Граница верхнего и среднего слоя условно смещена до глубины zi = 3,6 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 3,8 м.), а граница слоя №3 и слоя №4 смещена до глубины zi = 5,04 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,3 м.). На глубине Hc = 7,20 м. от подошвы фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01–83 (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

szp= 15,10 кПа. » 0,2×szg = 18,06 кПа.,

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=β×h×∑σzp,i/Ei=0,8×0,6×[1/12000×(119,88×0,5+115,8+98,78+77,20+

+58,74+44,96×0,5)++1/10000×(44,96×0,5+34,89+27,57×0,5)+ +1/30000×(27,57×0,5+22,18+18,22+15,10×0,5)] =0,022 м. = 2,2 см.

Условие S = 2,2 см. < Su = 8,0 см. выполняется (значение Su = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01–83*).

Расчетная схема распределения напряжений в основании фундамента по оси Л-5

Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном основании, в виде песчаной распределительной подушки

Глубина заложения фундамента

Аналогично фундаменту на естественном основании назначаем глубину заложения фундамента d = 1,80 м. Принимаем для устройства подушки песок среднезернистый, плотный, имеющий проектные характеристики:

E = 45 МПа.; е= 0,50; g II = 20,2 кН. / м3.; gn,sb = 10,7 кН./м3.

Определение требуемой площади подошвы фундамента

Для определения площади Атр подошвы фундамента принимаем расчетное сопротивление R0 = 500 кПа, материала песчаной подушки, среднезернистого песка.

Тогда Атр = 1583,7/(500–20,0×1,8) = 3,41 м2.

Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт

В соответствии с требуемой величиной площади подошвы Атр = 3,41м2. и высотой фундамента Нф = 1,8 м., подбираем типовой фундамент серии 1.412–2/77.

Принимаем фундамент ФД 8–2, размеры которого l = 2,7 м., b = 2,4 м., А = 6,48м2., Нф = 1,8 м.; объем бетона Vfun = 5,7 м3.

Вычисляем расчетное значение веса фундамента и грунта на его уступах:

Gfun = Vfun×gb×gf = 5,7×25×1 = 142,5 кН.;

Vg = l×b×d – Vfun = 2,7×2,4×1,80 – 5,7 = 5,96 м3.;

Gg II = Vg× Kрз ×gII ×gf = 5,96×0,95×18,7×1 = 105,88 кН.

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

Ntot II = 1583,7+142,5+105,88 = 1832,08 кН.;

Mtot II = 585,1 + 58,3 × 1,8 = 690,0 кН×м.;

Qtot II = Qcol II = 58,3кН.

Расчетное сопротивление грунта

Уточняем расчетное сопротивление R песка подушки для принятых размеров фундамента (b = 2,4 м.; l = 2,7 м.; d = 1,80 м.):

R = 500×(1 + 0,125 × (2,4 – 1)/1)×(1,8 + 2)/(2×2) = 558,13 кПа.

Давление на подушку под подошвой фундамента.

Определяем среднее PII mt, максимальное PII max и минимальное PII min давления на распределительную песчаную подушку фундамента:

PII max=Ntot II /(l×b)+Mtot II /(l2 ×b)= 1832,08 /(2,7×2,4)+ 690 ×6/(2,72×2,4)=

=519,4 кПа.,

PII min=Ntot II /(l×b) – Mtot II /(l2 ×b)= 1832,08 /(2,7×2,4) – 690 ×6/(2,72×2,4)=

=46,1 кПа.,

PII max = 519,4 кПа. < 1,2×R = 1,2×558,13 = 669,76 кПа.,

PII min = 46,1 кПа. > 0,

PII mt = 1832,08 /(2,7×2,4) = 282,73 кПа. < R = 558,13 кПа.

Все требования по ограничению давлений выполнены.

Определение толщины распределительной подушки

Назначаем в первом приближении толщину песчаной подушки hп = 0,9 м. Проверяем выполнение условия szp + szg £ Rz, для этого определяем при z = hп = 0,9 м.:

а) szg = gII×dw + gsb II×(d – dw) + gsb н × z = 18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) +

+ 10,7 × 0,9 = 32,95 кПа.;

б) szp = a×(PII mt – szg, 0) = 0,836 ×(282,73 – 23,32) = 216,87 кПа.,

где szg, 0 = gII × dw + gsb II × (d – dw)=18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) = 23,32 кПа.;

a = 0,836 для и .

Коэффициент a определен интерполяцией из табл. 1 прил. 2 к СНиП 2.02.0–83*.

в) Az = Ntot II /szp = 1832,08 /216,87 = 8,45 м2.;

м.; bz = (8,45+0,152)0,5 – 0,15=2,73 м.

Rz=(1,1×1/1)×(0,51×1×2,73×9,3+3,06 (0,7×18,7+1,1×9,3+0,9×10,7)+

+5,66×21)=255,83 кПа.

szg + szp = 32,95 + 216,87 = 249,82 кПа. < Rz = 255,83 кПа.

Условие проверки выполняется.

Расчет осадки методом послойного суммирования

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента М-5.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*:

szg, 0 = gII × dw + gsb II × (d – dw)=18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) = 23,32 кПа.

Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:

szp 0 = P0 = PII mt – szg,0 = 282,73 – 23,32 = 259,41 кПа.

Соотношение сторон подошвы фундамента: .

Значения коэффициента a устанавливаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*.

Для удобства пользования указанной таблицей из условия: принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 × b = 0,2 × 2,4 = 0,48 м.

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу.