Порядок проектирования. Для заданного размера фундамента определяем распределение вертикальных напряжений σzi по глубине их основания

Для заданного размера фундамента определяем распределение вертикальных напряжений σ_zi по глубине их основания. Результаты вычислений обобщены в табл. 3.10 [4].

При этом σ_zg0 = γd = 17,4 × 2 = 35 кПа.

Толщину элементарного слоя грунта назначаем из условия h_i, < 0,4b_ф = 0,4 × 2,0 = 0,8 м, принимаем h_i = 0,5 м.

По табл. 3.8 (графы 7-9) определяем относительную просадочность грунта в середине каждого слоя при среднем фактическом напряжении σ_zi (графа 7, табл. 3.9) и результаты заносим в табл. 3.10 (графа 8).

Из сопоставления средних значений напряжений σ_zi (см. табл. 3.10) в основании фундамента с величиной начального просадочного давления p_sl (см. табл. 1.8) устанавливаем, что деформируемая зона в основании фундамента распространяется до глубины 6,0 м от поверхности (или 4,0 м от подошвы фундамента), где σ_zi = 143,8 кПа <
p_sl = 145 кПа.

Таблица 3.9

Основные характеристики грунтов

Наименование грунта	h, м	, т/м3	, т/м3			Относительная просадочность εsl при p	Начальное просадочное давление Psl кПа	Модуль деформации Е, МПа
100 кПа	200 кПа	300 кПа	природного грунта	уплотненного грунта
Супесь		1,72	1,48	0,16	0,14	0,005	0,008	0,008	—	4,0
	1,74	1,50	0,16	0,14	0,007	0,010	0,011	—	4,0
	1,76	1,52	0,16	0,14	0,010	0,012	0,014		4,5
	1,76	1,52	0,16	0,16	0,010	0,012	0,014		4,5
Суглинок		1,78	1,51	0,18	0,16	0,011	0,014	0,016		5,0
	1,80	1,53	0,18	0,16	0,011	0,014	0,016		5,0
	1,82	1,52	0,20	0,18	0,010	0,012	0,014		6,0
	1,82	1,49	0,22	0,18	0,006	0,008	0,009		6,0

Примечание.

В графе 11 и 12 значения модуля деформации грунтов приведены для условия их полного водонасыщения
(при S_r > 0,8).

Таблица 3.10

Результаты вычисления значений напряжения

Принимаем толщину уплотненного слоя под фундаментами равной = 3,0 м.

С учетом этого определяем необходимый диаметр и вес трамбовки (принимаем = 1,8):

g w:val="EN-US"/></w:rPr><m:t>Рј</m:t></m:r><m:r><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:spacing w:val="0"/><w:lang w:val="EN-US"/></w:rPr><m:t>.</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">

(3.9)

При статическом давлении трамбовки на грунт = 20 кПа вес трамбовки составляет

(3.10)

Определим просадку фундамента за счет неуплотненного слоя просадочного грунта, залегающего на глубине от 5 до 6 м, с использованием данных табл. 3.9 и 3.10 по формуле

(3.11)

где – коэффициент, определяемый по формуле:

(3.12)

– давление, равное 100 кПа;

– толщина i-ro слоя, м.

Определяем величину коэффициента для каждого слоя:

= 0,5 + 1,5(260 130)/100 = 2,45;

= 0,5 + 1,5(260 130)/100 = 2,45;

= 0,5 + 1,5(260 130У100 = 2,45;

= 0,5 + 1,5(260 130)/100 = 2,45;

= 0,5 + 1,5(260 140)/100 = 2,30;

₆= 0,5 + 1,5(260 140)/100 = 2,30;

= 0,5 + 1,5(260 145)/100 = 2,22;

= 0,5 + 1,5(260 145)/100 = 2,22.

Вычисляем величину просадки грунта:

= 0,013×50×2,22 + 0,013×50×2,22= 1,44 + 1,44 = 2,9 см.

Далее вычисляем осадку фундамента методом послойного суммирования согласно требованиям СП 45.13330.2012 [27]) (рис. 3.12).

Все вычисления приведены в табл. 3.10.

Глубина сжимаемой толщи основания под фундаментом составит H_сж = 5,5 м (так как в основании имеется слой грунта с Е=5 МПа, то H_сж была определена по условию 0,2σ_zg=0,2×133,1=27 кПа>σ_zp=
21 кПа). Осредненное значение модуля деформации грунтов ниже границы уплотненной зоны принимаем Е = 5000 кПа.

Тогда

(3.13)

= 0,8×[(253 – 34) ×50 + (222 – 30) ×50 + (174 – 24×50 +

+ (128 – 17) ×50 + (94 – 13) ×50 + (70 – 10) ×50)]/20 000 +

+ 0,8×[(65 – 7) ×50 +(42 – 6) ×50 + (35 – 5) ×50 + (28 – 4) ×50 +

+ (23 – 3) ×50]/5000 = 3,0 см.

Рис. 3.12. Схема для расчета просадки и осадки фундамента

Определим суммарную величину осадки и просадки фундамента на искусственном основании:

(3.14)

что меньше допустимой величины, равной = 12 см.

Таблица 3.11

Результаты вычисления осадки фундамента

Σ3,0 см

Таким образом, принятая глубина уплотнения основания h_c = 3,0 м достаточна.

По формуле (3.7) определяем ширину уплотненной зоны для продольной оси промышленного здания (из расчета сплошного уплотнения вдоль пролета под каждый ряд фундаментов):

b_с = 2,8 + 0,5× (3–1,7) = 3,45 м.

Принимаем уплотнение в три следа, а ширину уплотняемой площади 3×1,7 =5,1 м.

Определим величину недобора грунта при отрывке из котлована по формуле (3.4):

Величину недобора грунта принимаем равной = 30 см, сле­довательно, при отрывке глубина разработки котлована составит:

H = d – h = 2,0 – 0,3 = 1,7 м.

Учитывая близкое расположение фундаментов, проектируем сплошную грунтовую подушку под всей площадью застройки здания.

Тогда ее размеры составят:

b_с = 12 + 2×0,5 = 13 м; l_с = 36 + 2×0,5= 37 м.