Расчет осадки фундамента мелкого заложения

Целью расчета является ограничение абсолютных или относительных перемещений (осадок) фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность. Расчетная деформация грунтового основания от полезной нагрузки не должна превышать предельно-допустимой S ≤ S_u.

Выполняем данный расчет методом послойного суммирования. Этот метод является на данный момент самым «удобным». Суть и сам расчет подробно изложен в Приложении 2 СНиП 2.02.01-83*.

Осадку фундамента методом послойного суммирования определяют как сумму осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи:

где β=0,8 – б/р коэффициент;

h_i – толщина элементарного слоя, принимаемая не более 0,4b;

E_i – модули деформации i-х слов грунта;

σ_zp,i – напряжения на подошве элементарных i-х слов грунта;

Среднее фактическое давление под фундаментом от действия вертикальных нагрузок, включая вес фундамента и грунта на его уступах P=747,92 кПа.

Строим эпюру вертикального бытового давления грунта σ_zg.

Бытовое давление грунта на планировочной отметке:

=1*18,9=18,9 кПа

=18,9+1,7*18,9=51,03 кПа

=51,03+0,2*20,0=55,03 кПа

=55,03+2*20,0=95,03кПа

=95,03+2*10=115,03кПа

=115,03+4,1*20=197,03кПа

Ординаты откладываем влево от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента.

Строим эпюру 0,2·σ_zg.

=0,2*18,9=3,78 кПа

=0,2*51,03=10,21 кПа

=0,2*55,03=11,01 кПа

=0,2*95,03=19,01 кПа

=0,2*115,03=23,01 кПа

=0,2*197,03=39,41 кПа

Ординаты откладываем вправо от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента.

Строим эпюру вертикальных напряжений от действия нагрузки на подошве фундамента σ_zp.

Напряжение в основании под подошвой фундамента:

Р₀=Р– = 747,92–18,9=729,02 кПа.

Определяем ординаты эпюры дополнительного давления по формуле:

σ _zp,i=α_i·P₀

где α –коэффициент, учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления

b=1,9 м – ширина подошвы фундамента;

z_i – расстояние по вертикали от подошвы фундамента до середины i-го элементарного слоя грунта. Откладываем ординаты давлений вправо от оси.

Точка пересечения эпюр σ_zp и 0,2·σ_zg является границей сжимаемой толщи грунта, ниже которой считаем, что осадки грунтов не происходят. Расстояние от подошвы фундамента до границы сжимаемой толщи Н=4,85 м (определенное графически).

Определяем величины осадок отдельных i-х слов грунта до границы сжимаемой толщи по формуле, изложенной выше. Все результаты вычислений сводим в таблицу.

Таблица 1. Расчет осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования.

№	z, м	2z/b	α	σzq*0,2, кПа	номер слоя	h,м	Bi	E,мПа	σzр, кПа	S,м
				3,78		0,35	0,74	16,6	729,02	0,0102
	0,35	0,37	0.963	6,48		0,35	0,74	16,6	636,05	0,0092
	0,70	0,74	0.840	9,18		0,30	0,74	16,6	549,14	0,00672
	1,0	1,05	0.703	11,89		0,38	0,74	16,6	455,69	0,00671
	1,38	1,45	0.526	14,58		0,38	0,74		337,07	0,00428
	1,76	1,85	0.333	17,23		0,38	0,74		210,97	0,00325
	2,14	2,25	0.328	19,91		0,38	0,74		205,43	0,00276
	2,52	2,65	0.240	22,63		0,38	0,74		148,58	0,00202
	2,90	3,05	0.180	25,38		0,30	0,74		110,13	0,00127
	3,20	3,37	0.160	28,07		0,38	0,74		96,67	0,00100
	3,20	3,37	0.160	30,75		0,38	0,40		93,47	0,00047
	3,58	2.8	0.130	33,46		0,38	0,40		75,01	0,00038
	3,96	3.08	0.107	36,14		0,38	0,40		60,96	0,00032
	4,34	4,57	0.093	37,80		0,38	0,40		52,31	0,00027
	4,72	4,97	0.080	38,54		0,38	0,40		44,42	0,00023
	5,10	5,37	0.069	39,41					37,81
										Sсум=0,04914

Суммарная расчетная осадка слоев грунта под подошвой фундамента до границы сжимаемой толщи составляет S=4,91см, что меньше максимально-допустимой S_u=8 см. Требуемое неравенство S ≤ S_u выполняется.