Расчет и проектирование фундамента для 3-хэтажного жилого здания в гУсть-Илимск

;                 ;

;                ;

;                 ;

;                 ;

;                 .

 

Расчет эпюры дополнительных напряжений сводим в таблицу 7.1.

 

 

 

Таблица 7.1 – Распределение напряжений в сечении 1-1

ξ		α
0 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00 2,40 2,80 3,20 3,60 4,00 4,40 4,80 5,20 5,60 6,00 6,40 6,80 7,20 7,60 7,67	0 0,12 0,24 0,36 0,48 0,60 0,72 0,84 0,96 1,08 1,20 1,32 1,44 1,56 1,68 1,80 1,92 2,04 2,16 2,28 2,30	1 0,977 0,881 0,755 0,642 0,550 0,477 0,420 0,374 0,337 0,306 0,280 0,258 0,239 0,223 0,208 0,196 0,184 0,175 0,166 0,165	227,21 221,98 200,17 171,54 145,87 124,96 108,38 95,43 84,98 76,57 69,53 63,62 58,62 54,30 50,67 47,26 44,53 41,81 39,76 37,72 37,49	15,976	6620
8,00 8,40 8,80 9,20 9,60 10,00 10,33	2,40 2,52 2,64 2,76 2,88 3,00 3,10	0,158 0,150 0,143 0,137 0,132 0,126 0,123	37,16 35,28 33,75 32,22 29,88 28,63 27,95	18,924	5580
10,40 10,80 11,20 11,60 12,00 12,40 12,80 13,20 13,60 13,63	3,12 3,24 3,36 3,48 3,60 3,72 3,84 3,96 4,08 4,09	0,122 0,117 0,113 0,109 0,104 0,100 0,097 0,094 0,091 0,0908	27,72 26,58 25,67 24,77 23,63 22,72 22,04 21,36 20,67 20,63	22,368	5580

 

Нижняя граница сжимаемой толщи определяется графически по рисунку 7.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7.1 – Определение НГСТ в сечении 1-1

3. Окончательно величина осадки рассчитывается по формуле (7.8):

4. Сравниваем значение величины осадки с предельным. По приложению 4 [3] предельное значение осадки равно 8 см, что больше полученного значения на 4,6 см, следовательно, площадь фундамента и глубина заложения подобраны верно.

 

7.2 Определение осадки в сечении 2-2

1) Эпюра напряжений от собственного веса аналогична сечению 1–1.

2) Значение дополнительных напряжений на уровне подошвы фундамента будут равны:

 кПа.

Находят дополнительные напряжения σzp и записывают в таблицу 7.2.

Таблица 7.2 – Распределение напряжений в сечении 2-2

ξ		α
1	2	3	4	5	6
0 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00 2,40 2,80 3,20 3,60 4,00 4,40 4,80 1	0 0,16 0,32 0,48 0,64 0,80 0,96 1,12 1,28 1,44 1,60 1,76 1,92 2	1 0,977 0,881 0,755 0,642 0,550 0,477 0,420 0,374 0,337 0,306 0,280 0,258 3	184,06 179,83 162,16 138,96 118,17 101,23 87,80 77,31 68,84 62,03 56,32 51,54 47,49 4	15,976	6620
5,20 5,60 5,75	2,08 2,24 2,30	0,239 0,223 0,218	44,00 41,05 40,13
6,00 6,40 6,80 7,20 7,60 7,75	2,40 2,56 2,72 2,88 3,04 3,10	0,208 0,196 0,184 0,175 0,166 0,163	38,28 36,08 33,87 32,21 30,55 30,00	18,924	5580
8,00 8,40 8,80 9,20 9,60 10,00 10,40 10,80 11,00	3,20 3,36 3,52 3,68 3,84 4,00 4,16 4,32 4,40	0,158 0,150 0,143 0,137 0,132 0,126 0,122 0,117 0,115	29,08 27,61 26,32 25,22 24,30 23,19 22,46 21,54 21,16	22,368	5580

 

Нижняя граница сжимаемой толщи определяется графически по рисунку 7.2.

3. Окончательная величина осадки рассчитывается по формуле (7.8):

4) Сравниваем значение величины осадки с предельным. По приложению 4 [3] предельное значение осадки равно 8 см, что больше полученного значения на 4,9 см, следовательно, площадь фундамента и глубина заложения подобраны, верно.

 

7.3 Определение осадки в сечении 3-3

Расчет для линейно деформируемого слоя производят в следующем порядке:

1. Эпюра напряжений szq от собственного веса грунта.
2. Строим эпюру дополнительных напряжений szр.

Значение дополнительных напряжений на уровне подошвы фундамента:

 кПа.

Расчет эпюры дополнительных напряжений szр сводим в таблицу 7.3.

Таблица 7.3 – Распределение напряжений в сечении 3-3

ξ		α
0 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00 2,40 2,80 3,20 3,60 4,00 4,40 4,80 5,20 5,60 5,75	0 0,16 0,32 0,48 0,64 0,80 0,96 1,12 1,28 1,44 1,60 1,76 1,92 2,08 2,24 2,30	1 0,977 0,881 0,755 0,642 0,550 0,477 0,420 0,374 0,337 0,306 0,280 0,258 0,239 0,223 0,218	185,57 181,30 163,49 140,11 119,14 102,06 88,52 77,94 69,40 62,54 56,78 51,96 47,88 44,35 41,38 40,45	15,98	6620
6,00 6,40 6,80 7,20 7,60 7,75	2,40 2,56 2,72 2,88 3,04 3,10	0,208 0,196 0,184 0,175 0,166 0,163	38,60 36,37 34,14 32,47 30,80 30,25	18,924	5580
8,00 8,40 8,80 9,20 9,60 10,00 10,40 10,80 11,14	3,20 3,36 3,52 3,68 3,84 4,00 4,16 4,32 4,46	0,158 0,150 0,143 0,137 0,132 0,126 0,122 0,117 0,114	29,32 27,84 26,54 25,42 24,50 23,38 22,64 21,71 21,26	22,368	5580

 

Нижняя граница сжимаемой толщи определяется графически по рисунку 7.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7.3 – Определение НГСТ в сечении 3-3

3. Окончательная величина осадки рассчитывается по формуле (7.8):

4) Сравниваем значение величины осадки с предельным. По приложению 4 [3] предельное значение осадки равно 8 см, что больше полученного значения на 4,8 см, следовательно, площадь фундамента и глубина заложения подобраны, верно.

 

4. Расчет затухания осадки во времени для сечении 1-1

 

Расчет для случая «2», когда уплотняющие напряжения уменьшаются пропорционально глубине, то есть эпюра имеет вид прямоугольного треугольника с вершиной внизу. При этом рассматривается только фильтрация отжимаемой воды вверх.

1. Полную стабилизированную осадку определяем по формуле:

, (7.10)

где hэ - мощность эквивалентного слоя, м;

mvm – средний коэффициент относительной сжимаемости грунта, МПа-1.

2. Определяют мощность эквивалентного слоя по формуле:

hэ = Awm∙b, (7.11)

где Awm – коэффициент эквивалентного слоя, зависящий от коэффициента Пуассона, формы подошвы, жесткости фундамента принимаемый по приложению 7.2 [10].

hэ = 2,4×0,6 = 1,44 м;

Н = 2 hэ = 2×1,44 = 2,88 м.

 

 

 

Рисунок 7.1

3. Определяют средний относительный коэффициент сжимаемости по формуле:

,         (7.12)

где hi – толщина i-го слоя грунта, м;

mni – коэффициент относительной сжимаемости i-го слоя, МПа-1;

zi – расстояние от середины i-го слоя до глубины 2hэ, м.

 МПа-1.

4) По формуле (7.10) находят осадку:

.

5) Определяют коэффициент консолидации по формуле:

, (7.13)

где gw – удельный вес воды, кН/м3;

 kфт – средний коэффициент фильтрации, определяемый по формуле:

, (7.14)

где Н – мощность сжимаемой толщи, м;

kфi – коэффициент фильтрации i-го слоя грунта, см/с.

;

;

.

6) Вычисляют время, необходимое для уплотнения грунта до заданной степени по формуле:

,             (7.15)

 год = 16,79 N сут.

Задаются значениями U, N. Расчет осадки St приводят в таблицу 7.4.

Таблица 7.4 – Расчет осадки St в сечении 1-1

U	N	t = 16,79 N, сут	St = S∙U, см
0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0,95	0,005 0,02 0,06 0,13 0,24 0,42 0,69 1,08 1,77 2,54	0,084 0,336 1,007 2,183 4,030 7,052 11,585 18,133 29,718 42,647	0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 1,9

 

5. Расчет затухания осадки во времени для сечении 2-2

1. Определяют мощность эквивалентного слоя по формуле (7.11):

hэ = 2,4×0,8 = 1,92 м;

Н = 2 hэ = 2×1,92 = 3,84 м.

Рисунок 7.2

 

2. Определяют средний относительный коэффициент сжимаемости по формуле (7.12):

 МПа-1.

3) По формуле (7.10) находят осадку:

.

4) Определяют средний коэффициент фильтрации формуле(7.14):

.

5) Определяют коэффициент консолидации по формуле (7.13):

;

.

6) Вычисляют время, необходимое для уплотнения грунта до заданной степени по формуле (7.15):

 год = 32,9 N сут.

Расчет осадки St приводят в таблицу 7.5.

 

 

Таблица 7.5 – Расчет осадки St в сечении 2-2

U	N	t = 32,9 N, сут	St = S∙U, см
0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0,95	0,005 0,02 0,06 0,13 0,24 0,42 0,69 1,08 1,77 2,54	0,165 0,658 1,974 4,277 7,896 13,818 22,701 35,532 58,233 83,566	0,27 0,53 0,80 1,06 1,33 1,60 1,86 2,13 2,40 2,53