Оценка несущей способности грунта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Тверской государственный технический университет

Кафедра «Автомобильные дороги, основания и фундаменты»

Курсовая работа

Тверь 2010

Содержание

1. Исходные данные

2. Уточнение наименования грунтов

2.1 Уточнение наименования песка пылеватого № 1

2.2 Уточнение наименования супеси № 28

2.3 Уточнение наименования суглинка № 51

2.4 Уточнение наименования глины № 68

3. Оценка несущей способности грунта

3.1 Построение эпюры природного давления

3.2 Определение расчетного сопротивления песка пылеватого

3.3 Оценка расчетного сопротивления песка мелкого

3.4 Оценка расчетного сопротивления песка пылеватого

3.5 Оценка расчетного сопротивления суглинка твердого

4. Определение глубины заложения фундамента

4.1 По нормативной глубине промерзания

4.2 Исходя из положения грунтовых вод

4.3 По конструктивным особенностям сооружений

5. Определение размеров подошвы фундамента

5.1 Расчёт осадки методом непосредственного применения теории линейно деформированного полупространства (метод Шлейхера)

5.2 Расчет осадки методом эквивалентного слоя. Расчет осадки по методу Н.А. Цытовича

5.3 Расчёт осадки методом линейно деформированного слоя. Метод К.Е. Егорова

5.4 Расчёт осадки методом послойного суммирования

5.5 Расчёт осадки фундамента методом ограниченной сжимаемой толщи (методом Б.И. Далматова)

5.6 Расчёт осадки фундамента во времени

Список используемой литературы

1. Исходные данные

№ вар.	Район строительства	Наименования (№) грунтов с поверхности вглубь	Мощность слоя, м	Расстояние от поверхности природного рельефа до уровня грунтовых вод , м	Расчетная нагрузка по II группе предельных состояний	Соотношение сторон прямоугольного фундамента з=l/b	Глубина заложения фундамента dk , м
								NII, кН	MII, кНм
8	г. Кострома	1	28	51	68	2,3	1,8	2,7	2,6	2,8	940	360	1,3	1,6

Таблица 1. Нормативные значения физико-механических характеристик грунтов

№ п.п.	Наименование грунта	Удельный вес частиц г, кН/м3	Удельный вес твердых частиц, гс кН/м3	Природная влажность , доли ед.	Коэффициент сжимаемости а, кПа'1	Модуль деформации Е, кПа	Коэф. фильтрации Кф, м/с	Угол внутреннего трения , град.	Удельное сцеплен. с, кПа	Влажность на границе текуч. L доли ед.	Влажность на границе раскатывания p , доли ед.	Мощн. пластов грунта h,м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	Песок пылеватый	19,0	26,9	0,275	-	7100	9,3·10-4	29	1	-	-	2,3
28	Супесь	18,6	26,8	0,28	0,00004	-	6,8•10-8	11	3	0,281	0,22	1,8
51	Суглинок	22,3	27,0	0,13	-	16000	4•10-12	26	28	0,24	0,14	2,7
68	Глина	20,1	27,2	0,26	-	15700	1•10-11	18	46	0,65	0,24	2,6

2. Уточнение наименования грунтов

2.1 Уточнение наименования песка пылеватого № 1

Вычисление коэффициента пористости

(1)

где _s - удельный вес твердых частиц, , - удельный вес грунта, , - природная влажность, дол. ед;

По формуле (1) имеем

Определяем степень влажности

(2)

где - удельный вес воды. (= 10). Тогда

Уточненное наименование грунта: песок пылеватый, рыхлый, насыщенный водой.[1]

Определение коэффициента бокового расширения

(3)

где х- коэффициент Пуассона. Для супеси текучей х=0,25 [2]

По формуле (6) вычисляем:

Вычисляем коэффициент относительной сжимаемости

, (4)

где Е - модуль деформации;

- коэффициент бокового расширения

кПа

Вычисляем коэффициент сжимаемости

(5)

кПа^-1

2.2 Уточнение наименования супеси № 28

Вычисление коэффициента пористости

По формуле (1)

Определяем степень влажности

По формуле (2)

Число пластичности

(6)

- влажность на границе текучести

- влажность на границе раскатывания

Показатель текучести

(7)

Уточнение наименования грунта: супесь пластичная [1]

Вычисляем коэффициент бокового расширения

По формуле (3) определяем коэффициент бокового расширения. Для супеси пластичной х=0,25 [2]

Вычисляем коэффициент относительной сжимаемости

кПа^-1

Определяем модуль деформации

кПа

2.3 Уточнение наименования суглинка № 51

Вычисление коэффициента пористости

По формуле (1)

Определяем степень влажности

По формуле (2)

Вычисляем число пластичности

По формуле (6)

Вычисляем показатель текучести

По формуле (7)

Уточненное наименование грунта: суглинок твердый.[1]

Определение коэффициента бокового расширения

где х - коэффициент Пуассона. Для песка пылеватого х=0,10 [2]

По формуле (3) вычисляем:

Вычисляем коэффициент относительной сжимаемости

По формуле (4) кПа^-1

Вычисляем коэффициент сжимаемости

По формуле (5) кПа^-1

2.4 Уточнение наименования глины № 68

Вычисление коэффициента пористости

По формуле (1)

Вычисляем число пластичности

По формуле (6)

Вычисляем показатель текучести

По формуле (7)

Уточненное наименование грунта: глина полутвердая [1]

Вычисляем коэффициент бокового расширения

По формуле (3) Для твердых глины полутвердой х=0,15 [2]

По формуле (5) кПа^-1

Вычисляем коэффициент сжимаемости

По формуле (7) кПа^-

№п/п	Наименование грунта	Удельный вес частиц г, кН/м3	Удельный вес твердых частиц гс, кН/м3	Природная влажность , доли ед.	Коэффициент сжимаемости а, кПа'1	Коэффициент относител. сжимаемости а0, кПа'1	Модуль деформации Е, кПа	Коэф. фильтрации Кф, м/с	Угол внутреннего трения ,град.	Удельное сцеплен. с, кПа	Влажность на границе текуч. L доли ед.	Влажность на границе раскатывания p, доли ед.	Мощн. пластов грунта h,м	Уточненное название грунта
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	Песок пылеватый	19,0	26,9	0,275	2,12·10-4	1,17·10-4	7100	9,3·10-4	29	1	-	-	2,3	Песок пылеватый, рыхлый, насыщенный водой
28	Супесь	18,6	26,8	0,28	0,4·10-4	0,217·10-4	38200	6,8•10-8	11	3	0,281	0,22	1,8	Супесь пластичная
51	Суглинок	22,3	27,0	0,13	8,24·10-5	6,06·10-5	16000	4,0•10-12	26	28	0,24	0,14	2,7	Суглинок твердый
68	Глина	20,1	27,2	0,26	10,24·10-5	5,99·10-5	15700	1,0•10-11	18	46	0,65	0,24	2,6	Глина полутвердая

3. Оценка несущей способности грунта

3.1 Построение эпюры природного давления

Вертикальное нормальное напряжение от собственного веса грунта определяется по формуле

, кПа (8)

где n - число слоев грунта, - удельный слой грунта i-го слоя, , - толщина i-го слоя грунта, м.

Для песчаных и супесчаных грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, учитывается взвешивающее действие воды:

, (9)

Рассмотрим слой 1 (песок пылеватый):

т.0 (h=0): .

т. 1 на глубине z=, получим:

.

Рассмотрим слой 2 (супесь пластичная):

т.2 при z₂=h₂=0.5 м, получим:

Удельный вес грунта 2 с учетом взвешивающего действия воды будет равен (9)

(е=0,84 из п.1.1.2.)

т. 3 при м, получим:

кПа

Рассмотрим слой 3 ( суглинок твердый):

т. 4 при

Служит водоупорном, поэтому учитывается давление столба воды, расположенного выше водоупорного слоя:

Природное давление грунта в т.5

кПа

Рассмотрим слой 4 (глина полутвердая):

т.6 при z₅=h₄=2.6 м

кПа

3.2 Определение расчетного сопротивления песка пылеватого

Расчетное сопротивление грунта определяют по формуле СНиП 2.02.01-83^* [3]

, кПа (10)

где и - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. СНиП [3]; - коэффициент, зависящий от точности оценки физико-механических характеристик грунтов: принимается =1, если физико-механические характеристики грунта определены непосредственными испытаниями (как в нашем случае) [3]; ,и - коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения ; - коэффициент, зависящий от ширины фундамента: принимается =1 при ширине фундамента [3]; - ширина фундамента, для оценки расчетного сопротивления ; - глубина заложения фундамента, м; - осредненное значение удельного веса грунтов с учетом взвешивающего действия воды, залегающих ниже подошвы фундамента на глубину, равную половине ширины фундамента 0,5, определяемое по формуле:

, ; (11)

- то же, залегающих выше подошвы фундамента, ;

- удельное сцепление грунта, кПа.

Осредненное значение и определяется на глубину, равную 0,5ниже подошвы фундамента.

Для песка пылеватого =1,8 м, =1 м, =1,1, =1.

При =29° =1,06, =5,25, =7,67.

По формуле (11) имеем

,

.

Таким образом, для супеси текучей расчетное сопротивление будет равно

.

3.3 Оценка расчетного сопротивления песка мелкого

Для супеси пластичной =2,8 м, =1 м, =1,1, =1,0.

При =11 =0,21, =1,83, =4,29 (прил. 4).

По формуле (11) получим

,

.

Таким образом, для песка мелкого расчетное сопротивление будет равно

.

3.4 Оценка расчетного сопротивления песка пылеватого

Для суглинка твердого, =4,6 м, =1 м, =1,25, =1,0

При =26⁰ =0,84, =4,37, =6,9.

По формуле (11) имеем

Для песка пылеватого расчетное сопротивление равно (12):

.

3.5 Оценка расчетного сопротивления суглинка твердого

Для суглинка твердого =7,3 м, =1 м, =1,25, =1;

При =21° =0,56, =3,24, =5,84.

По формуле (13) имеем

Для суглинка твердого расчетное сопротивление равно (12):

.

Таблица 2. Прочностные и деформационные характеристики грунтов. Оценка несущей способности грунтов

№ п.п.	Наименование грунта	Расчетное сопротивление грунта	Модуль деформации	Заключение о несущей способности грунта
1	2	3	4	5
1	Супесь текучая	128,72	22839,5	Грунт несущий
2	Песок мелкий	606,8	16000	Грунт несущий
3	Песок пылеватый	321,41	26349,2	Грунт несущий
4	Суглинок твердый	803,67	9000	Грунт несущий

Примечание: при и грунт относят к несущему.

4. Определение глубины заложения фундамента

4.1 По нормативной глубине промерзания

Нормативная глубина промерзания вычисляется по формуле:

(14)

где d₀ - глубина промерзания грунта при сумме среднемесячных отрицательных температур -1°С (для супесей принимаем 0.28 м); М_t - абсолютное значение среднемесячных отрицательных температур за зимний период времени (М_t =26,3 для г. Брянск). [4]

Нормативная глубина промерзания по формуле (14) равна:

Определяем расчетную глубину промерзания:

(15)

где k_n - коэффициент, учитывающий тепловой режим сооружения, принимаем k_n равным 0,75 [3].

Расчетная глубина промерзания по формуле (15) равна:

Глубина заложения фундамента равна:

4.2 Исходя из положения грунтовых вод

В нашем случае 2,2м=d_w<d_f+0.2=1,28м , поэтому для супесей с показателем текучести I_L?0 глубина заложения d₂ принимается не менее d_f. Принимаем d₂=1,3 м.

4.3 По конструктивным особенностям сооружений

d₃=d_k=1.7 м

d₂=1,3 м

d₁=1,2 м

Окончательно глубину заложения фундамента принимаем с учетом несущей способности грунта и геологических характеристик супесчаного грунта (1 слой) d=1,7 м

5. Определение размеров подошвы фундамента

Площадь подошвы фундамента определяем из выражения:

м², (16)

где ?N₀ - нагрузка, действующая на фундамент по второй группе предельных состояний, R - расчетное сопротивление грунта, г_cf - осредненное значение веса грунта и фундамента принимаем равными 20кН/м³, d - глубина заложения фундамента.

Находим расчетное сопротивление грунта по формуле (12):

По формуле (16) определяем площадь фундамента:

А= 1200/(128,72-1,7·21) = 12,67 м²

Находим ширину фундамента:

м, (17)

где n- отношение длины к ширине фундамента.

Ширина фундамента по формуле (17) равна:

l= 2,8·1,6=4,5м

N_II=N_oII +b·l·d·г_срII= 1200+2,8·4,5·1,7·20= 1628,4 кН

Определим давление под подошвой фундамента:

P= N_oII /bl + d·г_срII= 1200/(2,8·4,5) + 1,7·20 =95,24+34=129,24 (18)

Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента определим по формуле (19):

,

где

Р_max=(1628,4) / (2,8·4,5) ·(1+ 6·0,17/4,5)= 129,24·(1+0,23)=158,53 кН

Р_min=(1628,4) / (2,8·4,5) ·(1+ 6·0,17/4,5)= 129,24·(1-0,23)=99,53 кН

Определяем расчетное сопротивление грунта R по формуле (12):

d=1,7 м, b=2,8 м, г_c1=1,1;г_c2=1,0 из условия, что L/H=1; при ц=14? М_г=0,29, М_q=2,17, М_с=4,69 [3].

P_max<1.2R= 162,87 кПа

P_min?0, условия выполняются, следовательно принимаем размеры прямоугольного фундамента: b= 2,8м, l=4,5м

5.1 Расчёт осадки методом непосредственного применения теории линейно деформированного полупространства (метод Шлейхера)

Осадку поверхности линейно деформируемого полупространства определяем по формуле Шлейхера:

, (20)

где Р_о - дополнительное давление под подошвой фундамента; - коэффициент осадки , зависящий от формы площади загружения и жесткости фундамента [2]; - коэффициент Пуассона [2]; E - модуль деформации грунта.

Дополнительное давление под подошвой фундамента определяют из выражения

, (21)

где Р - среднее давление под подошвой фундамента; - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды); d - глубина заложения фундамента.

Р_о= (159,57+102,43)/2=131 кПа

Так как основание слоистое, то средневзвешенные значения модуля деформации и коэффициента Пуассона определяют в пределах сжимаемой толщи, принимаемой равной 0,5 b:

, , (22)

где - мощность - слоя грунта в пределах сжимаемой толщи, и - соответственно модуль деформации Пуассона i слоя грунта.

По формуле (22):

E_m= (0,3·Е₁+1,1·Е₂)/1,4=(0,3·22839,5+1,1·16000)/1,4=17465,6 кПа

н_m= (0,3·н₁+1,1·н₂)/1,4=(0,3·0,3+1,1·0,25)/1,4=0,26

При соотношении сторон фундамента ,6 и w=1,11 [2] Определяем осадку по формуле (18):

S= 131·1,11·2,8·(1-0,26²)/17465,6= 0,061м=6,1см

5.2 Расчет осадки методом эквивалентного слоя. Расчет осадки по методу Н.А. Цытовича

Величина конечной осадки по методу эквивалентного слоя определяется по формуле:

, (23)

где Ро - дополнительное давление под подошвой фундамента, определяемое по формуле (21);- мощность эквивалентного слоя грунта; - коэффициент относительной сжимаемости.

В формуле (21) мощность эквивалентного слоя грунта определяют из выражения:

, (24)

где - коэффициент, зависящий от коэффициента Пуассона; - коэффициент формы штампа [2]; b - ширина фундамента. Значение коэффициентаопределяют по зависимости:

. (25)

При неоднородном основании в пределах сжимаемой толщи в формуле (23) используют средний коэффициент относительной сжимаемости грунта:

, (26)

где - мощность i- го слоя грунта в пределах сжимаемой толщи , - коэффициент относительной сжимаемости грунта i - го слоя грунта, - расстояние от нижней границы сжимаемой толщи до середины i - го слоя грунта.

=1,35 при n=l/b=1,6 и н=0,3 [2]

Мощность сжимаемой толщи равна

.

В активную зону сжатия Hc попадает четыре слоя грунта:

h- мощность 0,3 м, h- 1,5 м, h =2,2м и h₄=3,56 м.

Коэффициенты Пуассона перечисленных грунтов соответственно составляют н₁=0,3 , н₂=0,25, ,

Средневзвешенное значение коэффициента Пуассона в пределах сжимаемой толщи по формуле (22) равно:

н_m= (0,3·0,3+0,25·1,5+0,25·2,2+0,1·3,56)/7,56=0,18

Величина уточненного коэффициента при н_m= 0,18 и ,6 составляет 1,25

Уточненные значения и Hc равны:

,

.

Мощности слоев грунта, лежащих в пределах сжимаемой толщи, составляют h=0,3 м, h= 1,5 м, h=2,2 м и h₄=3 м. Определяем расстояния от нижней границы сжимаемой толщи до середины каждого слоя грунта:

Средневзвешенный коэффициент относительной сжимаемости по формуле (26) составляет

Конечная осадка по формуле (21)

5.3 Расчёт осадки методом линейно деформированного слоя. Метод К.Е. Егорова

Расчет осадки слоистого основания с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого слоя проводят по формуле

, (27)

где Р- среднее давление под подошвой фундамента (для фундаментов b<10 м принимается Р=Ро); b-ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента; Кс - коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений за счет влияния жесткого подстилающего слоя; Кm - коэффициент, учитывающий влияние ширины подошвы фундамента; n - число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя Н; - коэффициенты, зависящие от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположена подошва и кровля i-го слоя, соответственно для промышленных и гражданских зданий и сооружений.

Среднее давление под подошвой фундамента равно: Р=Ро=131 кПа.

Определим толщину линейно деформированного слоя по формуле:

Н= (Но+ш·b)·K_p (28)

где и принимают соответственно равными для оснований сложенных пылевато-глинистыми грунтами 9 м и 0,15, для оснований сложенных песчаными грунтами 6 м и 0,1; Кр - коэффициент, зависящий от среднего давления под подошвой фундамента, принимаем равным 0,83 (получен интерполяцией).

Определим величину в предположение, что основание сложено только песчаными грунтами:

Н= (6+0,1·2,8)·0,83=5,21м

Подсчитаем для случая, когда основание сложено только песчано-глинистыми грунтами:

Н= (9+0,15·2,8)·0,83=7,82м

Так как основание сложено и пылевато-глинистыми, и песчаными грунтами, значение Н вычисляют по формуле:

, (29)

где Нs - толщина слоя, вычисленная по формуле (28) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами; - суммарная толщина слоев пылевато-глинистых слоев в пределах от подошвы фундамента до глубины .

Получаем равным:

=7,82-1,5-2,2=4,12 м.

Тогда расчетная толщина линейно - деформируемого слоя Н составит по формуле (29) составит:

Н=5,21+4,12/3=6,58м

Величина коэффициентов Кс при относительной толщине слоя находится по формуле (30):

=2·6,58/2,8= 4,7 (30)

Кс =1,1 [2]

Определим среднее значение модуля деформации грунта Е_м в пределах толщины линейно-деформированного слоя:

E_m= (0,3·22839,5+1,5·16000+2,2·26349,2+2,58·9000)/6,58=17027,37 кПа

При Е_м =17027,37 и b=2,8 получаем К_М =1,0 [2]

Значения коэффициентов Ki при ,6 составляют:

при m₁=z₁/b=0,3/2,8=0,11 K₁=0,05 [2]

при m₂=z₂/b=1,8/2,8=0,64 K₂=0,324 [2]

при m₃=z₃/b=4/2,8=1,43 K₃=0,605 [2]

при m₄=z₄/b=6,58/2,8=2,35 K₄=0,782. [2]

Определим осадку по формуле (27):

S= 131·2,8·1,1·((0,05-0)/22839,5 + (0,324-0,05)/16000 + (0,605-0,324)/26349,2 + (0,782-0,605)/9000) = 0,02003 м = 2 см

5.4 Расчёт осадки методом послойного суммирования

Осадку основания S с использованием полупространства определяют по формуле

, (31)

где - коэффициент бокового расширения грунта; - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i - ом слое грунта, равное полу сумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах слоя; hi иEi - соответственно толщина и модуль деформации слоя грунта; n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Величину коэффициента бокового расширения грунта определяют из выражения:

, (32)

где- коэффициент Пуассона.

Вследствие сложности зависимости от напряженного состояния и характера грунта, нормы рекомендуют принять = 0,8 для всех грунтов и формула (33) приобретает вид:

. (34)

Массив грунта ниже подошвы фундамента разбивают на слои толщиной 1,12 м до глубины 3b =8,4м, где b - ширина фундамента.

Строим эпюру природного давления под центом подошвы фундамента по данным пункта 2.

Определяем природное давление грунта на границах элементарных участков и на уровне подошв фундамента.

На уровне подошвы фундамента:

глубине z=1,7м, получим:

.

Дополнительное давление под подошвой фундамента найдём по формуле (32):

, (32)

где Р - среднее давление под подошвой фундамента.

Получаем:

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента вычисляют по формуле:

, (33)

где - коэффициент, принимаемый по [2] в зависимости от соотношения сторон фундамента и относительной глубины, равной для фундаментов зданий и сооружений[3], z - расстояние от подошвы фундамента до i - слоя грунта.

Дальнейшие расчёты приводим в табличной форме

Таблица 3. Расчёт осадки фундамента

Наименование грунта	Z, м	ni, м			, кПа	, кПа	, кПа	E, кПа
Супесь текучая	0 0,3	0,3	0 0,214	1,000 0,979	131 128,25	31,96 37,6	129,63	22839,5
Песок мелкий	0,3 1,12 1,8	0,82 0,68	0,214 0,8 1,286	0,979 0,866 0,682	128,25 113,45 89,34	37,6 50,04 55,104	120,85 101,4	16000
Песок пылеватый	1,8 2,24 3,36	0,44 1,12	1,286 1,6 2,4	0,682 0,578 0,374	89,34 75,72 48,99	55,104 59,11 69,31	82,53 62,36	26349,2
Суглинок твёрдый	3,36 4 4,48 5,6	0,64 0,48 1,12	2,4 2,857 3,2 4	0,374 0,301 0,251 0,176	48,99 39,43 32,88 23,06	69,31 110,142 120,41 144,38	44,21 36,16 27,97	9000

Нижняя граница сжимаемой толщи находится на глубине z= 5,6 м, где соблюдается условие: у_zp< 0.2уzg

23,06?0,2·144,38=28,88

Эпюры ,

Определяем величину конечной осадки по формуле (33):

S=0,8·((129,63·0,3)/22839,5 + (120,85·0,82+101,4·0,68)/16000 +

(82,53·0,44+62,36·1,12)/26349,2 + (44,21·0,64+36,16·0,48+27,97·1,12)/9000) =0,0198м=1,98см

5.5 Расчёт осадки фундамента методом ограниченной сжимаемой толщи (методом Б.И. Далматова)

Величина конечной осадки по методу ограниченной сжимаемой толщи определяется по формуле:

, (аналогично формуле (23))

где Ро - дополнительное давление под подошвой фундамента, определяемое по формуле (21);- мощность эквивалентного слоя грунта; - коэффициент относительной сжимаемости.

В формуле (21) мощность эквивалентного слоя грунта определяют из выражения:

,

где - коэффициент, зависящий от коэффициента Пуассона ; - коэффициент осадки жесткого штампа [2]; b - ширина фундамента.

Расчетную мощность сжимаемой толщи Нр вычисляют по формуле

bу - ширина условного фундамента, вычисляется по формуле:

by=v(N_o''/з(R-г_cf·d)= v(1200/1,6(128,72-20·1,7)= 2,8м

для з=1,6 и н=0, тогда:

Значение коэффициентаопределяют по зависимости:

= (1-0,3²)/(1-2·0,3)=2,28

Тогда Wж=0,765 для Нр/b=1,55, з=1,6

Толщина условного эквивалентного слоя:

Средневзвешенный коэффициент относительной сжимаемости по формуле (26) составляет

Осадка фундамента равна:

5.6 Расчёт осадки фундамента во времени

Величину осадки за отрезок времени t с момента приложения нагрузки находят по зависимости:

 (36)

где S - конечная осадка, определение которой рассмотрено в предыдущих разделах; U - степень консолидации.

Время консолидации t с момента приложения нагрузки определяют по формуле:

, (37)

где - коэффициент, величина которого зависит от длины пути фильтрации h (высоты уплотняемого слоя), коэффициента консолидации , величины =3,14; N - безразмерный коэффициент.

Коэффициент консолидации вычисляют по формуле

, (38)

где к_фm - осредненное значение коэффициента фильтрации в пределах сжимаемой толщи H_c (активной зоны сжатия); а_om - осредненное значение коэффициента относительной сжимаемости в пределах сжимаемой толщи); - удельный вес воды (10 кН/м³).

Среднее значение коэффициента фильтрации в пределах сжимаемой толщи Н_с вычисляют как:

(39)

где h_i - мощность i-го слоя грунта в пределах сжимаемой толщи Н_с, к_фi - коэффициент фильтрации i -го слоя грунта.

Берём необходимые данные из расчёта осадки методом эквивалентного слоя:

S=2,29 см; а_om=0,00005 кПа^-1; Р=131кПа; h_э=3,5 м; Н_с = 7 м.

Определяем осреднённое значение коэффициента фильтрации в пределах активной зоны по формуле (39):

Кф= 7/ (0,3/10^-7+1,5/1,3·10^-4+2,2/2,4·10^-4+3/1,3·10^-11) = 3,03·10^-11м/сек=2,62·10^-6м/сут.

Вычислим коэффициент консолидации по формуле (38):

С_н= 2,62·10^-6/10·0,00005=5,24·10^-3 суток

В данном случае применима схема 2. При этом путь фильтрации равен Нс=7м.

По формуле (37) рассчитаем время консолидации:

Далее расчёт ведём в табличной форме:

Степень консолидации	Параметр , сут.	Параметр	Время консолидации, сут.	Осадка за время , см
0	3794	0	0	0
0,1		0,01	18,97	0,229
0,2		0,02	75,88	0,458
0,3		0,06	227,6	0,687
0,4		0,13	493,2	0,916
0,5		0,24	910,6	1,145
0,6		0,42	1593	1,374
0,7		69	2618	1,603
0,8		1,08	4098	1,832
0,9		1,77	6715	2,061
0,95		2,54	9637	2,176

Строим график затухания осадка во времени:

Список используемой литературы

песок фундамент осадка

1. ГОСТ 25.100 - 95. Грунты. Классификация. М.: издательство стандартов, 1996 - 22 с.

2. Расчёт фундаментов по II группе предельных состояний. Метадические указания к курсовому и дипломному проектированию, - Тверь.: ТвеПИ, 1990 - 43 с.

3. СНиП 2.02.01 - 83^* Основания зданий и сооружений/ Минстрой России. М.: ГП ЦПП, 1995 - 48 с.

4. СНиП 2.01.01 - 82. Строительная климатология. Геофизика/ Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1983 -185 с.

5. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.: Cтрoйиздaт, 1988. 415 c.

Размещено на Allbest.ru