Пример Г.10

Рассчитать осадку столбчатого фундамента Ф1 каркасного промышленного здания с учетом влияния на него нагрузки от соседнего фундамента Ф2 (рисунок Г.5).

Дано: С поверхности до глубины 6 м залегает песок пылеватый (слой 1) со следующими характеристиками: g _s =26,6 кН/м³; g_II = 17,8 кН/м³; w = 0,14; е = 0,67; с _II = 4 кПа; j_II = 30°; Е = 18 МПа. Далее
на всю разведанную глубину основание представлено песком мелким (слой 2) со следующими характеристиками: g _s = 26,6 кН/м³; g_II = 19,9 кН/м³; w = 0,21; е = 0,62; с_II = 2 кПа; j_II = 32°; Е = 28 МПа.

Прочностные и деформационные характеристики взяты из отчета о инженерно-геологических изысканиях.

Суммарная нагрузка на основание от каждого фундамента N = 5,4 МН = 5400 кН. Глубина заложения фундамента d = d_n =2 м.

Решение. Уровень подземных вод находится на глубине 6,8 м от планировочной поверхности. Поэтому удельный вес песка мелкого определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле (5.17.1):

Размеры фундаментов в плане 4´4 м назначаются исходя из условия (5.3), чтобы среднее давление по их подошве р_m не превышало расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле (5.16). В данном случае получено р_m = 5400/4²= 337,5 кПа < R = 341 кПа.

Определяется дополнительное давление на основание

р ₀ = р_m – s _{zg. 0} = p – g_II d = 337,5 – 17,8 × 2» 302 кПа.

 

 

DL, FL, WL — см. 3.1;

НL1 — нижняя граница сжимаемой толщи для фундамента Ф1 без учета влияния Ф2;

HL2 — то же, с учетом этого влияния

В скобках указаны значения вертикальных нормальных напряжений s _zp только от нагрузки,

действующей на фундамент Ф1

1 — песок пылеватый; 2 — песок мелкий; 3 — то же, ниже уровня подземных вод

 

Рисунок Г.5 — Расчетная схема основания фундамента Ф1 для расчета осадки с учетом влияния соседнего фундамента Ф2

 

 

Значения s _zр.nf по оси фундамента Ф1 определяются (см. рисунок Г.5) суммированием напряжений s _zр.i от давления р ₀ и дополнительного напряжения s _{zр. 2} от влияния фундамента Ф2, которое определяется методом угловых точек по формуле (5.38) как алгебраическая сумма напряжений на рассматриваемой глубине в угловой точке А по оси фундамента Ф1 (ЕFGH) от четырех загружающих площадей фиктивных фундаментов: АLMI и АNDL (с положительным давлением р ₀ ) и АКВI и АNСК
(с отрицательным давлением).

Для расчета осадки определяются исходные данные. Основание разбивается на слои толщиной z = 0,8 м, для которых по таблице 5.10 x = 2 z / b = 2 × 0,8/4 = 0,4.

Результаты вычислений приведены в таблице Г.6. Коэффициенты затухания напряжений a
по вертикали, проходящей через точку А, принимаются по таблице 5.10 как для прямоугольных фундаментов: a₁ — ЕFGН (Ф1, h = 4/4 = 1), a₂ — АLMI и АNDL (h = 10/2 = 5), a₃ — АКВI и АNСК (h = 6/2 = 3),
a₄ — МВСД(Ф2, h = 1). Коэффициент a₄ определяется с учетом формул (5.37) и (5.36): a₄ = 2·(1/4)´
´(a₂ – a₃). Он учитывает влияние нагрузки от фундамента Ф2. Коэффициент a = a₁ + a₄ принят в соответствии с формулой (5.38).

Как видно из таблицы Г.6, условие s _{zр .1} = 0,2s _zg выполняется на глубине z = 8 м, а условие s _zр.nf = 0,2s _zg — на глубине z = 8,8 м.

Таблица Г.6 — Данные для расчета осадки фундамента Ф1 к примеру Г.10

Глубина z, м	x	Коэффициенты затухания напряжений	Напряжения, кПа	Модуль деформации Е, МПа
a1	a2	a3	a4	a	от внешней нагрузки	от собственного веса грунта
s zр .1	s zр .2	s zр . nf	s zg	0,2s zg
0,8 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8	0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4	1,000 0,960 0,800 0,606 0,449 0,388 0,257	1,000 0,977 0,881 0,754 0,639 0,545 0,470	1,000 0,977 0,878 0,748 0,627 0,525 0,443	0,002 0,003 0,006 0,010 0,014	1,000 0,960 0,802 0,609 0,455 0,346 0,271
5,6 6,4 7,2 8,0 8,8	2,8 3,2 3,6 4,0 4,4	0,201 0,160 0,131 0,108 0,091	0,410 0,360 0,319 0,286 0,255	0,376 0,322 0,278 0,241 0,211	0,017 0,019 0,021 0,022 0,023	0,218 0,179 0,151 0,130 0,113

 

Исходя из того, что ширина фундамента b = 4 м < 5 м, а среднее давление р_m = 302 > s _{zg. 0} = 35,6 МН, осадка фундамента Ф1 определяется по формуле (5.29):

а) без учета влияния фундамента Ф2:

б) с учетом влияния фундамента Ф2:

Согласно данным, приведенным в приложении Б СНБ 5.01.01, предельная осадка для рассматриваемого типа сооружения s_u = 8 см > s = 4,5 см, т. е. надежность основания фундамента по деформациям обеспечена.