Наименование грунта.
Характеристики
Суглинок лессовидный
Супесь лессовая
Суглинок лессовидный
1
2
3
4
Мощность слоя, h(м)
3,2
4,2
4,3
γs, кН/м3
26,9
26,9
26,7
γ, кН/м3
17,9
17,1
17,9
W
0,19
0,18
0,17
E/Esat, МПа
8/3,5
7,7/3,5
8/2,4
Psl, кПа
120
80
70
εsl при σzg, кПа
50
0,006
0,005
0,007
150
0,022
0,024
0,023
250
0,031
0,032
0,030
φ, град
20
20
18
с, кПа
20
20
19
Определение типа грунтовых условий по просадочности:
γdi = γdi / 1+wi , кН/м3
γd1=17,9/(1+0,19) = 15.04 кН/м3;
γd2 = 17,1/(1+0,18) = 14.49 кН/м3;
γd3 = 17,9/(1+0,17) = 15.3 кН/м3;
n = 1-γd / γs
n1 = 1- 15,04/26,9 = 0,44;
n2 = 1- 14,49/26,9 = 0,46;
n3 = 1- 15,3/26,7 = 0,427;
1. Определение удельного веса грунтов в водонасыщенном состоянии:
γsat i = γdi + Sr × n × γw , кН/м3
где γw =10 кН/м3;
Sr = 0,8 – для суглинок;
Sr = 0,85 – для супеси;
γsat 1 =15,04+0,8×0,44×10=18,56 кН/м3;
γsat 2 =14,49+0,85×0,46×10=18,4 кН/м3;
γsat 3 =15,3+0,8×0,427×10=18,716 кН/м3;
2. Определяем ординаты эпюры напряжений от собственного веса грунта на отметке подошвы каждого слоя:
σzg i = ∑ γsat i× h i , кПа
σzg i =18,56×3,2=59,392 кПа;
σzg i =59,392+18,4×4,2=136,672 кПа;
σzg i =136,672+18,716×4,3=217,151 кПа;
3. Строим эпюру напряжений σzg
4. На схеме строим эпюры начального просадочного давления Psl
Грунт считается просадочным от собственного веса в пределах участка толщиной hsl i, где выполняется условие: Psl 5. В пределах каждого просадочного слоя hsl i определяется среднее напряжение σz sl i :
σz sl 2=(80+136.672)/2=98.03 кПа;
σz sl 3=(136.672+217.151)/2=176.91 кПа;
6. Строим графики зависимости εsl = f (σzg)
По графику определяем значение εsl i, соответствующее σz sl i
7. Определяем просадку грунта от собственного веса:
S sl i g =∑ εsl i× hsl i;
S sl 2 g = 0.0136× 3.08=0.042м;
S sl 3 g = 0.0249× 4.3=0.107м; S sl g = 0.149м
Вывод: так как S sl g = 14.9см > 5см, следовательно заданные грунты относятся к II типу по просадочности.
№2
Расчет фундаментов на просадочных грунтах.
b×l=1,8×2,7м; d=1,8м; N=780kN;
1.Определение напряжения от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента:
σzg 0 = γ × d, кПа
σzg 0=17,9×1,8=32,22 кПа
2. Определение среднего давления под подошвой фундамента:
Р = (N/b×l) + d× γ , кПа
Р =(780/1,8×2,7)+1,8×20=196,5 кПа
3. Определение допустимых напряжений от внешнего давления на отметке подошвы фундамента:
σzр 0 = Р - σzg 0, кПа
σzр 0 =196,5-32,22=164,28 кПа
4.Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои, толщиной h i = 0,4× b
h i=0,4×1,8=0,72м
5. Допустимые напряжения на границе элементарных слоев определяются по формуле:
σzр= α×σzр 0 , где α (η,ξ) по табл.
6. Определяем осадку по методу послойного суммирования:
S= β ∑ (σzр i × hi) / Е i ,
где β=0,8
ξ
z i, см
α
σzр, кПа
σzр i, кПа
h i, см
Е i, кПа
S i, см
0
0
1.000
164.28
152.21
72
3500
2.5
0.8
0.72
0.853
140.13
114.75
72
1.89
1.6
1.44
0.544
89.37
72.37
72
1.19
2.4
2.16
0.337
55.36
45.75
72
0.75
3.2
2.88
0.22
36.14
30.64
72
0.5
4.0
3.6
0.153
25.13
20.54
72
0.34
4.8
4.32
0.097
15.94
15.37
72
0.25
5.6
5.04
0.09
14.79
12.82
72
0.21
6.4
5.76
0.066
10.84
9.69
-
-
-
7.2
6.48
0.052
8.54
7.8
-
-
-
8.0
7.2
0.043
7.06
6.41
-
-
-
8.8
7.92
0.035
5.75
5.34
-
-
-
9.6
8.64
0.03
4.93
4.77
-
-
-
10.4
9.36
0.026
4.6
4.19
-
-
-
11.2
10.08
0.023
3.78
3.45
-
-
-
12.0
10.8
0.019
3.12
7.Определяем осадку фундамента: Sф=∑Si=7.63см
7.1 На схеме строим суммарную эпюру напряжений: σz= σzр+ σzg
7.2 На схеме строим эпюру начального просадочного давления Psl i
7.3 Определяем среднее напряжение σz sl i в каждом проседающем слое:
σz sl 1=(192.68+142.45)/2=167.57 кПа;
σz sl 2=(142.45+148.35)/2=145.4 кПа;
σz sl 3=(148.35+217.0)/2=182.68 кПа;
8. Определяем просадку фундамента:
9. Ssl i р=∑ hsl i×εsl i×к sl i ,
где εsl i f (σz sl i);
εsl 1=0.02358; εsl 2=0.02313; εsl 3=0.02529;
к sl i =0,5+1,5(P- Psl i) / P0; P0=100 кПа;
к sl 1 =0,5+1,5(196.5- 120) / 100=1.648;
к sl 2 =0,5+1,5(196.5- 80) / 100=2.248;
к sl 3 =0,5+1,5(196.5-70) / 100=2.398;
Ssl 1 р=1.4×0.02358×1.648=0.054 м;
Ssl 2 р=4.2×0.02313×2.248=0.218 м; Ssl р=0.533 м;
Ssl 3 р=4.3×0.02529×2.398=0.261 м;
10. Определяем суммарную деформацию основания:
S= Sф +Ssl р ;
S= 7.63+53.3=60.93см > Smax, u =8см;
Вывод: устройство данного вида фундамента при заданных геологических условиях невозможно.
№3
Расчет свайных фундаментов из забивных призматических свай на грунтах II типа по просадочности
1.Определение показателя текучести просадочных грунтов при полном водонасыщении:
IL=/WL- WP; где е = (1+W)-1;
е1 = (1+0.19)-1=0.788;
е2 = (1+0.18)-1=0.856;
е3 = (1+0.17)-1=0.745;
IL 1=/0.26-0.18=0.925;
IL 2=/0.24- 0.18=1.766;
IL 3=/0.28- 0.19=0.9;
В качестве несущего слоя принимаем глину с IL=0;
2.Определяем длину свай:
Lсв=0.5+1.4+4.2+4.3+1.6=12 м;
где 0.5м –длина оголовка сваи;
1.6м –величина заглубления сваи в несущий слой;
Принимаем сваи С12-35
3.Строим график изменения просадки от собственного веса грунта по глубине.
№№ услов. слоя
Zi, м
IL
u,
м
Сопротивление трению по боковой поверхности
Отрицательные силы трения по боковой поверхности, Рn, кН
крупность песка
hi,
м
fi,
кН/м2
u·γcf· fi · hi
φI, град
СI, кПа
tg φI
σzg,i кН/м2
τi, кН/м2
Рn= τi· hi · u, кН
1
2,5
0,925
1,4
1,4
-
-
17,4
13,3
0,3134
39,35
21,93
42,98
2
4,2
1.766
1,4
2,0
-
-
17,4
13,3
70,95
28,87
80,84
3
6,2
1,4
2,0
-
-
112,05
37,88
106,06
4
7,3
1,4
0,2
-
-
135,45
43,02
12,05
5
8,4
0,9
1,4
2,0
-
-
15,7
12,7
0,2811
154,8
43,02
120,46
6
9,545
1,4
0,291
-
-
176,7
43,02
17,53
7
10,691
1,4
2,0
7
19,6
∑ 379,92
8
11,695
1,4
0,009
7
0,09
9
12,5
0
1,4
1,6
7
15,68
-
-
∑ 35,37
4.Определяем расчетную нагрузку на сваю в грунтовых условиях II типа по просадочности с учетом отрицательного трения по формуле:
Nсв=(Fd / γк) - γс ·Рn , кН
где
γс- коэффициент условия работы, зависящий от просадки грунта от собственного веса ; γс=0, если Ssl ≤ 5см;
свайный фундамент грунт просадка
γс=0,8 , если Ssl ≥ 2· Su=16см;
hsl
Рn = u∑τi·hi – отрицательная сила трения;
i=1
τi = 0,7 σzg,i · tg φI + СI – расчетное сопротивление грунта сдвигу, определяемое до глубины hsl=6м; при глубине hsl > 6м τi принимается постоянным и равным значению на глубине 6м.
φI, СI – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, соответственно.
φI = φ/1,15 [град.] ; СI = С/1,5 [кПа] ;
σzg,i– вертикальная нагрузка от собственного веса грунта в середине i-го условного слоя;
Fd = γс(γсr•R•A+ u∑ γсf •fi • hi) , кН
Fd = 1• (1•11400 • 0,123+35,37) = 1437,57 кН
Nсв = (1437,57/1) – 0,72·379,92 = 1164,03 кН