Расчёт осадок методом послойного суммирования.

1. Для расчёта осадок по данному методу требуются следующие исходные данные:

а). Таблица физико-механических свойств грунтов (см. Таблица 1).

б). Инженерно-геологический разрез (см. Рис. 2)

в). Нагрузка на верхний обвес фундамента (см. Приложение 1).

2. Определить осадку фундамента в данном случае можно, построив эпюры - вертикальных нормальных напряжений, 0.2 и - эпюра вертикального напряжения от собственного веса грунта (природное). Для этих построений вычерчивается специальная расчётная схема (см. Рис. 3), на которой слева располагают эпюру, а справа эпюры 0.2 и . Масштаб построения - в 1см 25 кПа.

Для эпюры вертикального нормального напряжения необходимо вычислить напряжения от собственного веса грунта на границе каждого инженерно-геологического элемента (ИГЭ), по формуле:

;

Где - удельный вес грунта в данном слое, кН;

h_i - глубина залегания подошвы слоя, м.

d - расстояние от уровня планировки до подошвы фундамента, м.

1. Для суммарной мощности ИГЭ(1+2) определяем вертикальное нормальное напряжение :

2. На уровне подошвы фундамента:

3. Для ИГЭ-3:

4. Для ИГЭ-4:

5. Для ИГЭ-5-сухой части:

6. Для ИГЭ-5-обводнённой, учитывая взвешивающее воздействие воды:

7. Для ИГЭ-5- общей толщи:

8. Для ИГЭ-6.

После построения эпюры , справа строим эпюру 0.2 в том масштабе, в котором строили эпюру (в 1см 25 кПа).

3. Далее определяем величину дополнительного (осадочного) давления на грунт под подошвой фундамента:

;

Где P = (F_V,II + G_m,II + G_uh,II)/А - среднее давление под подошвой фундамента;

- вертикальное нормальное напряжение на подошве фундамента, =43кПа;

F_V,II - вертикальная нагрузка на фундамент = 1270 кН;

G_m,II - вес фундамента, кН;

А - b·l -площадь подошвы фундамента, м²;

G_uh,II - вес грунта на обрезах фундамента, кН;

Отсюда

Следовательно осадочное давление

4. Разбиваем грунты основания на элементарные слои толщиной h_i, исходя из условия . В данном случае h_i = 0,2 · 2.5 = 0.5м; Граница элементарных слоёв совпадает с границей естественного напластования. Расчёт ведем от вертикальной координаты (z=0) которая находится на подошве фундамента. Все расчёты сводятся в Таблицу 4.

Таблица 4

Таблица расчета осадки фундамента Ф₃ методом послойного суммирования.

5. Производим расчёт вертикальных напряжений от осадочного давления на границах элементарных слоёв грунта по формуле:

где - коэффициент рассеивания напряжений, принимаемый по Таблице (см. Приложение 3).

По результатам расчёта с правой стороны оси строится эпюра . Точка пересечения эпюр и 0.2 - соответствует нижней границе сжимаемой толщи. Эта точка находится на глубине 5.05м от подошвы фундамента. Расчёт осадок ведем в пределах этой границы, считая, что ниже осадки незначительны (в пределах точности чертежа).

6. Определяем величину средних напряжений в каждом из элементарных слоёв по формуле:

;

Все полученные значения среднего напряжения заносим в Таблицу 4.

7. В итоге находим величины осадок каждого элементарного слоя по формуле:

где - коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения при деформировании грунтов в условиях компрессии (Табл. 5).

Таблица 5

- среднее вертикальное напряжение в элементарном слое, кПа;

h_i - глубина подошвы элементарного слоя, м;

Е - модуль деформации грунтов, кПа;

8. Суммарная осадка всех элементарных слоёв составляет расчётную величину осадки основания: