Пример Г.8

Выполнить проверку подстилающего слоя, имеющего меньшую прочность, чем вышележащий несущий слой основания ленточного фундамента (рисунок Г.3).

 

 

Рисунок Г.3 — Расчетная схема основания фундамента к примеру Г.8

Дано: ленточный фундамент под несущие стены гражданского здания без подвала с ограниченно-жесткой конструктивной схемой по 4.4.3, отношение его длины к высоте равно 5. Глубина заложения фундамента d_n = 2 м. Нагрузка, передаваемая на обрез фундамента, N = 0,4 МН/м. Основание,
в соответствии с приложением А, II категории сложности — слоистое, с выдержанным залеганием грунтов (сверху вниз): слой 1 — песок мелкий средней прочности мощностью 4 м (здесь и далее, согласно инженерно-геологическим изысканиям: расчетный угол внутреннего трения j_II= 32°, расчетное удельное сцепление с _II= 0,002 МПа, модуль деформации E = 27,5МПа, коэффициент пористости е = 0,60, удельный вес грунта g_II= 17 кН/м³), слой 2 — супесь пластичная слабая мощностью 8 м (показатель текучести I_L = 0,73; коэффициент пористости e = 0,95; расчетный угол внутреннего трения j_II = 14°, расчетное удельное сцепление c _II= 0,0014 МПа, модуль деформации E = 6 МПа, удельный вес грунта g_II= 17 кН/м³, сопротивление грунта статическому зондированию q_c = 0,9 МПа).

Решение. По таблице 5.5 определяем условное расчетное сопротивление грунта основания, в дан­ном случае R ₀ = 0,3 МПа. Принимаем усредненный нормативный удельный вес фундамента и грунта на его обрезах по 5.3.7 g _mt = 0,02 МН/м³ и находим с учетом формулы (5.13) предварительную ширину фундамента при l = 1 м:

» 1,24 м.

При заданных размерах фундамента по формуле (5.16) определяется расчетное сопротивление грунта основания с учетом данных таблиц 5.2 и 5.3: g₁ = 1,3, g₂= 1,1, k = 1 (так как характеристики грунта найдены прямыми методами), M _g = 1,34, M_q = 6,34; M_c = 8,55.

Окончательно ширина фундамента b = 1,3 м.

Для полученной ширины фундамента выполняем проверку прочности подстилающего грунта.

Находим дополнительное вертикальное давление на кровлю слабого подстилающего слоя су­песи, т. е. на глубине 2 м ниже подошвы фундамента. Дополнительное давление под подошвой фундамента (с учетом веса фундамента и грунта на его обрезах g _mt = 0,02 МН/м³)

Согласно формуле (5.33) на глубине 2 м от подошвы фундамента дополнительное напряжение где a=0,4 по таблице 5.10 (при .

Определим ширину условного фундамента по расчетной схеме рисунка Г.3 и 5.10.1 (см. обозначения к формуле (5.67)):

Проверяем условие (5.3) р_m £ R для слабой супеси.

При ширине условного фундамента b_z на глубине z (см. рисунок Г.3) расчетное сопротивление грунта основания по формуле (5.16), с учетом данных таблиц 5.2 и 5.3 (g _{с 1}= 1,1, g _{с 2}= k = 1; M _g = 0,29; M_q = 2,17; M_c = 4,69), составляет:

Действующее давление на кровлю слабой супеси по оси фундамента от нагрузки и собственного веса грунта

p_z =

Условие (5.3) не выполняется, так как давление p_z на кровлю слабой супеси больше ее рас­четного сопротивления R: 0,193 > 0,188. В связи с этим необходимо увеличить размеры подошвы фундамента. Принимаем ширину фундамента b = 1,5 м. Тогда среднее давление по его подошве

Дополнительное давление по подошве фундамента

Дополнительное напряжение на глубине 2 м ниже подошвы фундамента, с учетом данных таблицы 5.10, на кровле слабого слоя супеси при a = 0,43,

Тогда ширина условного фундамента

Для условного фундамента шириной b_z = 3,76 м на глубине z (см. рисунок Г.3) определяется расчетное сопротивление R_z (найденные ранее по таблицам 5.2 и 5.3 коэффициенты в формуле (5.16) остаются прежними), давление от фундамента на кровлю слабой супеси и проверяется условие (5.3):

р_z =

т. е. прочность подстилающего грунта обеспечена. Однако, в соответствии с рисунком А.1
приложения А и указаниями 5.5.3.3, в данном случае необходимо выполнить расчет осадок фундамента и предусмотреть мероприятия по увеличению прочности и жесткости надземной части здания
по 7.4.1 – 7.4.3. Так как ширина фундамента b <5 м и (см. выше), расчет конечной осадки производится по формуле (5.29). Вспомогательные величины для расчета конечной осадки рассматриваемого фундамента приведены в таблице Г.4.

Нижнюю границу сжимаемой толщи H _c назначаем согласно 5.29 — что составляет 8 м.

Таблица Г.4 — Данные для расчета осадки фундамента к примеру Г.8

Слой грунта	z, м		a	a p 0, МПа		МПа
1 Песок мелкий, Е = 27,5 МПа		0,00	1,00	0,272	0,034	—
	1,33	0,68	0,185	0,051	—
	2,66	0,43	0,117	0,068	—
2 Супесь пластичная, IL = 0,73, E = 6 МПа		4,00	0,30	0,082	0,085	—
	5,33	0,23	0,062	0,102	—
	6,66	0,19	0,051	0,119	—
	8,00	0,16	0,043	0,136	—
	9,33	0,13	0,035	0,153	—
	10,66	0,12	0,032	0,170	0,034

 

Определяем осадку:

Согласно данным, приведенным в приложении Б СНБ 5.01.01, предельная осадка для рассматриваемого типа сооружения s_u = 8 см > s = 5,7 см, т. е. надежность основания фундамента по деформациям обеспечена.