4. Розрахунки деформацій підпірної стіни.

4.1. Визначення осідання фундаменту методом пошарового підсумування.

1.Визначаємо товщину розрахункового шару h_і = 0,4·в =0,4·6,72 =2,7 м. Ділимо ґрунт основи на розрахункові шари (необхідна товщина і-го шару становить h_і < 0,4b).

2.Вираховуємо природні напруження від власної ваги ґрунту для h=0, =0; для h= d, кПа.

(Оскільки вся ґрунтова товща згідно умови знаходиться нижче рівня підземних вод WL то питому вагу ґрунту ІГЕ-2 та ІГЕ-3 приймаємо з урахуванням архімедової сили.

Тиск (природні напруження) на нижній межі 1-го розрахункового шару:

  кПа.

Тиск на нижній межі 2-го розрахункового шару :

і т.д.

Результати розрахунків зводимо в табл.4,1. Після розрахунків креслимо епюру зміни природних напружень з глибиною.

 3.Визначаємо додаткові напруження в ґрунті від зовнішнього навантаження, яке створюється підпірною стіною за формулою :

σ_zp = α ∙ P₀;

P₀ = P – σ_zg0 =172,2–18,2 = 154,0 кПа.

P= N_I /b*1 =1157,24/6,72*1=172,2 кПа

Коефіцієнт знаходимо з таблиці 6.2 в колонці з співвідношенням , за показником де z – відстань від підошви фундаменту до нижньої межі шару, в якому визначається напруження.

Розрахунки виконуються до нижньої межі стисливої товщі до ,

4.Визначаємо модуль деформації ґрунту за даними компресійних випробувань для ІГЕ-2

за формулою

  кПа,

де -коефіцієнт, який враховує бічне розширення ґрунту =0,8; е₀ - початковий коефіцієнт пористості; m – коефіцієнт стисливості.

Значення коефіцієнта стисливості знаходимо за формулою:

    кПа^-1.

Визначаємо показники для ІГЕ-2 за формулами:

  кПа,

    кПа^-1.

 5. Розраховуємо за формулою (4.2) осідання кожного шару ґрунту та загальне осідання, яке дорівнює сумі осідань розрахункових шарів. Для першого шару маємо

м; і т д.

Сумарне осідання дорівнює S' = ∑S_i =10,5 см = 0,105 м.

6. Загальне осідання підкранових шляхів становить

;

де: - знайдене осідання ґрунту нижче підошви фундаменту стіни, спричинене тиском ; - осідання товщі ґрунту вище підошви стіни.

Оскільки допустиме осідання підкранових шляхів задається у вигляді різниці осідань між сусідніми підкрановими шляхами то для спрощення розрахунків приймаємо осідання товщі ґрунту від поверхні до підошви стіни  для обох підкранових шляхів рівними. Отже різниця осідання підкранових шляхів буде дорівнювати величині оскільки осідання викликане додатковим навантаженням , яке прикладене до підошви підпірної стіни.

Згідно правил влаштування і безпечної експлуатації вантажопідйомних кранів допустима різниця відміток підкранових шляхів (рейок) становить . Отже згідно умови (4.1) із [1]

.

Таким чином умова не виконується і для забезпечення нормальної експлуатації необхідно додатково вжити інженерних заходів: варіант фундаменту на палях; збільшити ширину підошви стіни, компенсаційні гвинти під рейками. Можливим також є збільшення розмірів підошви підпірної стіни, але це в даних умовах може бути малоефективним.

7.Визначають розрахунковий опір R ґрунту за формулою (4,1) [1]:

                                                            (4.1)

8. Перевіряють виконання умов:

а) для центрально завантаженого фундаменту:

                                                              P R ,                                                                      (4.2)

де P= N_II /A +γ¯ d - тиск під підошвою фундаменту;

б) для позацентрово завантаженого фундаменту:

                                                             P_max 1,2 R , P_min > 0                                               (4.3)

де P_max , P_min - відповідно максимальний і мінімальний тиск під підошвою фундаменту, визначаеться за формулою:

                                                          P_max(min)= N_II /A + γ¯d ± M_ІІ / W ,                                  (4.4)

де N_II - розрахункове навантаження на фундамент, кН; A - площа підошви фундаменту, м² ; γ - середнє значення питомої ваги матеріалу фундаменту і ґрунту на його обрізах, кН/м³ ; d- глибина закладання фундаменту, м ; M_ІІ - момент зовнішніх сил, кН ·м ; W - момент опору підошви фундаменту, для прямокутних фундаментів визначається за формулою W = b l²/6, м³;

де b, l - відповідно ширина і довжина фундаменту.

У випадку невиконання будь-якої умови або значного недовантаження фундаменту змінюють розміри підошви, повторно визначають R і перевіряють виконання перелічених умов.За формулою (4.1) визначають розрахунковий опір R ґрунту. Для даних умов маємо:

кПа.

Перевіряємо умови (4.3) і (4.4) для позацентрово завантаженого фундаменту: P=172,2>135,74=R , P_max =528,49кПа >1,2 R =162,9кПа, P_min =-195,15< 0 де P_max , P_min - відповідно максимальне і мінімальне крайові напруження (тиск) під підошвою фундаменту. Умови не виконуються.