Расчёт и конструирование фундаментов. Вывод по результатам анализа инженерно-геологических изысканий, страница 7

h_i – толщина i–го прорезаемого слоя грунта, м;

n – количество однородных слоев грунта, с одинаковым углом внутреннего трения j_II,i, которые прорезает свая в пределах своего погружен.

     Рисунок 11 – К определению размеров условного фундамента.

Осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта j_II,mt вычисляется в пределах глубины погружения свай в грунт                h= 0,5 +7,15 = 7,65 м. Осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта равно

j_II,mt = = 30,8°, j_I,mt/ 4 = 30,8 / 4 =7,7°.

Вычисляем ширину подошвы условного фундамента:

b_y = 0,3 + 2×7,65×tg(7,7) = 2,37 м.

Т.к. под острием свай нет грунта с показателем консистенции       I_L > 0,6, размеры условного фундамента не ограничиваем.

Вычисляем объем и вес ростверка, принимая удельный вес железобетона равным 25 кН/м³ и коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса железобетона g_f  = 1,

V_f = 0,6×1×0,6 = 0,36 м³,

N_pII = g_f ×25×V_f = 1×25×0,36= 9,0кН.

Определяем объём песка в составе условного фундамента:

А –площадь песка , посчитана с помощью программы Autocad 2007.

h – высота сваи в песке.

V_песка = А_.*1*– a_св*b_св*h_.= 4,52* 0,3*0,3*0,9 =4,44м³.

Осреднённое расчётное значение удельного веса песка g₁₁:

   = (18,7 – 10)/(1+0,65) = 5,27кН/м³;

N_песка =  g_f *  g₁₁* V_песка = 1*15,67*4,44 =69,6кН.

Определяем объём торфа в составе условного фундамента:

h_т – высота сваи в торфе.

V_торфа = b_y* 1 *h_т – a_св*b_св*h_т.= 2,37*1*1 –  0,3*0,3*1 =2,28м³.

N_торфа =  g_f *  g_sb* V_торфа = 1*1,25*2,28 =2,85кН

Определяем объём глины в составе условного фундамента:

h_г – высота сваи в глине.

V_глина = b_y*1*h_г – a_св*b_св*h_г.= 2,37*1*0,5 – 0,3*0,3*0,5 =1,14м³.  

N_глина =  g_f *  g_sb* V_глина = 1*7,13*1,14 =8,13кН

Определяем объём мелкого песка в составе условного фундамента:

h_м.п. – высота сваи в мелком песке.

V_{м.песка} = b_y* 1 *h_м.п. – a_св*b_св*h_м.п..= 2,37*1*7,15 – 0,3*0,3*7,15 =16,3м³.

N_{м.песка} =  g_f *  g_sb* V_{м.песка} = 1*10,06*16,3 =163,98кН.

Вычисляем  вес пола на уступах условного фундамента:

N_{у.усл.ф.} = g_f *2* h_{у.усл.ф.}*1*b_{у.усл.ф..}* g_б = 1*2*0,27*0,885*1*25 = 11,95кН.

N_свай = 0,3*0,3*9,55 = 0,86кН

Находим максимальную нормальную составляющую давления условного фундамента на грунт основания:

N₀₁₁ 288,67кН на 1метр погонный.

N₁₁ = N₀₁₁+ N_pII + N_песка + N_торфа + N_глина + N_{м.песка} + N_у.усл.ф + N_свай = 288,67+9+69,6+2,85+8,13+163,98+11,95+0,86 =  555,04кН

Давление по подошве условного фундамента:

р_II == 234,2кПа.

Вычисляем расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента.

По таблица 5.2 [11] для песка гравелистого насыщенного водой определяем g_с1  = 1,4, g_с2  = 1,4 (сооружение в целом специально не приспособлено для восприятия усилий от деформаций основания).

k- коэффициент, принимаемый равным 1;п.5.5.8[11]

k_z- коэффициент, принимаемый при b_у= 2,37 м < 10 м равным 1. 1;п.5.5.8[11]

M_g= 2,46, M_q= 10,85 и M_с = 11,73 - коэффициенты, принимаемые для j_II = 40 °по (таблица 5.3, [11]).

Под подошвой фундамента на глубину 3 м распространяется песок гравелистый . Т.к. 0,5b_y = 0,5×2,37 = 1,19 м < 3м, осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы, равно удельному весу песка гравелистого с учетом взвешивающего действия воды

Фундамент прорезает четыре слоя грунта –  песок, торф, глина и песок мелкий поэтому осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, равно

= 9,78 кН/м³.

Удельное сцепление грунта (песка гравелистого) под подошвой фундамента с₁₁ = 1,0 кПа. 

Глубина заложения фундамента от уровня планировки

= 9,98+0,27*25/9,78 = 10,67м.

Вычисляем расчетное сопротивление основания условного фундамента R с учетом взвешивающего действия воды

= 2365 кПа.

Получили р_II = 234,2 кПа < R = 2365 кПа. Условие расчета оснований фундаментов по второй группе предельных состояний  выполняется.