Материал: 2130

2.6. Проверка достаточности ширины подошвы фундамента по прочности несущего слоя и несущей способности подстилающего слоя

Достаточность ширины подошвы фундамента bлб определяют, исходя из обеспечения условия:

где р – давление под подошвой фундамента, кПа; Р – расчетная вертикальная нагрузка действующая на уровне обреза фундамента, кН; R – расчетное сопротивление грунта основания сжатию под подошвой фундамента, определенное по формуле (12); n – коэффициент на-

где Gзвp – нагрузка от веса 1 п.м звена трубы, определяется по формуле

(18) ; Gлбp – нагрузка от веса 1 п.м лекального блока фундамента опре-

деляется по формуле (19); GГp– погонная нагрузка от гидростатиче-

ского давления определяется по формуле (20); pvp– определяется по формуле (13); pvp – определяется по формуле (19); d= do+ 2 –

внешний диаметр трубы, м; Проверку несущей способности подстилающего слоя грунта сле-

дует производить исходя из условия, регламентируемого СНиП

2.05.03[4] (рис.4):

где p –давление на грунт, действующее под подошвой фундамента, кПа, см. формулу (25); – среднее (по слоям) значение расчетного удельного веса грунта, расположенного над кровлей проверяемого подстилающего слоя грунта (допускается принимать =19,62 кН/м3); h

– заглубление подошвы фундамента от дневной поверхности грунта, м (см. рис.4); zi– расстояние от подошвы фундамента до поверхности проверяемого подстилающего слоя грунта, м; – коэффициент затухания напряжений, принимаемый по прил.7; R – расчетное сопротивление подстилающего грунта, кПа, определенное на глубине расположения кровли проверяемого слоя грунта (ИГЭ 2) по формуле (12) с

15

учетом ширины условного фундамента (см.рис.4) bусл = bлб/ ; n – коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,4.

Выполнение условия (25) и (27) достигается заменой слабой толщи грунта на грунтовую подушку, расчет параметров которой рассматривается в п. 2.7.

Рис. 4. Схема к проверке несущей способности подстилающего слоя: HH – высота насыпи; h – глубина заложения фундамента;zc– интенсивность давления от сооружения на уровне кровли подстилающего слоя; пс– природное давление на уровне кровли подстилающего слоя; 1 – эпюра дополнительного давления от сооружения zc; 2 – эпюра природного давления грунта пc; 3 – кровля подстилающего слоя грунта; 4 - подошва подстилающего слоя грунта; 5 – граница ширины подошвы условного фундамента; 6 – эпюра распределения напряжений от фундамента

16

2.7. Расчет параметров грунтовой подушки

Грунтовая подушка воспринимает давление от фундамента, передает его нижележащему грунту, распределяя на большую площадь.

Максимальная высота грунтовой подушки hп 3,0 м.

При устройстве грунтовых подушек используют крупнозернистые и среднезернистые пески, щебень, гравий, техногенные грунты.

В курсовой работе рассматривается грунтовая подушка из песка. Модуль деформации Е крупнозернистого песка составляет 30 МПа;

среднезернистого 20 МПа.

Коэффициент уплотнения грунтовой подушки должен составлять не менее 0,95.

При заложении оголовков труб на дренирующую грунтовую подушку необходимо предусматривать противофильтрационный экран. В курсовой работе экран из рассмотрения исключен.

При расчете грунтовой подушки (рис.5) определяют ее высоту hп , ширину bп и длину в плане ап. Высоту подушки находят из условия прочности песчаной подушки по формуле

где n – определяется по величине коэффициента R (прил. 7, для проме-

жуточных значений R величина n определяется по интерполяции).

R = R/Rп

где R – расчетное сопротивление грунта слабого слоя, кПа, определенное по формуле (12).

Rп – расчетное сопротивление грунта песчаной подушки, кПа, (прил. 2). Ширина bп и длину aп песчаной подушки определяют по формулам

(рис.5):

где угол (рис. 5) распределения давления: для среднезернистого песка равен 300, крупнозернистого песка – 45°.

17

Рис. 5. Схема к определению высоты hп и ширины bп грунтовой подушки:

1 – грунтовая подушка;

2 – шпунтовое крепление

стенок котлована

Котлованы под фундаменты водопропускных труб в слабых грунтах обычно устраивают с вертикальными стенками, что позволяет уменьшить размеры котлована в плане и снизить объём грунтовой подушки. При глубине котлована более 1,5 м для обеспечения устойчивости стен котлованов необходимо устраивать их крепление.

Наиболее распространены в строительной практике закладные и шпунтовые крепления.

При расположении уровня вод ниже дна котлована устраивается закладное крепление, а выше – шпунтовое.

Шпунтовое крепление состоит из вертикальных элементов – шпунтин, системы обвязок и распорок, придающих всему креплению требуемую прочность и устойчивость. Шпунтины изготавливают из дерева, железобетона или металла [1].

2.8. Расчет осадки фундамента

Расчет осадки фундамента производится методом послойного суммирования согласно СНиП 2.02.01 [2], который позволяет учесть неодно- род-ность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации грунта по глубине основания. Для горизонтальных площадок, лежащих на

18

вертикальной оси, проходящей через центр подошвы фундамента, вычисляют природное давление от веса грунта пр и давление от веса сооружения z (рис. 6).

На осадку фундамента влияет толща грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определённой мощности hсж , которая подлежит определению.

Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине, где дополнительные напряжения от сооружения z составляют 20% от природного давления в основании пр. Эту границу можно найти графически путем наложения на эпюру давления от сооружения эпюры природного давления, уменьшенного в 5 раз.

Сжимаемую толщу делят на элементы, толщина которых hi не должна превышать 0,4bлб . Границы элементов необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта и подушки, т.к. модули деформации грунтов различны.

Осадку фундамента определяют путем суммирования осадок по элементам слоёв (табл. 7):

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8; i – среднее дополнительное вертикальное напряжение в i-ом слое грунта от веса сооружения и действующих нагрузок, кПа; hi и Ei – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром подошвы фундамента на глубине z от его подошвы вычисляется по формуле

где – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по прил. 7.

Напряжение по подошве фундамента, влияющее на осадку, определяют по формуле

где p – давление по подошве фундамента при высоте насыпи Hн 2,0 м, определенное по формуле (25); если Hн 2,0 м, то р=р-р ; ’– удельный вес грунта первого слоя, кН/м3; h – глубина заложения фундамента, м.

n

Природное напряжение на глубине z hi от дневной поверхности