площадь сечения арматуры, параллельной стороне l в сечении 1-1:

(3.15)

где –

Принимаем арматуру: 15Ø 14 ( с шагом S=150мм

Площадь сечения арматуры, параллельной стороне b в сечении 2-2:

где –

Принимаем арматуру 12 Ø 12 ( с шагом S=250мм.

Расчёт армирования подколонника и его стаканной части.

Т.к. стенка стакана по верху меньше глубины стакана , то требуется армирование стакана.Продольную арматуру подколонника назначают в соответствии с конструктивными требованиями в количестве не менее 0, 05% от площади поперечного сечения подколонника:

Принимаем с каждой стороны подколонника ,

Армирование стенок стакана производим конструктивно.

Диаметр арматуры сеток принимаем не менее 8 мм и 0, 25 диаметра продольной арматуры стакана .

Принимаем .

Рисунок 3.4. Армирование фундамента.