Расчет фундаментов на лессах. лёсс ку. Особен пр на лесс просад гру

• Название: Особен пр на лесс просад гру
• Анкор: Расчет фундаментов на лессах
• Дата: 12.11.2022
• Размер: 224.17 Kb.
• Имя файла: лёсс ку .docx
• Тип: Документы; #783652

Каф: ИГОФ

Тема: "Особен пр на лесс просад гру"


Новосибирск 2001

1. Содержание

1.Содержание 2

2.Исходные данные 3

3.Анализ инженерно геологических условий 4

3.1. Вычисление характеристик природного состояния грунтов 4

3.1.1. Базовые характеристики 4

3.1.2. Расчетные характеристики 4

3.2. Классификация грунтов 5

3.2.1. Для первого слоя: 5

3.2.2. Для второго слоя: 5

4.Расчет просадки фундамента мелкого заложения 6

4.1. Определение начального просадочного давления 6

4.2. Определение типа грунтовых условий по просадочности с использованием результатов лабораторных испытаний грунтов 6

4.3. Расчет просадки фундаментов с использованием начального просадочного давления 9

5.Расчет свайного фундамента 12

5.1. Назначение типа и параметров свай 12

5.2. Определение несущей способности сваи 12

5.3. Определение сил негативного трения 13

5.4. Определение расчетной нагрузки на сваю 14

5.5. Определяем требуемое количество свай 14

5.6. Проверка 15

5.7. Расчет осадки 15

6.Список литературы 18

2. Исходные данные

Таблица 1

№	Характеристика	Ед. Изм.	Кол-во
1	Номер варианта	-	16
2	Меньшая сторона (b)	м	1,8
3	Большая сторона (l)	м	лент.
4	Глубина заложения (d)	м	1,8
5	Среднее давление под подошвой Рср	кг/см2 (кПа)	1,75 (175)
6	Вид грунта	-	Суглинок
7	Удельный вес грунта при полном водонасыщении	г/см3	1,69
8	Уровень грунтовых вод	м	10
9	Характер замачивания	-	Сверху

Таблица 2

№	Характеристика	Ед. Изм.	Песок	Суглинок
1	Удельный вес грунта γ	кН/м2	18	15,4
2	Удельный вес твердых частиц γs	кН/м2	26,4	27,2
3	Модуль упругости Е	МПа	28	19
4	е	д.ед.	0,6	0,98
5	φI	град.	32	24
6	cI	кПа	-	13
7	Естественная влажность W	д.ед.	0.23	0.124
8	Влажность на границе пластичности Wp	д.ед.	-	0,219

Данные лабораторных испытаний грунтов на просадочность

Таблица 3

Наименование грунта	Глубина отбора образца грунта (м)	Относительная просадочность при давлении кг/см2 (кПа)
50	100	150	200	250	300
Суглинок	1	0.0015	0.02	0.03	0.08	0.08	0.06
	3	0.011	0.014	0.07	0.08	0.09	0.05
	5	0.02	0.09	0.014	0.09	0.011	0.07
	7	0.015	0.02	0.035	0.04	0.04	0.03
	9	0.008	0.009	0.0082	0.001	0.0085	0.0094

3. Анализ инженерно геологических условий

3.1. Вычисление характеристик природного состояния грунтов

3.1.1. Базовые характеристики

₁–плотность первого грунта – суглинка;

₂–плотность второго грунта – песок;

;

;

;

;

Природная влажность суглинка: W₁=0.124д.е.;

Природная влажность песка: W₂=0,23д.е.;

Влажность на границе раскатывания: W_p=0.219 д.е.;

Влажность на границе текучести: W_L=0.29 д.е.

3.1.2. Расчетные характеристики

Плотность сухого грунта:

;

.

Пористость грунта:

;

.

Объем твердых частиц:

;



Влажность полного водонасыщения:





Степень влажности:

3.2. Классификация грунтов

3.2.1. Для первого слоя:

Число пластичности:

по числу пластичности данный грунт относится к суглинкам;

Показатель текучести:

по показателю текучести суглинок – твердый;

По сжимаемости:

Е=19Мпа – средне сжимаемый грунт.

3.2.2. Для второго слоя:

По плотности сложения данный песчаный грунт (е=0,6) является мелким средней плотности;

По степени влажности (S_r=1) грунт является –насыщенным водой.

4. Расчет просадки фундамента мелкого заложения

4.1. Определение начального просадочного давления

Начальное просадочное давление P_sl - это минимальное давление от нагрузки фундамента или собственного веса грунта, при котором проявляются просадочные свойства грунта в

условиях его полного водонасыщения. За начальное просадочное давление полученное при лабораторных испытаниях грунтов принимается давление, при котором относительная просадочность _sl =0.01

Порядок определения начального просадочного давления следующий:

а) по данным компрессионных испытаний грунтов (табл. 2) строится график зависимости относительной просадочности от внешнего давления для каждого горизонта с места отбора образцов;

По горизонтальной оси откладываются значения вертикальных давлений _z (от 0 до 0.3 кПа с интервалом 0.05 кПа), по вертикальной оси соответствующие значения относительной просадочности _sl (рис. 1),

6) пользуясь полученным графиком, определяют начальное просадочное давление P_sl. С этой целью через точку, соответствующую значению 0.01 на оси _sl проводится горизонтальная линия. Места пересечения этой линии с кривыми графика относительной просадочности определяют соответствующие значения на каждой глубине отбора образцов (рис. 1),


9

7

1

3

5

в ) слоится график изменения начального просадочного давления P_sl на каждой глубине отбора образцов (рис 2)

Рис.1 Зависимость относительной просадочности от давления

Рис.2 Изменение начального просадочного давления по глубине

4.2. Определение типа грунтовых условий по просадочности с использованием результатов лабораторных испытаний грунтов

Грунтовые условия площадки в зависимости от возможности проявления просадок грунта от собственного веса подразделяют на два типа:

I тип- грунтовые условия, в которых возможна просадка грунтов в основном от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса S_sll,g отсутствует или не превышает 5 см;

II тип- грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки, возможна их просадка от собственного веса и величина ее превышает 5 см.

Порядок определения типа грунтовых условий по просадочности по величине возможной просадки от собственного веса с использованием данных лабораторных испытаний следующий:

а) устанавливается толщина слоя просадочных грунтов H_sl в пределах которой возможна просадка. Нижняя граница просадочной толщи принимается на глубине, где относительная просадочность

_sl<0.01;

б) просадочная толща грунта разбивается на отдельные слои высотой h; не более 2 м. Желательно, чтобы середины слоев совпадали с горизонтами места отбора образцов грунта;

в) в точках, соответствующих серединам каждого "i" слоя вычисляются значения природных давлений по формуле:

_zgi=_II•z_i,

где _II– удельный вес грунта при полном водонасыщении;

z_i– расстояние от поверхности природного рельефа до середины "i" слоя;

г) по полученным значениям природных давлений в "i" точках определяются значения относительной просадочности _sl на глубинах z_i. Вычисление относительной просадочности производится по графикам п.1^б при _zg=_zgi в форме следующей таблицы:

Таблица 4

№ точки	Расстояние от природного рельефа до середины слоя z (м)	Природное давление zgi (кПа)	Относительная просадочность sl
1	3,4	57,46	0,015
2	5	84,5	0,068
3	7	118,3	0,025
4	8	135,2	0,021

д ) в пределах каждого слоя определяются возможные просадки от собственного веса грунта S_sl по формуле 13 приложение 2 [1].



где _sl,i– относительная просадочность i-го слоя грунта, определяемая в соответствии с указаниями п.13 [1] (слои просадочной толщи, в пределах которых _sl,I<=0.01, исключаются из расчета);

h_i– толщина i-го слоя;

k_sl,I– коэффициент определяемый в соответствии с п. 14 [1] (следует иметь в виду, что при определении просадки от собственного веса грунта, коэффициент k_sl,iпринимается равным единице);

n– число слоев на которое разбита зона просадки h_sl, принимается в соответствии с п. 16



е) по найденной величине просадки устанавливается тип грунтовых условий по просадочности п. 3.6 [1].

Грунтовые условия площадок, сложен­ных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса подразделяются на два типа:

I тип — грунтовые условия, в которых воз­можна в основном просадка грунтов от внеш­ней нагрузки, а просадка грунтов от собствен­ного веса отсутствует или не превышает 5 см;

II тип — грунтовые условия, в которых по­мимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственного веса и размер ее превышает 5 см.

S_sl>5см  грунт относится ко второму типу просадочности.

4.3. Расчет просадки фундаментов с использованием начального просадочного давления

Определение просадки фундамента производится в следующей последовательности;

а) просадочную толщу грунта под подошвой фундамента разбивают на отдельные слои h_i так, чтобы горизонты определения _sl соответствовали серединам этих слоев.

При этом толщина каждого слоя должна быть не более 2 м, изменение суммарного напряжения в пределах каждого слоя не должно превышать 2.00 кг/см² (200 кПа), а количество слоев должно быть не менее двух;

б) на кровле каждого выделенного слоя определяют значение природного и дополнительного давлений. Распределение дополнительного давления от нагрузки фундамента в толще просадочного грунта принимается по теории линейно-деформируемого полупространства в соответствии с указаниями п.2 приложения 2 [1];

в) в этих же точках определяют суммарные давления от нагрузки фундамента и собственного веса грунта.

Вычисление значений вертикальных давлений по глубине удобно производить в форме таблицы:

Таблица 5

№	zi			zp,i= (Pср-zg,0)	zg,i	zi=zg,p+zg	i	sl
1	0	0	1	144,58	30,42	175
							167,98	0,065
2	1	1,1	0,786	113,64	47,32	160,96
							148,33	0,058
3	2,2	2,44	0,471	68,1	67,6	135,7
							137,71	0,033
4	4,2	4,67	0,265	38,31	101,4	139,71
							150,69	0,035
5	6,2	6,89	0,183	26,46	135,2	161,66
							168,3	0,013
6	7,2	8	0,158	22,84	152,1	174,94

_zg,0 - природное давление на уровне подошвы фундамента, (при вычислении _zg,0 принимать z=d_n; где

d_n - глубина заложения подошвы фундамента от поверхности природного рельефа.

Вычисление природных и дополнительных давлений следует производить в пределах всей просадочной толщи. Среднее давление _i в середине каждого "i" слоя от дополнительного давления и собственного веса грунта определяется выражением



г) по найденным значениям дополнительных и природных давлений строят расчетную схему распределения суммарных давлений по глубине и расчетную схему изменения начального просадочного давления P_sl по данным, полученным в п.2;



д) определяют толщу просадки h_si (рис. 4, приложение 2 [I]). Толща просадки принимается равной сумме расчетных слоев, в которых среднее давление от дополнительных нагрузок и собственного веса грунта превышает начальное просадочное давление, т.е. _i>P_sl,

е) по фактическим средним значениям напряжений _i, и графикам, полученным по п. 1, определяют относительную просадочность в середине каждого слоя в пределах толщи просадки h_sl;

ж) определяют просадку основания фундамента по формуле (13) [1].


где _sl,i–относительная просадочность i-го слоя грунта;

h_i–высота i-го слоя;

k_sl,i–коэффициент определяемый в соответствии с указаниями п.14;

n–число слоев, на которое разбита зона просадки h_sl.

При h_i=h_sl,p



где р–среднее давление под подошвой фундамента, кПа (кгс/м²);

р_sl,i–начальное просадочное давление грунта i-го слоя, кПа (кгс/м²);

р₀–давление, равное 100кПа.

При h_i=h_sl,g т.е. при определении просадки от собственного веса грунта k_sl=1.

5. Расчет свайного фундамента

5.1. Назначение типа и параметров свай

Назначаем призменные сваи квадратного сечения, заводского изготовления 300х300

5.2. Определение несущей способности сваи

В грунтовых условиях второго типа происходит снижение несущей способности сваи как от замачивания грунта так и от действия по боковой поверхности сваи сил негативного трения Р_м.в



где γ_с–коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γ_с=1;

R–расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м²) принимаемый по таб.1 [2];

А–площадь опирания на грунт сваи, м²,принимается по площади поперечного сечения сваи брутто;

u–наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i–расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковую поверхность сваи, кПа (тс/м²), принимаемый по таблице 2 [2];

h_i–толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

γ_сR, γ_cf–коэффициенты условий работы грунта, соприкасающегося под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по таблице 3 [2].

Согласно пункту 8.6.а. [2] показатель текучести равен:



где e­–коэффициент пористости грунта природной плотности;

γ_w–удельный вес воды; γ_w=10кН/м³ (1тс/м³);

γ_s–удельный вес твердых частиц кН/м³ (1тс/м³);

W_P, W_L–влажность на границе раскатывания и на границе текучести в долях еденицы;



Из таблицы 2 [2] следует, что f_i=0, следовательно:

5.3. Определение сил негативного трения

Сила негативного трения определяется согласно п.8.11. [2] ф.33



где u–периметр, м, участка ствола сваи;

h_sl–расчетная глубина, м, до которой производится суммирование сил бокового трения проседающих слоев грунта, принимаемая равной глубине, где значение просадки грунта от действия собственного веса равно 0,05м; значение просадки грунта определяется согласно [1];

τ_i–расчетное сопротивление, кПа (тс/м²), определяемое до глубины h=6м по формуле



где ζ–коэффициент бокового давления, принимаемый равным 0,7;

φ₁, с₁–расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления, осредненные по глубине h_sl и определяемые в соответствии с ГОСТ 12248-78 по методу консолидированного дренированного среза;

σ_zg–вертикальное напряжение от собственного веса водонасыщенного грунта, кПа (тс/м²);

h_i–толщина, м, i-го слоя просадочного грунта, оседающего при замачивание и соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.

5.4. Определение расчетной нагрузки на сваю

Сваи по несущей способности грунтов основания в грунтовых условиях II типа следует рассчитывать исходя из условия:



где N–расчетная нагрузка, кН (тс), на одну сваю, определяемая при проектировании свайных фундаментов зданий и сооружений;

F_d–несущая способность, кН (тс), определяемая в соответствии с п. 8.12 [2];

_к–коэффициент надежности, принимаемый пр указаниям п. 3.10 [2]$

_c –коэффициент условий работы, значение которого зависит от возможного значения просадки грунта s_sl: при s_sl=5см _с=0, при s_sl2s_su _c=0,8, для промежуточных значений s_sl _с определяется интерполяцией;

Р_n–отрицательная сила трения, определяемая в соответствии с п. 8.11. [2].

5.5. Определяем требуемое количество свай

где k–коэффициент принимаемый равным 1,2;

Р–расчетная нагрузка;

N_I–фактическая нагрузка на сваю.



где _f–коэффициент по нагрузке 1,15;





3сваи

5.6. Проверка

5.7. Расчет осадки

u=2.4+2.4+1+1=6.8м









_c1=1.4; _с2=1.2; _II=18кН/м³; ’_II=17.45кН/м³; b=3.55м; k=1.1; k_z=1; M_=0.98; M_q=4.93; d₁=10.5м



P_у.ф.у.ф.

Принимаем h=1.4м ,что меньше 0.4b_у.ф.
Таблица 6

№	z, м.	=2z/b		zg	zp=(р-zg,0)	0,2zg	zр,ср	Е, Мпа
1	0	0	1	152,1	30,6	30,42	28,78	28
2	1,4	0,79	0,881	177,2	26,96	35,44

Осадку считаем по приложению 1 ф.1 [1].



где –безмерный коэффициент, равный 0.8;

_zp,I–среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границе слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h­_i и Е_i–соответственно толщина и модуль деформации итого слоя грунта;

n–число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

6. Список литературы

1. 
   СниП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».
   
2. 
   СниП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
   
3. 
   Справочник проектировщика «Основания, фундаменты и подземные сооружения».