12. Определение осадок при строительстве инженерных сооружений

Факторами, определяющими долговечность сооружений, являются не напряжения в грунте, (если они не достигают предельных величин), а деформации их оснований – осадки. Осадкой основания называется вертикальное перемещение поверхности грунта в результате деформации грунта, расположенного ниже подошвы фундамента.

Расчетная величина полной осадки фундамента, а также разность осадок отдельных его частей не должна превышать некоторых предельных для данного сооружения величин, определенных нормами СниП:

S_расч  S_пред ;  S_расч   S_пред

Как следует из закона уплотнения, изменение пористости грунта  пропорционально действующей нагрузке р: а р.

Это соотношение характеризует компрессионную кривую, описываемую выражением:

_i =₀ –(1+₀),

где ₀ –начальная пористость грунта,

s_i – осадка образца грунта на i-ой ступени нагрузки;

_i – пористость грунта при внешнем давлении р_i.

Выполним элементарные преобразования:

(1+₀)= ₀ –_i; (1+₀)= , т.е. (1+₀)= а р,

Таким образом,

,но .

Следовательно, абсолютная конечная осадка отдельного слоя грунта мощностью h_i

s_i= a₀ h_iP_zi,

где a₀ – коэффициент относительной сжимаемости грунта,

h_i – толщина i-ого слоя грунта,

P_zi – внешнее давление в i-ом слое грунта.

При осадке образца в реальных условиях проявляется боковое расширение грунта, которое необходимо учитывать при определении реальной осадки грунта.

По теории линейно деформируемой среды (в объеме грунта выполняется условие линейной зависимости между деформациями и напряжениями) относительная вертикальная деформация _z элементарного объема грунта толщиной dZ описывается следующим выражением:

_z ,

где _x,_y,_z – главные нормальные напряжения,

Е – модуль деформации,

 - коэффициент относительной поперечной деформации (коэффициент Пуассона).

В обобщенном виде осадку i-ого слоя грунта можно выразить через относительную вертикальную деформацию: s_i =_zih_i.

Минуя преобразования, запишем строгое выражение для осадки i-ого слоя грунта через вертикальную деформацию:

s_i= ;

обозначим  = - коэффициент, характеризующий боковое расширение грунта

(по СНиП  принимается равным 0,8 для всех типов грунтов). Тогда абсолютная осадка i-ого слоя грунта S_i, находящегося на глубине Z, с модулем общей деформации Е_i толщиной h_i при воздействии на него внешнего давления

S_i= . (*)

12.1 Вычисление осадок фундаментов при строительстве инженерных сооружений

Метод послойного суммирования

Метод послойного элементарного суммирования заключается в том, что осадку грунта под действием нагрузки от сооружения определяют как сумму осадок элементарных слоев грунта толщиной h_i = (0,2-0,4)b, гдеb –ширина фундамента по его подошве. Сжатие каждого элементарного слоя происходит под влиянием среднего давления, которое приближенно принимается равным полусумме вертикальных напряжений_я,, возникающих на верхней и нижней границах рассматриваемого элементарного слоя толщинойh_i .

При этом распределение вертикальных сжимающих напряжений в линейно-деформируемом полупространстве принимается в соответствии со схемой, приведенной на рисунке.

Рис 12.1. Схема распределения вертикальных сжимающих напряжений.

DL - отметка планировки;

NL – отметка поверхности природного рельефа;

FL – отметка подошвы фундамента;

WL – уровень подземных вод;

BC – нижняя граница сжимаемой толщи;

d и d_n -глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки

и поверхности природного рельефа;

b - ширина фундамента;

p – среднее давление под подошвой фундамента;

p₀ - дополнительное давление на основание;

 _zg0 -вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

_zg– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубинеzот подошвы фундамента;

 _zp0 - дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента;

 _zp - дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубинеzот подошвы фундамента;

H_с- глубина сжимаемой толщи.

 _zg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

 _zg0 = d – при планировке срезкой;

 _zg0 = d_n – при отсутствии планировки и планировке подсыпкой;

 - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента

(d и d_n – обозначены на рисунке);

 _zg - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя,

расположенного глубинеzот подошвы фундамента определяется по

формуле:

 _zg=   d_n _i  h_i

_i – удельный вес i – ого слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.

P - среднее давление под подошвой фундамента;

P₀=P- _zg0 – дополнительное вертикальное давление на основание.

Дополнительным давлением P₀ называется то давление, под действием которого грунт дополнительно уплотняется. В природном состоянии он уже уплотнен давлением от собственного веса. Дополнительное давление на уровне подошвы фыундамента вычисляется, как разность между давлением от сооружения P и природным (или бытовым) давлением от веса толщи грунта выше подошвы фундамента, вынимаемого при закладке фундамента Р_б=h_ф.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине zот подошвы фундамента:

 _zp – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

 _zpс – по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольног фундамента

определяются по формулам:

 _zp=P₀ ; _zpс = (/4)  p₀

 - коэффициент, определяемый по таблице 12.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины  = 2z/b при определении  _zp и  = z/b при определении  _zpс.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z=H_c, где выполняется условие  _zp=0,2 _zg, здесь  _zp – дополнительное вертикальное напряжение на глубине z=H_c, по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е< 5 Мпа (50кГ/см²) или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z=H_c, то нижняя граница сжимаемой толщи определяется, исходя из условия  _zp=0,1 _zg,

Осадка основания Sс использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

, где  - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

(_zp)_i - среднее значение дополнительного нормального напряжения в i – ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжнений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя, на вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i - толщина i – ого слоя грунта; Е_i - модуль деформации i – ого слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита толща основания.

Таблица 12.1

	Коэффициент  для фундаментов
	круглых	Прямоугольных с соотношением сторон = (l/b)						ленточ ных 10
		1,0	1,4	1,8	2,4	3,2	5
0	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	0,390	0,449	0,532	0,578	0,612	0,629	0,639	0,642
2,0	0,285	0,336	0,414	0,463	0,505	0,530	0,545	0,550
2,4	0,214	0,257	0,325	0,374	0,419	0,449	0,470	0,477
2,8	0,165	0,201	0,260	0,304	0,349	0,383	0,410	0,420
3,2	0,130	0,160	0,210	0,251	0,294	0,329	0,360	0,374
3,6	0,106	0,131	0,173	0,209	0,250	0,285	0,319	0,337
4,0	0,087	0,108	0,145	0,176	0,214	0,248	0,285	0,306
4,4	0,073	0,091	0,123	0,150	0,185	0,218	0,255	0,280
4,8	0,062	0,077	0,105	0,130	0,161	0,192	0,230	0,258
5,2	0,053	0,067	0,091	0,113	0,141	0,170	0,208	0,239
5,6	0,046	0,058	0,079	0,099	0,124	0,152	0,189	0,223
6,0	0,04	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	0,029	0,031	0,040	0,058	0,106

Примечание:

1. b– ширина или диаметр фундамента,

l - длина фундамента.

2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью S, значения принимается как для круглых фундаментов радиусом .

3. Для промежуточных значений  и  коэффициент  определяется по интерполяции.

Методика расчета:

• контуры фундамента нанести на геологический разрез основания;

• основание фундамента расчленяется на горизонтальные, однородные по сжимаемости слои, которые далее разбиваются на полосы толщиной h_i=0,2b;

• пользуясь схемой распределения вертикальных давлений, приведенных на рис. 12.1, вычисляют нормальные дополнительные давления в грунте в точках пересечения вертикальной оси, проходящей через центр подошвы фундамента, с границами выделенных слоев основания до глубины сжимаемой толщи: P_0z=(P-P_б);

• на расчетной схеме слева от оси строят эпюру сжимающего давления, а слева – эпюру природного давления P_бz=   h_ф _i  h_i ;

• границу сжимаемой толщи принимают на глубине z, где соблюдается условие

P_0z0,2 P_бz;

• осадка вычисляется по формуле , гдеР_i – среднее давление в i-ом слое.

В случае однородного грунта основания, т.е. постоянного модуля деформации по глубине, , гдеР₁,Р₂,…,Р_n – дополнительные давления на границах выделенных слоев. Полученное значение осадки фундамента сверяется с предельно допустимыми величинами оснований зданий и сооружений, определяемых таблицами СНиП.

Задача17.

Определить осадку квадратного фундамента размером (44)м при глубине его заложения от поверхности земли h’=2м и среднем фактическим давлением по подошве Р=2.36 кГ/см². Основание подстилается 2 слоями: первый слой – суглинок, мощностью 3,2м, ₁= 1,8 Т/м³, Е₁= 41,5кГ/см², 2 слой – глина ₂= 2,0Т/м³, Е₂= 74кГ/см².

Решение.

1. Контур фундамента наносим на геологический разрез.

2. Сжимаемую толщу разбиваем на слои мощностью h₁==0,2b=0,8м. Граница выделенного слоя при z=3,2м совпадает с подошвой суглинка.

3. Определяем природное и дополнительное давление на уровне подошвы фундамента. Р_б = (’h’)=1,8  2=3,6 Т/м²= 3,6(1000 кГ /10000 см²)=0,36кГ/см²,

Р₀=Р- Р_б= 2,36-0,36=2,0 36кГ/см².

4. Определяем те же величины давлений для выделенных слоев по глубине z и результаты заносим в таблицу, учитывая, что =(l/b)=(4/4)=1, для суглинка _ih_i=0,001880=0,144кГ/см², для глины _ih_i=0,00280=0,16кГ/см² .

Вид грунта	Н (м)	Z (м)	=		zp=P0z= P0	zg=Pбz=   hф  i  hi
Суглинок m=3,2м, 1= 1,8Т/м3, Е1= 41,5кГ/см2	2,0	0,0	0,0	1,000	2,000	0,36	5,56
	2,8	0,8	0,4	0,960	1,920	0,36+0,144=0,504	3,81
	3,6	1,6	0,8	0,800	1,600	0,504+0,144=0,648	2,46
	4,4	2,4	1,2	0,605	1,212	0,648+0,144=0,792	1,53
	5,2	3,2	1,6	0,449	0,898	0,792+0,144=0,936	0,95
Глина 2= 2,0Т/м3, Е2= 74кГ/см2	6,0	4,0	2,0	0,336	0,572	0,936+0,16=1,096	0,52
	6,8	4,8	2,4	0,257	0,514	1,096+0,16=1,256	0,41
	7,6	5,6	2,8	0,201	0,402	1,256+0,16=1,416	0,28
	8,4	6,4	3,2	0,160	0,320	2,416+0,16=1,576	0,203

6. Определяем глубину сжимаемой толщи по условию 0,2 Н_с =8,4 м

7. Определяем осадку фундамента S. Полная осадка равна сумме осадок слоем суглинка и глины S= S₁+ S₂.

S₁=+1,92+1,60+1,212+) = 9,6см

S₂=+0,672+0,514+0,402+) = 1,9см

Полная осадка S= 9,6+1,9=11,5 см.

Самостоятельно.

Решить ту же задачу для фундамента размером (28) м.

Расчет осадки основания с использованием расчетной схемы линейно деформируемого слоя (формула К.У. Егорова)

Определение осадки основания по формуле Егорова с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого (упругого) слоя конечной толщины применяется, если:

• сжимаемая толща постилается в пределах мощности активного слоя практически несжимаемыми породами с модулем деформации Е₀>100 МПа (1000 кГ/см²);

• фундамент имеет большие размеры (ширина или диаметр больше 10 м) и модуль деформации грунтов больше 10 МПа независимо от глубины залегания малосжимаемого слоя.

,

где b - ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;

Р - полное среднее давление, действующее по подошве фундамента (без вычета природного давления);

М - поправочный коэффициент, определяемый по таблице (**) в зависимости от m’ - отношения толщины упругого слоя Н к полуширине (b<10-15 м) или радиусу фундамента;

n- количество слоев, различающихся по сжимаемости в пределах упругого слоя Н;

К_i - коэффициент, определяемый по таблице (*) дляi-ого слоя в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и отношения глубины залегания слояzк полуширине фундамента;

E_i - модуль деформации i-ого слоя.

Расчетная мощность линейно деформируемого слоя Н_расч принимается до кровли грунтов с модулем Е₀>100 МПа и для фундаментов больших размеров при модуле деформации Е₀>10 МПа по формуле

Н_расч = Н₀+t·b;

где Н₀иtпринимаются в зависимости от типа грунта:

Таблица 12.2

	глина	песок
Н0	9	6
t	0.15	0.1

Если основание сложено и глинистыми и песчаными грунтами, значение Н_расч определяется как средневзвешенное.

Если ниже Н_расч расположен слой с модулем деформации Е₀<10 МПа и его мощность менее 5 метров, то значение Н_расч должно быть увеличено на толщину этого слоя. При большей мощности слоя такого грунта, а также если вышележащие слои имеют модуль деформации Е₀<10 МПа, расчет осадок выполняется по расчетной схеме линейно деформируемого полупространства методом послойного суммирования.

Полученное значение осадки фундамента сравнивается с предельно допустимыми величинами совместных деформаций оснований зданий и сооружений по таблице СНиП.

Расчет осадок методом эквивалентного слоя

Методика расчета основывается на представлении грунта основания в виде безграничного слоя такой мощности hсжатие которого дает величину, равную осадке реального фундамента. Соответствующую мощность выделенного слоя, называемого эквивалентным, определяют по формуле: h_э=,

где; - ширина фундамента;- коэффициент относительной поперечной деформации;- коэффициент формы и жесткости фундамента, определяемый по таблице 12.3.

Полная стабилизированная осадка образца от внешней нагрузки Р:

S=P h_э = P h_эa₀₌РАb a₀..

При слоистом залегании пластов грунта вместо a₀ - коэффициента относительной сжимаемости однородного сжимаемого слоя вычисляем его среднее по слоям значение дляудвоенноймощности эквивалентного слоя 2h_э:

гдеh_i- мощность отдельных слоев, залегающих ниже подошвы фундамента в пределах глубины 2h_э;

a_0i=a/(1+₀)- коэффициент относительной сжимаемости для каждого рассматриваемого слоя с начальной пористостью₀;

z_i- расстояние от уровня 2h_эдо середины каждого слоя;

2h_э - мощность сжимаемой толщи.

В этом случае полная осадка вычисляется по формуле: S= P·h_э·a= РАb·a

Рис.12.2 Схема построения эквивалентной эпюры уплотняющих давлений

Задача 18.

Определить величину полной стабилизированной осадки с прямоугольной площадью подошвы (b=1,6 м, l= 3,2 м) при глубине заложения фундамента h_ф= 1,5 м, давлении на грунт р₀=2кГ/см² и объемном весе грунта выше подошвы фундамента =1,8Т/м³.

Фундамент возводится на слоистой толще грунтов (мощность слоев указана на рисунке),характеризуемых: 1-й слой (супесь)—а₀₁=0,008см²/кГ;2-й слой (суглинок)—а₀₂=0,012см²/кГи 3-й слой (мощная толща глин)—а₀₃ =0,015см²/кГ.

При отношении сторон площади подошвы l/b=3,2/1,6=2по таблице 29для средней осадки (при₀=0,3) находимA_m=1,6.

Тогда мощность эквивалентного слоя грунта

h_э= A_m b= 1,6  1,6=2,56 м.

Рис. 12.3 Иллюстрация расчета осадок фундамента

на слоистых напластованиях грунтов

Высота эквивалентной эпюры уплотняющих давлений 2 h_э=2 2,56=5,12м.

Величина расчетного (сверх природного) давления на грунт равна

P=p₀ -  h_ф = 2 – 0,0018  150= 1,73кГ/см².

Для определения полной стабилизированной осадки фундамента необходимо знать величину среднего относительного коэффициента сжимаемости на всю ак­тивную зону сжатия.

По профилю напластований грунтов (см. рис. 12.3)определяем расстояниеz от серединыкаждого слоядо глубины 2h_э:

Z₁=5,12 - 1= 4,12 м;

Z₂=5,12 -2,0 -0,75=2,37 м

Z₃=1,62/2=0,81 м.

Величину среднего относительного коэффициента сжимаемости вычисляем по формуле

Тогда величина полной стабилизированной осадки фундамента на трехслойной толще грунтов

S =256  0,0098  1,73 = 4,3 см

Таблица 12.3

Значения коэффициента эквивалентного слоя a

Cоот­ношение сторон =l/b	Гравий и галька			Пески						Суглинки пластичные						Глины и суглинки мягкопластичные
	глины и суглинки твердые и полутвердые -						супеси твердые и пластичные						глины пластичные
	µ0 = 0,10			µ0 = 0,20			µ0 = 0,25			µ0 = 0,30			µ0 = 0,35			µ0 = 0,40
1,0	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
2,0	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
3,0	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
4,0	1,99	1,72	1,63	2,09	1,81	1,72	2,21	1,92	1,81	2,41	2,09	1,97	2,77	2,39	2,26	3,53	3,06	2,90
5,0	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
6,0	2,25	1,98	—	2,37	2,09	—	2.50	2,21	—	2,72	2,41	—	3,14	2,76	—	4,00	3,53	—
7,0	2,35	2,06	—	2,47	2,18	—	2,61	2,31	—	2,84	2,51	—	3,26	2,87	—	4,18	2,67	—
8,0	2,43	2,14	—	2,56	2,26	—	2,70	2,40	—	2,94	2,61	—	3,38	2,98	—	4,32	3,82	—
9,0	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 более	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
коэф­ фициенты	a0	am	ac	a0	am	ac	a0	am	ac	a0	am	ac	a0	am	ac	a0	am	ac

12.2 Свойство просадочности лессовых грунтов

Основными количественными критериями просадочности являются следующие величины: относительная просадочность _sl, начальное просадочное давлениеР_sl, начальная просадочная влажностьW _sl.

• Относительная просадочность _sl,определяемая по результатам компрессионных испытаний в условиях полного водонасыщения грунта (замачивания) и при определенном давлении:

,

где h_пр – высота образца при природной влажности, обжатого давлением от внешней нагрузки и собственного веса грунтаР=_zp + _zg при компрессионных испытаниях (в условиях невозможности бокового расширения),

h_w – высота того же образца после пропуска через него воды с сохранением заданного давления,

h₀ - высота того же образца грунта, обжатого природным давлениемР_zgпри естественной влажности в условиях невозможности бокового расширения при естественной влажности, обжатого природным давлениемP_zg.

Грунт считается просадочным, если _sl0.01.

Рис. 12.4 Деформация лессовых пород (просадка) при увлажнении

1- участок породы под нагрузкой, равной сумме природного давления и давления от сооружения; 2 – участок породы после увлажнения; участок компрессии породы после просадки

• Начальное просадочное давление Р_sl представляет собой минимальное давление, при котором начинает проявляться просадка при полном водонасыщении грунта.Начальное просадочное давлениепри лабораторном испытании грунтов определяется по давлению, при котором_sl=0.01. Для этого строят графики _sl= f(P_zp) по данным компрессионных испытаний и определяютР_sl .

Рис.12.5 Определение начального просадочного давления:

а – изменение высоты образца h в условиях компрессионных испытаний;

b – определение величины просадочности

Проведение компрессионных испытаний на просадочность позволяет определить тип грунтовых условий по просадочности:

Iтип - просадка от собственного веса грунта не превышает 5 см, просадка возникает только от внешней нагрузки.

IIтип – кроме просадки от внешней нагрузки, просадка от собственного веса грунта составляет более 5 см.

• Начальная просадочная влажность W _sl – это минимальная влажность, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.

Схема исследований на просадочность для получения количественных характеристик.

По результатам компрессионных испытаний необходимо построить следующие зависимости:

1. График зависимости относительной деформации е=h/hот внешней нагрузки σ:

а) при естественной влажности,

б) просадка образца при замачивании,

в) при полном водонасыщении.

2. Графики зависимости относительной деформации от давления по методу двух кривых – одновременные испытания двух образцов при естественной влажности и при полном водонасыщении, взятых с одной и той же глубины (рис.12.6):

а

Рис. 12.6 Компрессионные кривые лессовых пород при испытаниях по методу одной кривой (а) и двух (б) кривых.

1-кривая для образца естественной влажности; 2- кривая для образца, искусственно увлажненного.

2. График зависимости относительной просадочности от давления _sl= f(P_zp) для данной глубины отбора образцов – рис.13.2(б). По графику определяется также относительное просадочное давление при Р=Р_быт, и при Р=3 кГ/см².

3. Графики зависимости относительной просадочности от давления _sl= f(P_zp) для разных глубин отбора образцов. По графикам определяется начальное просадочное давление для данных глубин отбора образцов.

Расчет величины просадки от сооружения.

Суммарная вертикальная деформация складывается из двух величин:

S=S₀+S_SL,

где S₀– осадка основания, определяемая по схеме для непросадочных грунтов,

S_SL – просадка грунта от внешней нагрузки и собственного веса грунта.

Просадка грунтов основания при увеличении влажности определяется по формуле:

S_sl=_sli*h_i *K_{sli ,}

где _sli – относительная просадочностьi-ого слоя грунта, определяемая при компрессионных испытаниях,

h_i– мощностьi-ого слоя грунта,

K_sli – коэффициент, определяемый в зависимости от размеров фундамента:

K_sli =1 дляb>12м,

Для b< 3м

K_sli= 0.5+1,5(P-P_sli) /P_0,P₀= 100кПа = 1 кГ/см².

Р – среднее давление под подошвой фундамента,

P_sli– начвльное просадочное давлениеi-ого слоя грунта.

Для промежуточных значений размеров фундамента K_sliопределяется интерполяцией.

Задача.

Определить просадку ленточного фундамента шириной b=2м при замачивании сверху. Давление на подошве фундамента Р = 3,5 кГ/см² = 350 кПа = 0,35Мпа. На разрезе участка с глубины 2м отмечена лессовидная глина до глубины 4м от поверхности. Глубина заложения фундамента 2м, фундамент закладывается в насыпном грунте с объемным весом= 1,94 Г/см².

Таблица 12.4

Основные физические характеристики лессовидной глины.

Глубина отбора м	Psli , кПа	s		W	sli при давлении
					Р=100кПа	Р=200кПа	Р=300кПа
2,1	200	1,48	1,82	0,233	0,006	0,01	0,012
2,5	50	1,58	2,01	0,272	0,015	0,022	0,022
3,0	230	1,54	1,96	0,279	0,004	0,009	0,012
3,3	300	1,54	1,95	0,262	0,006	0,009	0,010
3,8	290	1,56	1,95	0,247	0,004	0,008	0,010

_s – плотность частиц грунта, - плотность грунта,W –естественная влажность,

_sli - относительная просадочность при соответствующем давлении под подошвой фундамента,

P_sli– начальное просадочное давление на глубинеi-ого слоя грунта.

Просадочную толщу разбиваем на слои h_i=0,2b= 40 см.

Среднее напряжение в середине каждого слоя _i в середине каждого слоя определяется каксумма дополнительного давления от нагрузки фундамента и собственного веса грунта:

_i = _zpi + _zgi

По таблице 13.1 определяем относительную просадочность грунта в середине каждого слоя при средне фактическом напряжении _i и результаты заносим в таблицу:

Таблица 12.5

Глубина от подошвы фундамента Z	Psli , кПа	zg=d+ihi кПа	(2z/2,1)	*P0 = (P-zg)	zg +P0	i	sli	Ksli
0	200	38,8 =(19,4*2)	1	311,2	350	348 328 283 237 204
0,4	200	46=38,8+18*0,4	0,964	301	347		0,012	2,75
0,8	50	54=46+20,1*0,4	0,815	254	308		0,022	5
1.2	230	62,8=54+19,5*0,4	0,629	196	258		0,012	2,3
1,6	300	70	0,472	147	217		0,010	1,25
2,0	290	78	0,358	112	190		0,010	1,4

По формуле K_sli= 0.5+1,5(P-P_sli) /P₀

определяем величины коэффициента K_sli для каждого слоя грунта.

K_sl1 = 0,5 +1,5 (350 – 200) / 100 =2,75

K_sl2= 0,5 +1,5 (350 – 50) / 100 =5

K_sl3= 0,5 +1,5 (350 – 230) / 100 =2,3

K_sl4 = 0,5 +1,5 (350 – 300) / 100 =1,25

K_sl5 = 0,5 +1,5 (350 – 290) / 100 =1,4

По формуле S_sl=_sli*h_i *K_sli определяем просадку лессовых глин.

S_sl = 40 (0,012*2,75 + 0,022*5,0 + 0,012*2,3 + 0,01*1,25 + 0,01*1,4) = 7,9 см