Контрольная работа по механике грунтов

s_zp =ap_II

 

где a- коэффициент, принимаемый по [2] табл. 5.8

в зависимости от формы подошвы  фундамента,

соотношения сторон прямоугольного фундамента

h=l/b и относительной глубины x=2z/b.

Нижняя граница сжимаемой толщи  основания условно находится  на глубине z=H_с там, где s_zp≤ 0,5s_zg, если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей Е >7МПа. Если же E≤7 МПа, то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия s_zp=0,2s_zg0.

 

Принимаем P_II=R

 

Вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали,  проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса, выбранного при отрывке котлована грунта определяется по формуле:

 

 

 

 

 Осадка элементарного слоя S определяется методом послойного суммирования по формуле:

 

 

 

где b=0,8-безразмерный коэффициент;

- среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

- среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали,  проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса, выбранного при отрывке котлована грунта

h_i – толщина i-гo слоя грунта;

  Е_i- модуль деформации i-гo слоя грунта;

 

Результаты  расчета осадки фундамента методом элементарного послойного суммирования

Nсл	z,м			, кПа	, кПа	szgi., кПа	0,5szgi, кПа	, кПа	, кПа		Е, кПа	,м
0	0	0	1	318,49	-	14,94	7,47	14,94	-	-	11000	-
1	0,5	0,17	0,987	314,35	316,42	19,61	9,81	14,75	14,84	301,58	11000	0,0110
2	1	0,33	0,975	310,53	312,44	24,28	12,14	14,57	14,66	297,78	11000	0,0108
3	1,5	0,50	0,938	298,74	304,64	28,95	14,48	14,01	14,29	290,35	11000	0,0106
4	2	0,67	0,882	280,91	289,83	33,62	16,81	13,18	13,60	276,23	11000	0,0100
5	2,5	0,83	0,827	263,39	272,15	38,29	19,15	12,36	12,77	259,38	11000	0,0094
6	3	1,00	0,755	240,46	251,93	42,96	21,48	11,28	11,82	240,11	11000	0,0087
7	3,4	1,13	0,699	222,62	231,54	46,70	23,35	10,44	10,86	220,68	11000	0,0080
8	3,9	1,30	0,631	200,97	211,80	55,75	27,87	9,43	9,94	201,86	4000	0,0202
9	4,4	1,47	0,567	180,58	190,78	64,80	32,40	8,47	8,95	181,83	4000	0,0182
10	4,9	1,63	0,509	162,11	171,35	73,85	36,92	7,60	8,04	163,31	4000	0,0163
11	5,4	1,80	0,460	146,51	154,31	82,90	41,45	6,87	7,24	147,07	4000	0,0147
12	5,9	1,97	0,410	130,58	138,54	91,95	45,97	6,13	6,50	132,04	4000	0,0132
13	6,4	2,13	0,372	118,48	124,53	96,53	48,27	5,56	5,84	118,69	12000	0,0040
14	6,9	2,30	0,335	106,69	112,59	101,12	50,56	5,00	5,28	107,30	12000	0,0036
15	7,4	2,47	0,302	96,18	101,44	105,70	52,85	4,51	4,76	96,68	12000	0,0032
16	7,9	2,63	0,277	88,22	92,20	110,29	55,14	4,14	4,33	87,88	12000	0,0029
17	8,4	2,80	0,250	79,62	83,92	114,87	57,44	3,74	3,94	79,99	12000	0,0027
18	8,9	2,97	0,230	73,25	76,44	119,46	59,73	3,44	3,59	72,85	12000	0,0024
19	9,4	3,13	0,210	66,88	70,07	124,04	62,02	3,14	3,29	66,78	12000	0,0022
20	9,9	3,30	0,193	61,47	64,18	128,63	64,31	2,88	3,01	61,17	12000	0,0020

Следовательно, мощность нижней границы сжимаемой толщи основания H_с=9,9 м

 

Суммарная осадка элементарного слоя:

 

S=∑=0,011+0,0108+0,0106+0,01+0,0094+0,0087+0,008+0,0202+0,0182+0,0163+  +0,0147+0,0132+0,004+0,0036+0,0032+0,0029+0,0027+0,0024+0,0022+0,002=

=0,1742 м ≈17,42см

 

Средняя допускаемая величина осадки ([2])

 

= 10 см

 

S ≥

 

S=17,42см > = 10 см

 

Следовательно, условие не выполнено.

 

 

 

 

Эпюры напряжения от собственного веса грунта и дополнительного вертикального напряжения

 

 

3. Определение несущей  способности фундамента

 

Определение расчетной несущей  способности основания

 

 

 

 

 где - безразмерные коэффициенты несущей

 способности (зависит от расчетного

значения угла внутреннего трения , [2] табл. 5.12)

=5,27

=9,81

=19,54

 

 

 – осредненный  удельный вес грунта под подошвой  фундамента

 

Удельный вес сухого грунта (песок пылеватый)

 

 

 

Коэффициент пористости песка пылеватого

 

 

 

Удельный вес песка пылеватого, с учетом взвешивающего действия воды

 

 

Удельный вес сухого грунта (глина)

 

 

 

Удельный вес сухого грунта (суглинок)

 

 

 

Коэффициент пористости

 

 

 

Удельный вес суглинка, с учетом взвешивающего действия воды

 

 

 

 

 

 

 – осредненный  удельный вес грунта выше подошвы фундамента

 

 

 

- коэффициенты  формы фундамента 

 

 

 

 

 

 

 

 

- приведенная  ширина фундамента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение расчетной действительной силы

 

F=R∙b∙l

 

F=318,49 ∙6∙8=15287,52 кПа

 

 

 

 

где =0,9 – коэффициент условий работы (для пылеватых песков и глинистых грунтов в стабилизированном состоянии по [2] )

 

=1,15 – коэффициент надежности по назначению сооружения ( по [2])

 

 

 

 

 

 

15287,52 кПа<28935,51 кПа , следовательно, условие выполнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

На рассматриваемой  площадке под строительство в  г. Петрозаводске произведены инженерно-геологические  изыскания. Уровень грунтовых вод  находится на глубине 1,5м. Слои залегают не равномерно с уклоном на ЮВ, поэтому  следует ожидать развития не равномерной  осадки здания. Верхний слой песок  пылеватый мощностью от 0 до 6м. По результатам расчета этот грунт  является водонасыщенным, среднесжимаемым  и находится в рыхлом состоянии, имеет расчетные характеристики , , , . Второй слой глина мощностью от 2,5 до 5м. среднесжимаемый, находится в мягкопластичном состоянии, со следующими характеристиками , , , , . Третий слой суглинок доходит до низа скважин, является среднесжимаемым, и также находится в тугопластичном состоянии, имеет характеристики , , , , .

 

    Осадка фундамента, исходя из результатов расчетов, находится за пределами нормы

(S=17,42 см < = 10 см).

 

Расчетная несущая способность фундамента выполняет условие              (15287,52 кПа<28935,51 кПа).

 

На рассматриваемой площадке не все требуемые условия выполняются. Для уменьшения осадки фундамента можно применить один из следующих способов устройства фундамента:

 

1. устройство железобетонных поясов в стенах или фундаментах;
2. устройство песчаных дрен в слабом грунте для уменьшения расстояния движения воды из глинистого слабого грунта в целях сокращения времени уплотнения основания;
3. устройство известковых свай с заполнением негашеной известью проделанных с помощью обсадных труб скважин;
4. выполнение дренирующих прорезей в виде траншей шириной 60...80 см и глубиной до 5,5 м, заполняемых песком, при большой площади уплотняемого основания толщиной до 7 м. Над прорезями также устраивается песчаная подушка; 
5. устройство песчаных подушек в целях сокращения глубины заложения подошвы фундаментов и передачи давления на большую площадь;
6. выполнение жесткого сплошного фундамента под всем зданием, выравнивающего неравномерные осадки;
7. применение свайных фундаментов с развитой боковой поверхностью с учетом эффекта засасывания (вторичное повышение сопротивления во времени по боковой поверхности).

 

Список литературы

 

 

1. ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.
2. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.
3. Алексеев С.И. Осадки фундаментов при реконструкции зданий. СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2009 г. - 82 с.