Проверка прочности подстилающего слоя

При наличии в пределах сжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы фундамента слоя грунта меньшей прочности, чем прочность грунта вышележащих слоев, размеры фундамента должны назначаться такими, чтобы для суммарного напряжения s_z обеспечивалось условие

sz = (szp - szy) + szg £ Rz,

(67)

где s_zp, s_zy и s_zg - вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента (см. 4.2), кПа;

R_z - расчетное сопротивление грунта пониженной прочности, кПа, на глубине z, вычисленное по формуле (15) для условного фундамента шириной b_z, м, равной:

,

(68)

где A_z = N /s_zp; a = (l – b) / 2, здесь N - вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

l и b - соответственно длина и ширина фундамента.

Пример 9.Проверить прочность пылеватого песка из примера 8.

Решение. Рассматривается первая комбинация нагрузок на фундамент и первая расчетная ситуация по нагрузке на пол.

Дополнительное давление от полосовой нагрузки q = 25 кПа, приложенной вне пределов подошвы фундамента вычислим для осевой точки y₂ = L = 12 м и z = 3,05 м (здесь z расстояние от полосовой нагрузки до кровли пылеватого песка)

z / b₀= 3,05 / 21,3 = 0,143, y₂ / b₀ = 12 / 21,3 = 0,563,

по таблице 40 находим коэффициент k_q = 0,379 и вычисляем дополнительное давление на кровле пылеватого песка

k_q×q = 0,379×25 = 9,48 кПа.

Вычисляем на кровле пылеватого песка вертикальные напряжения s_zp, s_zy и s_zg при z = 0,8 м (здесь z расстояние от подошвы фундамента до кровли пылеватого песка).

При x =2z/b = 2×0,8 / 1,8 = 0,89 и h = l/b = 2,7/1,8 =1,5 по таблице 17 находим интерполяцией коэффициент a = 0,816.

Напряжения на глубине z = 0,8 м от давления по подошве фундамента с учетом дополнительного напряжения k_q×q от нагрузки q = 25 кПа

= 310 кПа,

s_zp = a×p_II + k_q×q = 0,816×310 + 9,48 = 261,92 кПа.

Напряжения от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента

s_zg,0 = d_n = 19×2,2 = 41,8 кПа;

на кровле пылеватого песка

s_zg = g_II,1h₁ = 19×3 = 57 кПа.

Вычисляем напряжения s_zy

s_zy = a×s_zg,0 = 0,816×41,8 = 34,1 кПа.

Определяем нагрузку N

N = = 1292,8 + 20×2,2×2,7×1,8 = 1507 кН

и подсчитываем площадь условного фундамента

A_z = N /s_zp = 1507 / 261,92 = 5,8 м².

Находим ширину условного фундамента

a = (l – b) / 2 = (2,7-1,8) / 2 = 0,45 м,

= = 2 м.

По таблице 15 для песка пылеватого насыщенного водой при L/H = 6 g_c1 = 1,1, g_c2 = 1,0.

Прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями, поэтому k = 1.

При b < 10 м k_z = 1.

По таблице 16 для φ = 30° М_g = 1,15, М_q = 5,59, М_c = 7,95.

Осредненный удельный вес грунта под подошвой условного фундамента вычисляется в пределах 0,5b = 0,5·2 = 1 м. В этих пределах расположен только песок пылеватый, для которого при определении удельного веса учитываем взвешивающее действие воды по формуле

g_II = 9,99 кН/м³.

= 19 кН/м³ (для слоя №1 – супеси).

Глубина заложения от уровня планировки d₁ = 3 м, т.к. подвала нет d_b = 0.

Расчетное сопротивление грунта вычисляем по формуле (15)

=

= = 377 кПа.

Проверяем выполнение условия (67)

s_z = (s_zp - s_zy) + s_zg = (261,92 - 34,1) + 57 = 283,92 кПа < R_z = 377 кПа,

условие выполнено.

В курсовом проекте после определения размеров по условию (55) в соответствие с требованиями п. 7.2, конструирования фундаментов и, в случае необходимости, проверки подстилающего слоя следует для одного фундамента с максимальной вертикальной силой вычислить осадку и проверить выполнение условия (54).