Промышленного здания

• Название: Промышленного здания
• Дата: 15.05.2023
• Размер: 7.5 Mb.
• Имя файла: MU_OiF_po_SP_primer_Adigamov_R_Sh_-_2017 (1).docx
• Тип: Учебное пособие; #1133296
• страница: 4 из 5

3-й слой суглинок полутвердый является водоупорным (т.к. к_ф=3·10^-9 см/сек, что меньше 1,2·10^-8 см/сек), тогда

_zg3= +_∙h_2=80,52+ 10 ∙ 1 = 90,52кПа,

0,2∙_zg3 =0,2∙90,52 = 18,1кПа;

Полученный скачок 10 кПа откладывается на эпюре природного давления на кровлю водоупорного слоя (точка 3).

На контакте 3 и 4 слоев (мощность 2,7 м)

_zg4=_zg3+_II3 ∙ h₄=90,52+ 2,7 ∙ 20,2 = 145,1кПа,

0,2∙_zg =0,2∙145,1 = 29кПа;

на уровне подошвы условного фундамента (мощность 1,7 м)

_zg5=_zg4+_IIsb4 ∙ h₅=145,1+ 1,7 ∙ 10 = 162,1кПа,

0,2∙_zg5 =0,2∙162,1 = 32,4кПа;



на контакте 4 и 5 слоев (мощность 1,5 м)

=_zg5+h₆∙_IIsb4 =162,1+ 1,5∙10 = 177,1кПа,

0,2∙_zg6 =0,2∙162,1 = 35,4кПа;

пятый слои суглинок тугопластичный является водоупорным (т.к. к_ф=3·10^-10 см/сек, что меньше 1,2·10^-8 см/сек), поэтому добавляется гидростатическое давление столба воды, тогда

_zg6= +h_∙_2=177,1+ 3,2 ∙ 10 = 209,1кПа,

0,2∙_zg6 =0,2∙209,1 = 41,8кПа;

полученный скачок в 32 кПа откладывается на кровле второго водоупорного слоя (точка 6);

на подошве 5 слоя (мощность 4,35 м)

_zg7=_zg6+h₇∙_II5 =209,1+ 4,35 ∙ 21,4 = 302,2кПа,

0,2∙_zg7 =0,2∙302,2 = 60б44кПа.

Полученные значения ординат эпюры природного давления и вспомогательной эпюры наносятся на графическую схему (рис. 13).
9.1.2. Построение эпюры осадочных давлений.

Осадочным называется вертикальное нормальное напряжение от внешней нагрузки вызывающее уплотнение грунта. Величина осадочного давления непосредственно под подошвой фундамента определяется как



где р - среднее давление под подошвой фундамента (или под подошвой условного фундамента), кПа;

_zg - природное давление в уровне подошвы фундамента на естественном основании или в плоскости нижних концов свай для свайного фундамента, кПа.

При построении эпюры осадочных давлений толща грунта ниже подошвы фундамента (или плоскости нижних концов свай) разбивается на элементарные слои толщиной 0,4b, где b - ширина подошвы фундамента (или условного фундамента). При этом высота элементарного слоя должна быть не более 2 м, а модуль деформации - постоянной величиной.

Ординаты эпюр осадочного давления на глубине z_iниже подошвы фундамента (подошвы условного фундамента) определяются как

,

где - коэффициент рассеивания, определяемый по табл. 5.8 /6/.

Далее в учебных целях расчет выполняется для свайного фундамента по СНиП 2.02.01-83⃰

;

0,4∙b= 0,4∙b_усл=0,4∙2,2=0,88 м  0,9 м.

Каждый слой грунта ниже подошвы условного фундамента разбивается на слои толщиной 0,9 м (рис. 13).

Вычисление ординат эпюры осадочных давлений производится в табличной форме (табл. 7).

Величина коэффициента определяется двойной интерполяцией в зависимости от

и .

Таблица 7

Ординаты эпюры осадочных давлений

zi, м		
0 0,9 1,5 2,4 3,3 4,2 5,1 6,0	0 0,82 1,36 2,18 3,0 3,82 4,64 5,46	1 0,862 0,673 0,438 0,292 0,208 0,185 0,113	239,7 206,6 161,3 105 71 50 44,3 27

Эпюра осадочных давлений, построенная по данным табл. 7, приводится на рис. 13.



9.1.3. Определение нижней границы сжимаемой толщи.

Толща грунта, практически влияющая на осадку фундамента, называется сжимаемой. Сжимаемая толща ограничена сверху горизонтальной плоскостью, проходящей через подошву фундамента (условного фундамента), а снизу - горизонтальной плоскостью, на уровне которой осадочное давление в пять раз меньше природного, т.е. . Величиной сжатия грунта ниже этого уровня обычно пренебрегают вследствие незначительности.

Мощность сжимаемой толщи легко определяется с помощью графического построения, которое заключается в наложении эпюры природных давлений _zg, вычерченной справа от оси с пятикратным уменьшением, на эпюру осадочных давлений _zp. Точка пересечения этих эпюр будет соответствовать нижней границе сжимаемой толщи. В примере на рис. 13 нижняя граница сжимаемости толщи (НГСТ) располагается на глубине 4,2 м от подошвы условного фундамента.
9.2. Определение деформационных характеристик грунтов,

входящих в сжимаемую толщу.

Деформационные характеристики каждого слоя грунта в составе сжимаемой толщи (E₀, m_v) определяются по данным, приведенным в задании на курсовой проект, путем построения соответственно компрессионной кривой или графика зависимости осадки штампа от давления на него.

В соответствии с /7/, «...значения модулей деформации по компрессионным испытаниям получаются для всех грунтов (за исключением сильносжимаемых) заниженными, поэтому они могут использоваться для сравнительной оценки сжимаемости грунтов площадки или для оценки неоднородности по сжимаемости. При расчетах осадки эти данные следует корректировать на основе сопоставительных испытаний того же грунта в полевых


а) песок средней крупности.

р₁=169,6 кПа, е₁=0,649, р₂=379,6 кПа, е₂=0,639, е₀=0,658


б) суглинок тугопластичный



р₁=238 кПа, е₁=0,544, р₂=328 кПа, е₂=0,542, е₀=0,55

Рис.14. Обработка результатов компрессионных испытаний образцов грунта

условиях штампом. Для четвертичных супесей, суглинков и глин можно принимать корректирующие коэффициенты m (табл. 1.16), при этом значения E_OEdнеобходимо определять в интервале давлений 100 - 200 кПа».

Таблица 8

Коэффициенты m для аллювиальных, делювиальных,

озерных и озерно-аллювиальных четвертичных грунтов

при показателе текучести I_L < 0,75

Грунт	Значение m при коэффициенте пористости е
	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супесь Суглинок Глина	4,0 5,0 -	4,0 5,0 -	3,5 4,5 6,0	3,0 4,0 6,0	2,0 3,0 5,5	- 2,5 5,0	- 2,0 4,5

Для песка средней крупности (скважина № 2 глубина 9,0 м) по имеющимся данным строится компрессионная кривая e=f(p) и определяются соответственно природное p₁и полное р₂(сумма природного и осадочного) давления в его средней части (рис.13). Тогда p₁=169,6 кПа, р₂= 169,6 + 210 = 379,6 кПа. Значения p₁и р₂наносятся на ось давлений диаграммы рис.13,а и по графику определяются соответствующие значения коэффициентов пористости e₁ = 0,649, е₂ = 0,639.

Тогда коэффициент сжимаемости

,

коэффициент относительной сжимаемости

,

модуль деформации грунта

,

здесь е₀ - коэффициент пористости грунта при давлении, равном 0, по заменяющей прямой е₀ = 0,658;

β- корректирующий коэффициент, β=0,80.

Для суглинка тугопластичного (скважина № 2 глубина 12,0 м) компрессионная кривая построена по соответствующим данным задания на рис. 14,б. В средней части слоя суглинка, мощностью 2,7 м (рис.13) р₁=238кПа, р₂=328кПа, по компрессионной кривой e₁ = 0,544, е₂= 0,542, е₀ = 0,55.

Тогда






По таблице 8 для суглинка тугопластичного приI_L=0,27 и e=0,56 коэффициент m не определяется, т.к. интервал давлений 238-328 кПа не соответствует рекомендованному 100-200 кПа.

Определение деформационных характеристик грунтов в составе сжимающей толщи, подвергнутых штамповым испытаниям, производится следующим образом. Строится график зависимости осадки штампа S от действия приложенного к нему давления р. Вычисляется природное p₁и полное р₂давления в середине слоя грунта. Величины p₁и р₂откладываются на оси давлений графика и по построенной кривой находятся соответствующие значения осадок S₁и S₂. Далее, определяется модуль общей деформации грунта в интервале давлений от p₁, до р₂по формуле Шлейхера, как

,

где р= р₂ – p₁, кН;

S = S₂– S₁, м;

b - ширина прямоугольного или диаметр круглого штампа, м, определяется по заданию;

v - коэффициент Пуассона, для песков и супесей - v = 0,30, суглинков и глин - v= 0,35, глин - v = 0,42;

 - коэффициент формы подошвы и жесткости штампа,  = 0,8 для круглого штампа,  = 0,88 - квадратного,  =1,22 - прямоугольного. Коэффициент относительной сжимаемости определяется как

.
9.3. Расчет осадки фундамента.

Полная осадка фундамента определяется как сумма осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи, т.е.

,

где S_i,- - осадка каждого элементарного слоя грунта м, определяемая как

,

где - среднее давление в середине рассматриваемого элементарного слоя, кПа;

h_i - толщина элементарного слоя, м;

β - безразмерный коэффициент, β = 0,8;

Е₀ - модуль деформации грунта, кПа.

Тогда











Полная осадка фундамента определяется как

.

По прил. Д СНиП 2.02.01-83⃰ для проектируемого здания S_u^max =15 см.1,3 см < 15 см,что удовлетворяет условиям расчета по второй группе предельных состояний.

Если условие не выполняется, необходимо перепроектировать фундамент (изменить количество свай, длину свай и т.п.) и добиться выполнения условия.

Если величина полной осадки фундамента S_mах составляет менее 40% от предельно допустимого значения абсолютной осадки, S_{max u}, то допускается увеличение расчетного давления на основание R, определенного по формуле 7/6/, на 20% и исходя из этого уменьшение размеров фундамента. Это в большей степени относится к отдельно стоящим фундаментам. При этом величина полной осадки, подсчитанная для фундамента с другими размерами подошвы, не должна превышать 50% от S_maxu. В курсовом проекте перерасчет не выполняется.

9.4. Расчет осадки свайного фундамента
Расчет осадки свайного фундамента выполняется с использованием расчетной схемы, основанной на модели грунта как линейно-деформированной среды.

При этом вначале определяется осадка одиночной с учетом модуля сдвига по п. 7.4.2 [5] а для определения осадки малой группы (n≤25) свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Расчет осадки i-й сваи в группе из n свай при известном распределении нагрузок между сваями производится по формуле 7.40 [5]



где S (N) — осадка одиночной сваи; 
δij — коэффициенты, рассчитываемые в зависимости от расстояния между i-й и j-й сваями; 
Nj — нагрузка на j-ю сваю.
Осадка одиночной сваи без уширения пяты определяется по формуле 7.32 [5] как



где N - вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, N = 0,967 МН;
 - коэффициент, определяемый по формуле 7.33 [5]: