Расчёт осадки фундамента при наличии водотока

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒

Метод послойного суммирования рекомендуется для расчёта осадок фундаментов. Величина осадки фундамента определяется по формуле:

где - безразмерный коэффициент, равный 0,8; - среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-M слое грунта; hi и Ei - соответственно толщина и модуль деформации i- го слоя грунта; п - число слоев, на которые разбита, сжимаемая толща основания.

Техника расчёта:

1. Сжимаемую толщу грунта, расположенную ниже подошвы фундамента, разбиваем на элементарные слои толщиной hi , где b – ширина подошвы фундамента. Границы элементарных слоев должны совпадать с границами слоев грунта и уровнем подземных вод. Глубина разбивки должна быть примерно равна 3*b.

2. Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого подслоя.

Где - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента,

= d* '; ';

удельный вес грунта i-го слоя; hi -толщина i-го слоя грунта; '- среднее значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод или ниже воды в реке, но выше водоупора, следует определять с учётом взвешивающего действия воды. В водоупоре напряжение от собственного веса грунта в любом горизонтальном сечении определяют без учёта взвешивающего действия воды.

Водоупором принимают слой суглинка или глины с I ₁ 0.25.

По результатам расчёта строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта

3. Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:

=P_m₁₁-

Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:

N11=P0+Pn+Pf+Pq+Pw

Значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте вычисляются по формуле:

где - коэффициент, принимаемый по таблице в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной

Вычисления и для любых горизонтальных сечений ведутся в табличной форме. По полученным данным сг_щ и a _zp строятся эпюры.

4. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи (В. С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:

5. Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:

где = 0.8 - безразмерный коэффициент для всех видов грунтов; - - среднее дополнительное вертикальное напряжение в i - м слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, толщиной hi.

Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя в пределах HC- Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения данного типа, определяемой по формуле:

где Su - предельно допустимая осадка, см; lр - длина меньшего примыкающего к опоре пролёта, м.

Затем следует выполнить проверку условия:

S S_U

Выполним расчёты:

Нормативная вертикальная нагрузка от собственного веса опоры по обрезу фундамента Ро = 4,3 МН ; расчетный пролет для примыкающих к опоре пролетных строений Lp = 33 м; нормативная вертикальная нагрузка на опору от пролетных строений Рп = 1 МН ; глубина водотока 2 м; возможная глубина размыва грунта — 0,5 м.

Но-	Наименова-	Мощ-	Удель-	Удель-	Коэф-	Пока-	Модуль
мер	ние	ность	ный вес	ный вес	фициент	затель	дефор-
слоя	грунта	слоя,	частиц	грунта	порис-	теку-	мации
		м	грунта	Y, кН/м³	тости	чести	Е,
			Ys кН/м³		е	Il	МПа
I	глина	2,8	27,5	19,5	0,82	0,61	13,0
	мягкоплас-
	тичная
II	глина	7,4	27,4	19,8	0,73	0,3	20,0
	тугоплас-
	тичная


III	песок	~10	25,8	18,4	0,54	---	37,0

Определяем полную вертикальную расчетную нагрузку Nn по подошве фундамента. Нагрузка по обрезу фундамента

N = po + рп = 4,3+1 = 5,3 МН .

Поскольку фундамент врезан в водопроницаемый грунт, учитывается взвешивающее действие воды на фундамент. Тогда при удельном весе материала фундамента (бетон) во взвешенном состоянии

у_s_Ьф = у_ь - y_w = 24 - 10 =14 кН/м³, получим

Р_ф = 14 • (2,2 • 3 • 10,4 + 3,2 • 3,5 • 10,4) = 2591,68 кН

Так как фундамент находится в водопроницаемом и водонасыщенном грунте, то вода не будет оказывать давление на уступы фундамента Рв = 0.

Давление суглинка на нижние уступы фундамента определяется с учетом взвешивающего действия воды

Рr= 1,5 • 7,88 • 0,5 • 10,4 • 2 = 122,93кН.

Так как суглинок находится во взвешенном состоянии, то его удельный вес

Ysb= ( 27,5-10)/(1,4+0,82) = 7,88 кН/м3.

Полная вертикальная расчетная нагрузка по подошве фундамента:

N11= 5300 + 2591,68 + 122,93 = 8014,61 кН ~ 8,02 MH.

Среднее давление под подошвой фундамента

P = N11 / А = 8,02 / (3,2 • 10,4) = =0,24 МПа = 2,4 кгс/см2.

Слева от оси фундамента строится в масштабе эпюра вертикального напряжения от собственного веса грунта. Она начинается на уровне дна водотока (без учета размыва). Таким образом, напряжение на кровле слоя суглинка равно нулю, а на уровне его подошва

= 7,88 • 2,8 = 22,06 кН/м² = 0,022 МПа

Напряжение szgoна уровне подошвы фундамента

szgo=s`zgi + Y_sb₂• h 'ф

здесь

Ysb2 = ( 27,4 -10 ) / ( 1,4+ 0,73 )=8,17 кН/м3

удельный вес песка во взвешенном состоянии;

h'ф = 2,2 м — заглубление фундамента в слой глины.

Отсюда

szgo = 22,06 + 8,17 • 2,2 = 40,03 кН/м³ = 0,04 МПа.

Напряжение s'g_z,b уровне подошвы слоя глины

s '_zg₂ = s_zgl + Y_sb₂ • h₂ = 22,06 + 8,17 • 7,4 = 82,52 кН/м³ = 0,083 МПа.

Эпюра напряжения s_zg на кровле глины (водоупор) имеет скачок и определяется по формуле

s''g_{z =} Y₁• h₁+YW • h_W+ Y₂• h₂

s''g_z =19,5• 2,8 +10•2 + 19,8•7,4= 221,12 кН/м³ = 0,221 МПа.

На глубине 3,6 м от кровли песка

sg₃= 221,12 +16,05 • 3,6 = 278,9 кН/м³ = 0,279 МПа.

Y_sb₃= 7,88 + 8,17 = 16,05 кН/м³

Далее эпюра szg может быть построена продлением ограничивающий эпюру прямой, как и в рассматриваемом ранее случае.

По аналогии строится эпюра 0,2 szg справа от оси Z в масштабе.

Строится эпюра szg дополнительных вертикальных напряжений.

Ширина фундамента b = 3,2 м, тогда максимальная толщина элементарного слоя h. < 0,4• 4 = 1,6 м. Принимаем толщину элементарных слоев равными 1,2 м.

Дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента

szpo =Pm -szgo = 0,418 – 0,04 = 0,414 МПа.

Коэффициент h=L/b=10,4/3,2= 3,25.

В рассматриваемом примере нижняя граница сжимаемой толщи B.C., получилась практически на середине 6-го элементарного слоя.

Средние дополнительные напряжения определяются в1-6 слоях, т.е. в пределах Нс =5,8м.

Так же, как и в разделе 1, определяются осадки Si, отдельных слоев в пределах от подошвы фундамента до B.C. и суммарная осадка S = 5,7 см.

Поскольку величина расчетного пролета не изменилась, то

S _доп =1,5•ÖLp= 1,5•5,74=8,62 см

В результате имеем S = 5,7 см < S _доп = 8,62 см.

Таким образом, расчет по II второй группе предельных состояний (по величине осадки) удовлетворяет требованиям СНиП 2.05.03*. «Мосты и трубы» и изменение размеров фундамента не требуется.

В том случае, если условие S < Sдоп не выполняется необходимо изменить размеры фундамента: увеличить глубину заложения или размеры в плане и повторно выполнить расчет осадки.

Таблица № 3

Помер	Глуби-	Толщи	Коэф-	Коэф-	Допол-	Сред-	Мо-	Осад-
элемен-	на Zi ОТ	на слоя	фи-	фи-	тельное	нее до-	дуль	ка
тарно-	подош-	hi, м	циент	циент	напря-	полни-	дефор-	слоя
го слоя	вы фун		x=2z/b	a	жение	тельное	мации	Si,m
	дамен-				szp, на	напря-	Е,
	та, м				глуби-	жение в	МПа
					не z,	слое spi szp szp
					МПа	МПа
	0,00		0,00	1,000	0,414
1		1,2				0,392	35,0	0,005
	1,2		0,75	0,890	0,370
2		1,2				0,330	35,0	0,006
	2,4		1,5	0,694	0,290
3		1,2				0,245	35,0	0,0046
	3,6		2,25	0,489	0,200
4		1,2				0,175	23,0	0,005
	4,8		3,0	0,364	0,150
5		0,4				0,140	23,0	0,0036
	5,2		3,25	0,310	0,130
6	5,8	0,6	(B.C.)	0,285	0,118	0,050	23,0	0,0026
	6,4		4,0	0,248	0,100
7		1,2
	7,6		4,75	0,199	0,080
8		1,2				åSi=S=	0,057 м	= 5,7 см
	8,8		5,5	0,163	0,070
9		1,2
	10,0		6,25	0,129	0,050
10		1,2
	11,2		7,0	0,105	0,040
11		1,2
	12,4		7,75	0,086	0,035
12		1,2
	13,6		8,5	0,075	0,030
13		1,2
	14,8		9,25	0,063	0,026
14		0,4

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 222; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!