Расчет прочности грунта основания

Расчет сводится к определению среднего р_ср, максимального р_maхи минимального р_min напряжений по подошве фундамента стены исходя из линейной зависимости распределения контактных давлений, что оправдывает применение формул сопротивления материалов для центрального и внецентренного сжатия:

р_ср= ≤ ; (4.1)

p_maх= + ≤ ; (4.2)

р_min = – ≥ 0, (4.3)

где N₁ и М₁ – соответственно сумма всех расчетных вертикальных сил в уровне подошвы фундамента и момент всех расчетных сил относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы (точка О на рис. 2);

W – момент сопротивления подошвы фундамента относительно той же оси, м³;

А – площадь подошвы фундамента, м² ;

R – расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяемое по формуле (4.6);

γ_g – коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4;

γ_с – коэффициент условий работы, принимаемый в расчете равным 1 для р_ср и 1,2 для p_maх..

Площадь подошвы фундамента стены (для случая плоской задачи)

A = b · 1, (4.4)

где b – ширина подошвы фундамента, м.

Момент сопротивления, м³,

W = . (4.5)

Расчетное сопротивление, кПа,

R = 1.7 {R₀ [1 + k₁ · (b – 2)] + k₂ · γ · (d – 3)}, (4.6)

где R₀ – условное расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента, принимаемое в соответствии с физическими показателями грунтов (табл. Б1–Б4) по табл. Б5, Б6;

γ – расчетное значение удельного веса грунта, расположенного в пределах глубины заложения фундамента, ;

d – глубина заложения фундамента, м;

k₁, k₂ – коэффициенты, принимаемые по табл. Б7.

4.1.2 Расчет устойчивости стенки

против опрокидывания

Расчет сводится к выполнению условия

≤ , (4.7)

где М_u1 – расчетный момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (вокруг точки С на рис. 2);

М_z1 – расчетный момент удерживающих сил относительно той же оси;

m – коэффициент условий работы, при нескальных основаниях принимаемый равным 0,8;

γ_n – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.

4.1.3 Расчет устойчивости стены против сдвига

Расчет сводится к выполнению условия

≤ , (4.8)

где Q_r1 – расчетная сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига;

Q_z1 – расчетная удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига;

m – коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9;

γ_n – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.

Расчет по второй группе предельных состояний

Расчет сводится к определению положения равнодействующей N_II в плоскости подошвы фундамента. Эта проверка косвенно контролирует крен стены и выполняется при условии

≤ , (4.9)

где е₀ = – эксцентриситет вертикальной равнодействующей N_IIотносительно центра тяжести площади подошвы фундамента при моменте М_II относительно главной центральной оси подошвы;

ρ = – радиус ядра сечения подошвы фундамента;

= 0,8 (при учете только постоянных нагрузок).

ПРИМЕР РАСЧЕТА ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ

Исходные данные и цели расчета

Размеры стены:

ширина поверху а = 1 м;

ширина подошвы стены b = 3 м;

высота Н = 6 м;

высота фундамента d = 1,5 м;

угол наклона задней грани к вертикали ε = +10°.

Грунт засыпки:

песок мелкий, удельный вес γ_зас = 18 ;

угол внутреннего трения φ = 28°;

угол трения грунта засыпки о заднюю грань стены δ= 1°;

угол наклона поверхности засыпки к горизонту = + 8°.

Грунт под подошвой фундамента (глина):

удельный вес γ = 21,0 ;

влажность = 0,16;

удельный вес твердых частиц γ_s = 27,5 ;

предел текучести = 0,33;

предел раскатывания = 0,15.