ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОК ОСНОВАНИЯ
Осадку основания можно определять различными методами, достоверность и степень точности которых определяется соответствием применяемых в них расчетных схем и предпосылок действительным условиям работы грунтов основания. Рекомендуются следующие методы определения осадки: 1. Метод послойного суммирования С при наличии слоистых оснований с различными характеристиками сжимаемости [1. Прилож. 2]. 2. Метод применения расчетной схемы в виде линейно-деформируемого (упругого) слоя конечной толщины [1. Прилож. 2]. 3. Метод эквивалентного слоя как экспресс-метод, рекомендуется применять для сравнительно небольших фундаментов при наличии однородного основания и при слоистом основании с не очень большим изменением сжимаемости отдельных слоев [ 8. Гл. 5]. Коэффициент эквивалентного слоя представлен в табл. 5 приложения 1- 4. Формула И.А. Розенфельда как экспресс-метод:
, (4.1)
где 1.44 – эмпирический коэффициент; – длина фундамента; – ширина фундамента; для круглых фундаментов ; – среднее давление по подошве фундамента; – давление от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента; – условная ширина подошвы фундамента, где А – площадь подошвы фундамента; - средневзвешенное значение модуля деформации в пределах сжимаемой толщи , (4.2) – сжимаемая толща основания, где k - коэффициент, зависящий от и принимаемый по таблице 1 приложения 2; – для круглых фундаментов; – см. приложение 2. Для расчета начальных осадок по модели упругого слоя конечной толщины рекомендуется формула К.Е. Егорова:
, (4.3) где – начальный H-H – модуль сжатия, т.е. модуль недренированно-неконсолидированного сжатия при расчетном давлении. Прочие обозначения см. приложение 2 СНиП 2.02.01-83*. Для расчета начальных осадок водонасыщенных глинистых грунтов рекомендуется формула:
, (4.4) где – коэффициент формы см.таблицу П.1.2; – действующее давление под фундаментом; a – половина ширины фундамента. При ожидаемом понижении уровня грунтовых вод следует учитывать возникновение дополнительной осадки основания. Осадка происходит вследствие того, что из-за снятия взвешивающего действия воды в зоне между прежним и новым положением уровня грунтовых вод природное давление на все нижележащие слои грунта возрастает на величину , определяемую в зависимости от: – высоты капиллярного поднятия воды; – глубины расположения УГВ до его понижения; – величины снижения уровня грунтовых вод; – удельного веса грунта ниже УГВ; – тоже в зоне капиллярного поднятия: – тоже выше зоны капиллярного поднятия. Для случая, когда (4.5) где ; ; – характеристики грунта выше зоны капиллярного поднятия воды: для случая, когда (4.6) где ; ; – характеристики грунта в зоне капиллярного поднятия воды. При Дополнительная осадка от снижения УГВ определяется по формуле , (4.7) где Н – сжимающая толща грунта из условия ; – определяется после понижения УГВ. При решении задачи по определению осадки с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузки на полы используют метод угловых точек и суммарную величину напряжения , (4.8) где – напряжения от рассчитываемого фундамента; – напряжения от влияющего фундамента или нагрузка на полы (см. главу 2). Крен отдельного прямоугольного фундамента находят по формулам: , (4.9) , (4.10) крен круглого – по формуле , (4.11) где – изгибающие моменты в уровне подошвы фундамента; – полудлина и полуширина фундамента; – см. приложение 2 [1]. Осадка жесткого кольцевого фундамента может быть определена методом Егорова К.Е. по формуле: , (4.12) где ; , (4.13) где и – соответственно внутренний и наружный диаметр кольца; , – модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта. , – коэффициенты определяемые по таблице 4.1. Табл. 4.1. Коэффициент
4.1. Определить осадку основания сплошной жесткой фундаментной плиты размерами b = 15 м; l = 20 м, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой с учетом собственного веса = 0.3 МПа. Глубина заложения подошвы плиты d = 1.5 м. Грунты, слагающие основание, представлены двумя слоями: слой N 1 – суглинок пластичный, ; = 0.70; мощность h = 7 м. слой N 2 – известняк трещиноватый мощностью = 20 м; = 20 МПа. 4.2. Определить осадку основания фундаментной плиты, имеющей размеры b = 10 м; l = 12 м; h = 1 м. Глубина заложения h = 1м. Среднее давление по подошве фундамента = 0, 4МПа. Строительная площадка сложена двумя слоями грунта: слой N 1 - песок мелкий, мощностью h = 5 м; ; ; слой N 2 - скальный грунт. 4.3. Определить осадку основания фундаментной плиты, имеющей размеры b = 5 м; l = 8 м. Глубина заложения h = 1.5 м. Среднее давление по подошве фундамента = 0.2 МПа. Строительная площадка сложена двумя слоями грунта: слой N 1 – глина, пластичная – ; , мощность слой N 2 - известняк = 30 МПа. 4.4. Определить осадку основания фундамента размерами b = 4 м, l = 6 м и глубиной заложения h = 1 м. Среднее давление по подошве фундамента = 0, 25 МПа. Грунт основания – суглинок значительной мощности с и = 10 МПа. Задачу решить методом элементарного суммирования. 4.5. Определить осадку основания ленточного фундамента шириной м и глубиной заложения h = 2 м. Среднее давление под подошвой фундамента = 0.2 МПа. Строительная площадка представлена двумя слоями грунта: слой N 1 - супесь ; , мощность = 5 м. слой N 2 - глина. ; , мощность = 10 м. 4.6. Определить осадку основания фундамента размерами b = 2 м, l = 3 м. Нагрузка на фундамент = 1000 кН. Вес фундамента = 280 кН, вес грунта = 228 кН. Грунты: слой N 1 - песок мелкий = 4 м; ; ; слой N 2 - глина пластичная = 8 м; ; . Грунтовых вод нет. 4.7. Определить осадку основания фундамента размерами b = 2 м, и глубиной заложения h = 2 м. Давление под подошвой . Основание сложено песком средней крупности ; ; ; . УГВ на глубине 4 м от поверхности земли. 4.8. Определить осадку основания ленточного фундамента шириной и глубиной заложения h = 2 м. Давление под подошвой фундамента . Грунты основания: Слой N 1 – суглинок = 4 м; ; ; Слой N 2 – супесь = 2 м; ; ; Слой N 3 – глина. = 4 м; ; ; 4.9. Определить осадку основания квадратного фундамента b = 2м; и средним давлением под подошвой = 0.2 МПа с учетом влияния соседнего фундамента размерами м и глубиной заложения h = 1 м, среднее давление под подошвой которого = 0.3 МПа. Расстояние между осями фундаментов L = 3 м. Грунт основания - песок мелкий, средней плотности ; ; . Задачу решать методом послойного суммирования. 4.10. Решить предыдущую задачу методом эквивалентного слоя. 4.11. Определить осадку основания квадратного фундамента, имеющего b = 2 м, глубину заложения h = 2 м и среднее давление под подошвой с учетом влияния соседнего фундамента размерами , и глубиной заложения h = 1 м и средним давлением по подошве Центры фундаментов лежат на одной оси. Расстояние в свету между ними L = 2 м. Грунты основания - суглинки с и МПа. Грунтовых вод нет. 4.12. Определить методом элементарного суммирования вероятную осадку ленточного фундамента под наружную стену здания шириной , глубиной заложения h = 1.6 м и средним давлением под подошвой . Грунты строительной площадки: Слой N 1 - песок мелкий, средней плотности ; ; мощность . Слой N 2 - супесь пластичная ; ; ; , мощность м. Слой N 3 - суглинок заторфованный текуче-пластичный ; мощность м. Слой N 4 - глина полутвердая ; . 4.13. Решить предыдущую задачу методом эквивалентного слоя. 4.14. Определить дополнительные осадки и крен железобетонного фундамента, которые возникнут в результате влияния соседнего фундамента, запроектированного под оборудование (рис. 4.1). Среднее давление под подошвой проектированного фундамента = 0.3 МПа. Основание сложено суглинком с = 12 МПа. 4.15. Определить дополнительную осадку , вызванную снижением уровня грунтовых вод. Грунты строительной площадки – однородные по глубине пески мелкие с ; ; . Высота капиллярного поднятия воды м. Уровень грунтовых вод расположен на глубине = 1 м. После снижения на = 3 м он будет находиться на глубине м. Грунт ниже УГВ имеет ; грунт в зоне капиллярного поднятия воды толщиной h = 0.7 м; ; = 1 и = 0, 26; в слое = 3.3 м, расположенном выше зоны капиллярного поднятия – ; и . Рис. 4.1. Схема расположения фундаментов к задаче 4.14
4.16. Определить дополнительную осадку , вызванную снижением уровня грунтовых вод. Грунты – суглинки с ; и . Высота капиллярного поднятия воды = 4м. УГВ расположен на глубине = 1 м. После снижения на = 3 м он будет находиться на глубине м. Грунт ниже УГВ имеет ; грунт в зоне капиллярного поднятия воды толщиной = 4 м; ; ; . 4.17. Определить крен железобетонного фундамента водонапорной башни, имеющего круглую подошву и глубину заложения h =3 м. Основание башни сложено грунтами с и . Полная нагрузка на фундамент башни 7200 кН. Момент относительно его подошвы . 4.18. Определить крен прямоугольного фундамента, имеющего размеры b = 3 м; l = 4 м. На фундамент действует нагрузка 3000 кН. Момент в направлении большей стороны . Момент в направлении меньшей стороны . Грунты основания – пески с и . 4.19. Осадки в трех точках по длине жилого здания из кирпича имеют следующую величину см; см; см. Расстояние между точками соответственно: ; . Установить вид деформации здания и его величину. 4.20. Осадки в углах квадратного в плане здания имеют следующие значения: см; см; см. Сторона здания b=20 м. Установить вид деформации здания и его величину. 4.21. Осадки соседних фундаментов под колонны производственного здания имеют следующие значения: см; см. Расстояние между осями здания L = 6 м. Установить вид деформации здания и его величину. 4.22. Определить начальную осадку жесткого круглого фундамента диаметром 4 м на однородном слое переуплотненной глины толщиной , подстилаемой прочной скалой. Удельный вес глины , , . Глубина заложения фундамента d = 2м. Среднее давление под его подошвой Р = 0.5МПа. 4.23. Определить начальную осадку фундамента по исходным данным задачи 4.22. но при условии, что упругий слой не однороден и сложен сверху вниз пластинами толщиной 1, 2; 1, 5 и 1, 3м отличающимися по сжимаемости. ( ; ). 4.24. Определить начальную осадку стального резервуара (в центре и среднюю) диаметром , расположенного на мощной однородной толщине водонасыщенных глинистых грунтов, в период быстрого его заполнения водой во время испытания. При этом давление под днищем резервуара возросло от 0.05 до 0.2 МПа, . 4.25. Определить крен отдельного фундамента, воспринимающего нагрузки Размеры фундамента b = 2м, l = 3м, d = 1м. Грунт – суглинок Е = 10МПа. 4.26. Определить крен дымовентиляционной трубы. Фундамент железобетонный круглый радиусом R = 3м, заложение d=2м. Нагрузки на уровне подошвы Грунт – суглинок Е = 16МПа, . 4.27.Определить осадку дымо-вентиляционной трубы имеющей кольцевой фундамент высотой d = 2м. Наружный диаметр кольца , внутренний диаметр кольца . Фундамент нагружен силой . Грунт – суглинок Е = 8 МПа, .
|