Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчет осадки фундамента во времени





РАСЧЕТ ОСАДКИ ФУНДАМЕНТА

 

Методические указания по курсовому проектированию

по дисциплине «Основания и фундаменты»

и дипломному проектированию

для студентов всех форм обучения

специальностей: 270102 Промышленное и

гражданское строительство, 270104 Гидротехническое

строительство, 270105 Городское строительство

и хозяйство направления 653500 Строительство

 

Краснодар

Составитель: канд. техн. наук, доц. С.И.Дизенко

 

УДК 624.15.04 (075.8)

 

Расчет осадки фундамента: методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Основания и фундаменты» и дипломному проектированию для студентов всех форм обучения специальностей: 270102 Промышленное и гражданское строительство, 270104 Гидротехническое строительство, 270105 Городское строительство и хозяйство направления 653500 Строительство/Сост.: С.И. Дизенко; Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. строительных конструкций и гидротехнических сооружений. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2011.- 29 с.

 

Изложена методика расчета осадок основания фундаментов промышленных и гражданских зданий. Рассмотрен вопрос определения времени затухания осадки. Даны примеры расчетов, приведены необходимые табличные данные.



 

 

Ил. 6. Табл. 7. Библиогр. 6 назв.

 

Печатается по решению методического совета Кубанского государственного технологического университета

 

 

Рецензенты: гл. инженер ООО «Проектный институт «Вертикаль» А.И. Игнатенко;

зав. кафедрой АГПЗиС КубГТУ, канд. техн. наук, проф. В.Т. Иванченко;

канд. техн. наук, доц. кафедры строительных конструкций и гидротехнических сооружений, В.А. Гуминский.

 

 

©КубГТУ, 2011

Содержание

Нормативные ссылки..........................................................................................4

Введение...............................................................................................................4

1 Определение конечных осадок основания методом послойного суммирования.....................................................................................................................4

1.1 Общие положения расчета...............................................................4

1.2 Пример расчета. Определение конечной осадки ленточного

фундамента мелкого заложения методом послойного

суммирования........................................................................................11



1.3 Пример расчета. Определение конечной осадки свайного фунда- мента методом послойного суммирования........................................ 16

2 Расчет осадки методом послойного суммирования на ЭВМ.................... 18

2.1 Алгоритм решения......................................................... ................18

3 Расчет осадки фундамента во времени........................................................20

3.1 Теоретические положения..............................................................21

3.2 Пример расчета................................................................................25

Список литературы........................................................................................... 29

 

 

Нормативные ссылки

В методических указаниях использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 21.1101-2009.Основные требования к проектной и рабочей документации

ГОСТ 2.106-96 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы

ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы

ГОСТ 2.304-81 ЕСКД. Шрифты чертежные

ГОСТ 2.307-68 ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений

ГОСТ 7.9-95 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования

ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин

ГОСТ 21.204-93 СПДС. Условные графические обозначения и изображения элементов

ГОСТ 21.501-93 СПДС. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей

ОК 015-94 Общероссийский классификатор единиц измерения

Введение

 

Важнейшая задача современности – дальнейшее ускорение научно-технического прогресса во всех отраслях промышленности, что тесно связано со строительством новых и реконструкцией существующих сооружений. Совершенствование фундаментостроения обеспечит дальнейшее повышение качества возведения жилых и промышленных зданий.



Уменьшение стоимости и обеспечение необходимой надежности сооружений зависят от правильной оценки грунтового основания, рационально запроектированных и качественно возведенных фундаментов.

 

 

Определение конечных осадок основания методом послойного суммирования

Общее положения расчета

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

, (1.1)

 

где β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σzpi – среднее значение дополнительных вертикальных нормальных напряжений в i - м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

hi, Ei – соответственно толщина и модуль деформации i - го слоя грунта;

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

 

Сжимаемую толщу грунта под подошвой фундамента делят на элементарные слои толщиной не более 0,4 ширины подошвы фундамента. При слоистом основании каждый элементарный слой должен включать однородный грунт и не должен быть более двух метров. Схема распределения вертикальных нормальных напряжений по глубине основания принимается согласно (1), см рисунок 1.1.

Для вертикали, проходящей через середину подошвы фундамента, определяют напряжения от собственного веса грунта σzq и дополнительные напряжения σzp.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине Z от подошвы фундамента, определяются по формуле

, (1.2)


где – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

dn – глубина заложения фундамента;

, hi – соответственно удельный вес и толщина i -го слоя грунта;

ниже уровня подземных вод (УПВ) в песках и глинистых грунтах с JL > 0,5 учитывают взвешивающее действие воды

, ( 1.3)

где s – удельный вес грунта;

w– удельный вес воды;

e – коэффициент пористости грунта.

 

Глинистые грунты с JL <0,5 считаются водоупорами.

Давление от собственного веса грунта на кровлю водоупора вычисляют

с учетом давления воды

(1.4)
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента, действующие по оси, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле

, (1.5)

где αi – коэффициент затухания дополнительных давлений по глубине,

принимаемый по таблице 1.1 (1)

Po = PII - σzq – дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента;

РII - среднее давление под подошвой фундамента;

σzq– напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Нижняя граница сжимаемой, толщи основания принимается на глубине, где выполняется условие

, (1.6)

В случае, когда нижняя граница сжимаемой толщи заканчивается в грунтах с модулем деформации МПа, то эти грунты включаются в сжимаемую толщу, а её нижнюю границу переносят на глубину, где выполняется условие

. (1.7)

Расчет основания по деформациям завершается сравнением полученной конечной осадки S с предельно допустимым значением осадки Su для данного типа здания, принимаемым согласно (1). см таблице 1.2.

 

 

 

DL – отметка планировки; NL–- отметка поверхности природного рельефа; FL – отметка подошвы фундамента; WL- уровень подземных вод; В.С. –нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn – глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; Нc – глубина сжинаемой толщи

 

Рисунок 1 – Схема для расчета осадок методом послойного суммирования

Т а б л и ц а 1.1 – Коэффициент затухания

  Коэффициент для фундаментов
круглых   прямоугольных сторон с соотношением, равным ленточных    
1,0 1,4 1,8 2,4 3,2 1,5
1,000 1,000 1,000 1.000 1,000 1,000 1,000 1,000
0,4 0,949 0,960 0,972 0,975 0,976 0,977 0,977 0,977
0,8 0,756 0,800 0,848 0,866 0,876 0,879 0,881 0.881
1.2 0,547 0,606 0,682 0,717 0,739 0,749 0,754 0,755
1.6 2,0 0,390 0,285 0,449 0,336 0,532 0,414 0,578 0,463 0,612 0,505 0,629 0,530 0,639 0,545 0.642 0,550
2,4 2,8 0,214 0,165 0,257 0,201 0,325 0,260 0,374 0,304 0,419 0,349 0,449 0,383 0,470 0,410 0,477 0,420
3.2 0,130 0,160 0,210 0,251 0,294 0,329 0,360 0,374
3,6 4,0 0,106 0,0877 0,131 0,108 0,173 0,145 0,209 0,176 0,250 0,214 0,285 0,248 0,319 0,285 0,337 0,306
4,4 4,8 5,2 5,6 0,073 0,062 0,053 0,046 0,091 0,077 0,067 0,058 0,123 0,105 0,091 0,079 0,150 0,130 0,113 0,099 0,185 0,161 0.141 0.124 0,218 0,192 0,170 0,152 0,255 0,230 0,208 0,189 0,280 0,258 0,239 0,223
6,0 0,040 0,051 0,070 0,087 0,110 0,136 0,173 0,208
6,4 0,036 0,045 0,062 0,077 0,099 0,122 0,158 0,196
6,8 0,031 0,040 0,055 0,064 0,088 0,110 0,145 0,185
7,2 0,028 0,036 0,049 0,062 0,080 0,100 0,133 0,175
7,6 0,024 0,032 0,044 0,056 0,072 0,091 0,123 0,166
8,0 0,022 0,029 0,040 0,051 0,066 0,084 0,113 0,158
8,4 0,021 0,026 0,037 0,046 0,060 0,077 0,105 0,150
8,8 0,019 0,024 0,033 0,042 0,055 0,071 0,098 0,143
9,2 0,017 0,022 0,031 0.039 0,051 0,065 0,091 0,137
9,6 0,016 0,020 0,028 0,036 0,047 0,060 0,085 0,132
10.0 0,015 0,019 0,026 0,033 0.043 0,056 0,079 0,126
10,4 0,014 0,017 0,024 0,031 0,040 0,052 0,074 0,122
10,8 0,013 0,016 0,022 0,029 0,037 0,049 0,069 0,117
11,2 0,012 0,015 0,021 0,027 0,035 0,045 0,065 0,113
11,6 0,011 0,014 0,020 0,025 0,033 0,042 0,061 0,109
12,0 0,010 0,013 0,018 0,023 0,031 0,040 0,058 0,106
                     

 

 

8
Т а б л и ц а 1.2 – Предельные деформации основания (СНиП 2.02.01-83*. приложение 4)

Сооружения   Предельные деформации основания
относительная раз­ность осадок крен   iu средняя. (Su в скобках максимальная Smax,u) осадка, см
1. Производственные и гражданские одноэтажные и много­этажные здания с полным каркасом: железобетонным, стальным 2. Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникает усилия от неравномерных осадок 3. Многоэтажные бескар- касные здания с несущими стенами: из из крупных панелей, крупных блоков или кирпичной кладки без армирования, то же с армированием, в том числе с устройством железобе­тонных поясов 4. Сооружения элеваторов из железо­ бетонных конст- рукций; рабочее здание и силос- ный корпус монолитной конструкции на одной фундаментной плите, то же сборной конструкции, отдельно стоящий силос- ный корпус монолитной конструкции,     0,002 0,004 0,006     0,0016 0,0020     0,0024   -   - -       - - -     0,005 0,005     0,005   0,003   0,003 0,004   (8) (12) (15)            

 

 

Продолжение таблицы 1.2

 

Сооружения   Предельные деформации основания
относительная раз­ность осадок крен   iu средняя. (Su в скобках максимальная Smax,u) осадка, см
то же сборной конструкции, отдельно стоящее рабочее здание 5. Дымовые трубы высотой Н, м: Н < 100 100 < Н < 200 200 < Н < 300 Н > 300 6. Жесткие сооружения вы- сотой до 100 м, кроме ука- занных в поз. 4 и 5 7. Антенные сооружения связи: стволы мачт заземленные, то же электрически изолированные, башни радио, башни коротковолновых радиостанций, башни (отдельные блоки) 8. Опоры воздушных линий электропередачи: промежуточные прямые анкерные анкерно-угло- вые, промежуточные угло- вые, концевые, порталы открытых распределитель- ных устройств, специальные переходные -   - -     - - - - -   - -   0,002 0,0025   0,001     0,003 0,0025     0,002 0,004 0,004     0,005 1/(2Н) 1/(2Н) 1/(2Н) 0,004   0,002 0,001   - -   -     0,003 0,0025     0,002         - -   -     - -     -    

 

Пример расчета

 

Определение конечной осадки ленточного фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования

Ширина подошвы ленточного фундамента b= 2,4 м, грунтовые условия см. рисунок 1.2. Среднее давление под подошвой фундамента

РII = 293 кПа.

Удобна такая последовательность расчета:

Вычерчиваем в масштабе геологический разрез строительной площадки. На этот разрез наносим контуры фундамента, строго выдерживая глубину заложения. Разбиваем толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои высотой hi = 0,4 b.

м.

Для вертикали , проходящей через середину подошвы фундамента, находим напряжения от собственного веса грунта σzqi и дополнительные давления σzpi:

В уровне подошвы фундамента (точка 0): кПа;
в точке I: σzq1= 43,4 + 19,7 . 0,96 = 62,3 кПа.

Ниже УПВ в песках учитываем взвешивающее действие воды:

 

kH/м3,

в точке I: σzq3= 62.3+9.55 . 1.24 = 74.2 кПа.

 

Глинистые грунты с JL < 0,5 считаются водоупорами. Суглинок бурый имеет JL = 0,4. Следовательно, на кровле суглинка эпюра σzq имеет скачок:

 

кПа.

 

 

Рисунок 1.2 – Схема к расчету осадок ленточного фундамента

 

Для остальных точек значения σzq приведены в таблице 1.3.

Вычисляем дополнительные (уплотняющие) давления :

В точке 0, т.е. на отметке – 2,9 м:

РII = 293 кПа, σzq,o = 43,4 КПа.

кПа.

В точке I

Z = 0.96 м

кПа

В точке 2

Z = 1.92

кПа.

Для остальных точек величины σzp приведены в таблице 1. 3.

 

Таблица 1.3 – Результаты расчета

Грунт Номер точек Z, м ,кПа ,кПа E ,кПа
Песок пылеватый 1,0 249,6 43,4  
I 0,96 0,8 0,881 62,3
1,92 1.6 0.642    
2,20 1,83 0,582 74,2  
2,20       86,6  
Суглинок бурый 2,88 2,4 0,477    
3,84 3,2 0,374 93,2  
4,80 4,0 0,306 76,2    

 

13
Продолжение таблицы 1.3

Грунт Номер точек Z, м , кПа , кПа E, кПа
Песок пылеватый 5,76 4,8 0,258 64,4    
6,72 5,6 0,223 55,5  
7,68 6,4 0,196    
8,64 7,2 0,176 43,6    
9,6 8,0 0,158 39,4    
10,56 8,8 0,144 35,9 254,1  

 

Осадка фундамента

 

 

 

 

0,6 = 4,46 см. .

 

Сравним полученную конечную осадку основания S = 0,045 м с предельно допустимой (1, приложение 4):

S = 0,045 м < Su = 0,1 м.

Следовательно, ожидаемая осадка основания фундамента находится в пределах допустимой.

 

Пример расчета

 

Определение конечной осадки свайного фундамента

методом послойного суммирования

Размеры подошвы условного грунтосвайного массива ιy=3,72 м; by = 2,82 м. Среднее давление под подошвой условного грунтосвайного массива РIIусл = 364,0 кПа. Природное давление в уровне конца свай σzq,o = 185 кПа. Грунтовые условия см. рисунок 1.3.

Осадка свайного фундамента определяется как для условного грунтосвайного массива аналогично расчету осадок фундамента мелкого заложения. Деформации слоев грунта начинается от подошвы условного фундамента, т.е. от уровня конца свай.

Дополнительное давление на уровне подошвы условного фундамента:

(364.0 - 185,0) = 179,0 кПа;

hi = 0,4 by = 0,4 · 2,82 = 1,13

Расчет осадки фундамента ведется в табличной форме (таблице 1.4).

 

Т а б л и ца 1.4 м – Расчет осадки фундамента

Грунт Номер точек Z, м ,кПа ,кПа E ,кПа
Глина светло бурая 1,000  
1,13 0,8 0,839    
2,26 1,6 0,515  
3,39 2,4 0,311 55,6    
в.с. 3,75 2,66 0,270 48,3  
4,52 3,2 0,200 35,8    

 

 

Определяем расчетную осадку в пределах сжимаемой толщи мощностью 3,75 м по формуле (1.1):

= 2,22 cм.

 

Предельно допустимая осадка для данного типа здания согласно (1) равна:

Su = 10 см ;

S = 2,22 см < Su = 10 см,

 

что удовлетворяет требованиям СНиП /I/.

 

 

 

Рисунок 1.3 – Схема к расчету осадок свайного фундамента

 

 

2 Расчет осадки методом послойного суммирования на ЭВМ

 

Алгоритм решения

Вычислительный процесс определения конечной осадки и мощности сжимаемой толщи основания организован следующим образом:

- производится перебор геологических слоев грунта, число и характеристика которых даны в исходных данных;

- для каждого слоя грунта происходит разбиение на элементарные слои. Высота элементарного слоя назначается менее 0,3 B, где B– меньшая сторона фундамента. Минимальное число элементарных слоев равно 1;

- вычисляются для середины каждого элементарного слоя бытовые и дополнительные напряжения;

- происходит сравнение бытовых и дополнительных напряжений в каждом уровне, где вычисляются эти напряжения;

- определятся осадки для каждого элементарного слоя и происходит их накопление;

- вычислим общая осадка и мощность сжимаемой толщи при которой значение дополнительного напряжения достигает 20 % от природного или же 10 % от природного в случае, если граница сжимаемой приходятся на слой с модулем деформации Е < 5000 кПа;

- выдаются на печать природные и дополнительные напряжения, глубина от подошвы фундамента в уровне каждого элементарного слоя, полная осадка фундамента и мощность сжимаемой толщи;

 

 

Блок-схема программы “OSADKA” приведена на рисунке 2.1.

 

 

Рисунoк 2.1 - Блок-схема программы “OSADKA”

 

 

Расчет осадки фундамента во времени

 

Теоретические положения

Для расчета затухания осадок фундаментов во времени можно воспользоваться методом эквивалентного слоя профессора Н.А. Цытовича.

В этом случае осадка слоистого основания определяется приближенно из выражения

S = hэ*αo*Po , (3.1)

 

где hэ – мощность эквивалентного слоя, м, определяемая из выражения

hэ= Aw * B , (3.2)

где hэ– коэффициент эквивалентного слоя, м, зависящий от коэффициента Пуассона ,формы подошвы и жесткости фундамента, определяется по таблице 3.1;

B - ширина подошвы фундамента, м ;

о - средний коэффициент относительной сжимаемости грунта,

Рo - дополнительное (уплотняющее) давление по подошве

фундамента, кПа.

В расчетной схеме сжимаемую толщу грунта, которая оказывает влияние на осадку фундамента, принимают равной двум мощностям эквивалентного слоя H = 2 hэ,а распределение дополнительных давлений – по закону треугольника (рисунок 3.1).

Коэффициент относительной сжимаемости в пределах эквивалентного слоя определяется осредненно по формуле

, (3.3)

где n – число слоев грунта в пределах активной зоны;

hi – мощность i -го слоя грунта, м ;

 

 


Соотношение сторон   Гравий и галька   Пески   Суглинки пластичные Тяжелые глины сильно пластичные  
Твердые глины и суглинки супеси глины пластичные
ν = 0,10 ν = 0,20 ν = 0,25 ν = 0,30 ν = 0,35 ν = 0,40
1,13 0,96 0,89 1,20 1,01 0,94 1,26 1,07 0,99 1,37 1,17 1,08 1,58 1,34 1,24 2,02 1,71 1,58
1,5 1,37 1,16 1,09 1,45 1,23 1,15 1,53 1,30 1,21 1,66 1,40 1,32 1,91 1,62 1,52 2,44 2,07 1,94
1,55 1,31 1,23 1,63 1,39 1,30 1,72 1,47 1,37 1,88 1,60 1,49 2,16 1,83 1,72 2,76 2,34 2,20
1,81 1,55 1,46 1,90 1,63 1,54 2,01 1,73 1,62 2,18 1,89 1,76 2,51 2,15 2,01 3,21 2,75 2,59
2,13 1,85 1,74 2,24 1,95 1,84 2,37 2,07 1,94 2,58 2,25 2,11 2,96 2,57 2,42 3,79 3,29 3,10
2,25 1,98 - 2,37 2,09 - 2,50 2,21 - 2,72 2,41 - 3,14 2,76 - 4,00 3,53 -
2,35 2,06 - 2,47 2,18 - 2,61 2,31 - 2,84 2,51 - 3,26 2,87 - 4,18 3,67 -
2,43 2,14 - 2,56 2,26 - 2,70 2,40 - 2,94 2,61 - 3,38 2,98 - 4,32 3,82 -
2,51 2,21 - 2,64 2,34 - 2,79 2,47 - 3,03 2,69 - 3,49 3,08 - 4,46 3,92 -
10 и 2,58 2,27 2,15 2,71 2,40 2,26 2,86 2,54 2,38 3,12 2,77 2,60 3,58 3,17 2,98 4,58 4,05 3,82
более                                    
коэффициенты Awo Awm Awconst Awo Awm Awconst Awo Aw m Awconst Awo Awm Awconst Awo Awm Awconst Awo Awm Awconst
                                         

 

Т а б л и ц а 3.1 – Значение коэффициента эквивалентного слоя

 

П р и м е ч а н и е – Awo – для центра тяжести гибкого фундамента;

Awm – для средней осадки гибкого; Awconst – для осадки жесткого фундамента

 

 


oi – коэффициент относительной сжимаемости i - го слоя, кПа-1;

Zi – расстояние от нижней точки эквивалентной треугольной эпюры до середины i - го слоя, м.

Метод эквивалентного слоя дает возможность прогнозировать затухание осадки во времени на основе теория фильтрационной консолидации.

По фильтрационной теории консолидации осадка полностью водонасыщенных грунтов за время tопределяется по формуле

St = U·S ,

где U – степень уплотнения (степень консолидации);

S – величина конечной (стабилизированной) осадки, см, определяемой по формуле (3.1).

Значение U изменяется от 0 до I и определяется из решения дифференциальных уравнений в зависимости от схемы распределения давлений в уплотняющемся слое.

Так, для равномерно распределенных давлений

U = (3.5)

 

где e – основание натуральных логарифмов;

N – коэффициент, зависящий от физических свойств грунта, условий консолидации и времени

(3.6)

где t – время уплотнения от начала загружения, года ;

h – путь фильтрации воды, м ;

Cv – коэффициент консолидации, м2/год, равный

Cv = Kф / ( o w), (3.7)

 

где Kф – средний коэффициент фильтрация грунта, м/год;

o– средний коэффициент относительной сжимаемости грунта, кПа-1:

w – удельный вес воды, кН/м.

При слоистом напластовании грунтов ниже подошвы фундамента производят замену слоистого напластования условным однородным грунтом, обладающим средними характеристиками. Средний коэффициент относительной сжимаемости определяется по формуле (3.3), а средний коэффициент фильтрации грунта по формуле (3.8):

 

 

Kф= , (3.8)

где H – мощность активной зоны грунта, м;

hi – толщина i - го слоя грунта, м , находящегося в пределах активной зоны ;

Ki – коэффициент фильтрации i -го слоя грунта в пределах активной зоны , м/год.

Возможны три основных случая распределения давлений в уплотняющемся слое:

– случай 0 – прямоугольная эпюра давлений;

– случай I – треугольная эпюра с вершиной вверху (при уплотнении от собственного веса);

– случаи 2 – треугольная эпюра с вершиной внизу (при местной нагрузке).

Для упрощения расчетов значения N в зависимости от U для различных случаев приводятся в таблице 3.2

Выбор расчетной схемы уплотняющих давлений зависит от условий выхода воды при фильтрации в процессе уплотнения грунта. Различают следующие схемы:

Схема а. Если водопроницаемость грунтов с глубиной уменьшается, т.е. Kф1> Kф2> ... >Kф , то расчет ведется по случаю 2 (см. таблица 3.2) и путь фильтрации воды принимается равным сжимаемой толще h =H , а направление фильтрации - вверх (см. рисунок 3.1).

Схема б. Если в пределах сжимаемой толщи залегают слои хорошо фильтрующего грунта, а наименьшей водопроницаемостью обладает средний слой, т.е. Kф1> Kф2< Kф3, считают, что вода отжимается вверх и вниз и расчет ведут по случаю O (см. таблица 3.2). Принимаем путь фильтрации воды, равным половине мощности сжимаемой толщи h =0,5H (см. таблица 3.2).

Схема в. Если основание сложено песчаными и глинистым грунтами, то затуханием осадки песчаных грунтов пренебрегают. За расчетную толщину слабо проницаемого (глинистого) слоя при определении среднего коэффициента фильтрации принимается hi.

Расчет ведется по случаю O (см. табл. 3.2), принимая путь движения воды h = hi / 2 ,

где hi – мощность глинистого слоя, т.е. как при двухсторонней фильтрации.

Приведенные формулы и таблицы дают возможность определить осадку слоя грунта как функцию времени. Конечной целью вычисления является построение кривой затухания осадки по ряду ее точек во времени.

 

Расчет удобно вести в табличной форме в следующем порядке. Определяют средние характеристики слоистого напластования грунтов. Далее устанавливают вид уплотняющих давлений и условия фильтрации воды. Вычисляют коэффициент консолидации и параметр времени T:

, (3.9)

где h – путь фильтрации воды, м;

Сv – коэффициент консолидации, м2/год.

Далее, задаваясь значениями U , вычисляют St , по таблице 3.2 определяют коэффициент N и вычисляют время t = T·N.

Строят график затухания осадки во времени.

 

Т а б л и ц а 3.2 – Значения коэффициента N

U = St/S Коэффициент
Случай 0 Случай 0   Случай 0
0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 0,98 0,005 0,02 0,04 0,08 0,12 0,17 0,24 0,31 0,39 0,49 0,59 0,71 0,84 1,18 1,4 1,69 2,09 2,8 3,63   0,006 0,12 0,18 0,25 0,31 0,39 0,47 0,55 0,63 0,73 0.84 0,95 1,1 1,24 1,42 1.64 1,93 2,35 3,17 3,87   0,002 0,005 0,01 0,02 0,04 0,06 0,09 0,13 0,18 0,24 0,32 0,42 0,54 0,69 0,88 1,08 1,36 1,77 2,54 3,49  

 

 

Пример расчета

Определить затухание осадки ленточного фундамента шириной B = 1,4 м. Дополнительное давление в уровне подошвы фундамента σzрo = 240 кПа. Грунтовые условия – см. рисунок 3.I.

 

Р Е Ш Е Н И Е

 

В основании фундамента преобладают пески, поэтому по таблице 3.1 при = 0,2 определяем при соотношении сторон /B > 10 коэффициент эквивалентного слоя Aw = 2,4.

Найдем по формуле (3.2) мощность эквивалентного слоя

hэ= 2,4 .1,4 = 3,36 м.

Высота сжимаемой толщи, влияющая на осадку фундамента, для слоистого основания составит

Н = 2.3,36 = 6,72 м.

Найдем значения коэффициентов относительной сжимаемости для каждого слоя грунта сжимаемой толщи по формуле (3.10):

, (3.10)

где – коэффициент сжимаемости слоя;

e – коэффициент пористости слоя.

 

Для первого слоя – супеси:

αo1 = 0,0000774 / (1 + 0,72) = 0,000045 (кПа)-1;

 

для второго слоя – мелкого песка:

αo2 = 0,0000419 / (1 + 0,61) = 0,000026 (кПа)-1;

 

для третьего слоя – песка средней крупности:

αo3 = 0,0000314 / (1 + 0,57) = 0,00002 (кПа)-1;

 

для четвертого слоя – суглинка:

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.