Министерство образования и науки Украины
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра оснований и фундаментов
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
Выполнил:
ст. гр. ПГС-52с
Горбан А.С.
Проверил:
Ересько Е.Г.
Одесса 2010
Вариант №4
Наименование грунта. Характеристики |
Суглинок лессовидный | Супесь лессовая | Суглинок лессовидный | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Мощность слоя, h(м) | 3,2 | 4,2 | 4,3 | |
| γs
, кН/м3 |
26,9 | 26,9 | 26,7 | |
| γ, кН/м3
|
17,9 | 17,1 | 17,9 | |
| W | 0,19 | 0,18 | 0,17 | |
| E/Esat
, МПа |
8/3,5 | 7,7/3,5 | 8/2,4 | |
| Psl
, кПа |
120 | 80 | 70 | |
| εsl
при σzg , кПа |
50 | 0,006 | 0,005 | 0,007 |
| 150 | 0,022 | 0,024 | 0,023 | |
| 250 | 0,031 | 0,032 | 0,030 | |
| φ, град | 20 | 20 | 18 | |
| с, кПа | 20 | 20 | 19 | |
Определение типа грунтовых условий по просадочности:
γdi
= γdi
/ 1+wi
, кН/м3
γd
1
=17,9/(1+0,19) = 15.04 кН/м3
;
γd
2
= 17,1/(1+0,18) = 14.49 кН/м3
;
γd
3
= 17,9/(1+0,17) = 15.3 кН/м3
;
n = 1-γd
/ γs
n1
= 1- 15,04/26,9 = 0,44;
n2
= 1- 14,49/26,9 = 0,46;
n3
= 1- 15,3/26,7 = 0,427;
1. Определение удельного веса грунтов в водонасыщенном состоянии:
γsat i
= γdi
+ Sr
× n × γw
, кН/м3
где γw
=10 кН/м3
;
Sr
= 0,8 – для суглинок;
Sr
= 0,85 – для супеси;
γsat
1
=15,04+0,8×0,44×10=18,56 кН/м3
;
γsat
2
=14,49+0,85×0,46×10=18,4 кН/м3
;
γsat
3
=15,3+0,8×0,427×10=18,716 кН/м3
;
2. Определяем ординаты эпюры напряжений от собственного веса грунта на отметке подошвы каждого слоя:
σzg i
= ∑ γsat i
× h i
, кПа
σzg i
=18,56×3,2=59,392 кПа;
σzg i
=59,392+18,4×4,2=136,672 кПа;
σzg i
=136,672+18,716×4,3=217,151 кПа;
3. Строим эпюру напряжений σzg
4. На схеме строим эпюры начального просадочного давления Psl
Грунт считается просадочным от собственного веса в пределах участка толщиной hsl
i
,
гдевыполняется условие: Psl
< σzg
5. В пределах каждого просадочного слоя hsl
i
определяется среднее напряжение σz
sl
i
:
σz
sl
2
=(80+136.672)/2=98.03 кПа;
σz
sl
3
=(136.672+217.151)/2=176.91 кПа;
6. Строим графики зависимости εsl
= f (σzg
)
По графику определяем значение εsl
i
,соответствующее σz
sl
i
7. Определяем просадку грунта от собственного веса:
S sl i g
=∑ εsl i
× hsl i
;
S sl 2 g
= 0.0136× 3.08=0.042м;
S sl 3 g
= 0.0249× 4.3=0.107м; S sl g
= 0.149м
Вывод: так как Ssl
g
= 14.9см > 5см, следовательно заданные грунты относятся к II типу по просадочности.
№2
Расчет фундаментов на просадочных грунтах.
b×l=1,8×2,7м; d=1,8м; N=780kN;
1.Определение напряжения от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента:
σzg
0
= γ × d, кПа
σzg
0
=17,9×1,8=32,22 кПа
2. Определение среднего давления под подошвой фундамента:
Р = (N/b×l) + d× γ , кПа
Р =(780/1,8×2,7)+1,8×20=196,5 кПа
3. Определение допустимых напряжений от внешнего давления на отметке подошвы фундамента:
σz
р 0
= Р - σzg
0
, кПа
σz
р 0
=196,5-32,22=164,28 кПа
4.Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои, толщиной hi
= 0,4× b
hi
=0,4×1,8=0,72м
5. Допустимые напряжения на границе элементарных слоев определяются по формуле:
σz
р
= α×σz
р 0
, где α (η,ξ) по табл.
6. Определяем осадку по методу послойного суммирования:
S= β ∑ (σz
р
i
× hi
) / Е i
,
гдеβ=0,8
| ξ | z i
, см |
α | σz
р , кПа |
σz
р i , кПа |
h i
, см |
Е i
, кПа |
S i
, см |
| 0 | 0 | 1.000 | 164.28 | 152.21 | 72
|
3500 | 2.5 |
| 0.8 | 0.72 | 0.853 | 140.13 | ||||
| 114.75 | 72 | 1.89 | |||||
| 1.6 | 1.44 | 0.544 | 89.37 | ||||
| 72.37 | 72 | 1.19 | |||||
| 2.4 | 2.16 | 0.337 | 55.36 | ||||
| 45.75 | 72 | 0.75 | |||||
| 3.2 | 2.88 | 0.22 | 36.14 | ||||
| 30.64 | 72 | 0.5 | |||||
| 4.0 | 3.6 | 0.153 | 25.13 | ||||
| 20.54 | 72 | 0.34 | |||||
| 4.8 | 4.32 | 0.097 | 15.94 | ||||
| 15.37 | 72 | 0.25 | |||||
| 5.6 | 5.04 | 0.09 | 14.79 | ||||
| 12.82 | 72 | 0.21 | |||||
| 6.4 | 5.76 | 0.066 | 10.84 | ||||
| 9.69 | - | - | - | ||||
| 7.2 | 6.48 | 0.052 | 8.54 | ||||
| 7.8 | - | - | - | ||||
| 8.0 | 7.2 | 0.043 | 7.06 | ||||
| 6.41 | - | - | - | ||||
| 8.8 | 7.92 | 0.035 | 5.75 | ||||
| 5.34 | - | - | - | ||||
| 9.6 | 8.64 | 0.03 | 4.93 | ||||
| 4.77 | - | - | - | ||||
| 10.4 | 9.36 | 0.026 | 4.6 | ||||
| 4.19 | - | - | - | ||||
| 11.2 | 10.08 | 0.023 | 3.78 | ||||
| 3.45 | - | - | - | ||||
| 12.0 | 10.8 | 0.019 | 3.12 |
7.Определяем осадку фундамента: Sф
=∑Si
=7.63см
7.1 На схеме строим суммарную эпюру напряжений: σz
= σz
р
+ σzg
7.2 На схеме строим эпюру начального просадочного давления Psl
i
7.3 Определяем среднее напряжение σz
sl
i
в каждом проседающем слое:
σz
sl
1
=(192.68+142.45)/2=167.57 кПа;
σz
sl
2
=(142.45+148.35)/2=145.4 кПа;
σz
sl
3
=(148.35+217.0)/2=182.68 кПа;
8. Определяем просадку фундамента:
9. Ssl i
р
=∑ hsl i
×εsl i
×к sl i
,
гдеεsl i
f (σz sl i
);
εsl 1
=0.02358; εsl 2
=0.02313; εsl 3
=0.02529;
к sl i
=0,5+1,5(P- Psl i
) / P0
; P0
=100 кПа;
кsl
1
=0,5+1,5(196.5- 120) / 100=1.648;
кsl
2
=0,5+1,5(196.5- 80) / 100=2.248;
кsl
3
=0,5+1,5(196.5-70) / 100=2.398;
Ssl
1 р
=1.4×0.02358×1.648=0.054 м;
Ssl
2 р
=4.2×0.02313×2.248=0.218 м; Ssl
р
=0.533 м;
Ssl 3
р
=4.3×0.02529×2.398=0.261 м;
10. Определяем суммарную деформацию основания:
S= Sф
+Ssl
р
;
S= 7.63+53.3=60.93см> Smax, u
=8см;
Вывод:
устройство данного вида фундамента при заданных геологических условиях невозможно.
№3
Расчет свайных фундаментов из забивных призматических свай на грунтах II типа по просадочности
1.Определение показателя текучести просадочных грунтов при полном водонасыщении:
IL
=/W
L
- W
P
; где е = (1+W
)-1;
е1
= (1+0.19)-1=0.788;
е2
= (1+0.18)-1=0.856;
е3
= (1+0.17)-1=0.745;
IL
1
=/0.26-0.18=0.925;
IL
2
=/0.24- 0.18=1.766;
IL
3
=/0.28- 0.19=0.9;
В качестве несущего слоя принимаем глину с IL
=0;
2.Определяем длину свай:
Lсв
=0.5+1.4+4.2+4.3+1.6=12 м;
где 0.5м –длина оголовка сваи;
1.6м –величина заглубления сваи в несущий слой;
Принимаем сваи С12-35
3.Строим график изменения просадки от собственного веса грунта по глубине.
| №№ услов. слоя | Zi
, м |
IL
|
u, м |
Сопротивление трению по боковой поверхности | Отрицательные силы трения по боковой поверхности, Рn
, кН |
|||||||
| крупность песка | hi
м |
fi
кН/м2
|
u·γcf
· fi · hi |
φI
, град |
СI
, кПа |
tg φI
|
σzg
, i кН/м2 |
τi
, кН/м2 |
Рn
= τi · hi · u, кН |
|||
| 1 | 2,5 | 0,925 | 1,4 | 1,4 | - | - | 17,4 | 13,3 | 0,3134 | 39,35 | 21,93 | 42,98 |
| 2 | 4,2 | 1.766 | 1,4 | 2,0 | - | - | 17,4 | 13,3 | 70,95 | 28,87 | 80,84 | |
| 3 | 6,2 | 1,4 | 2,0 | - | - | 112,05 | 37,88 | 106,06 | ||||
| 4 | 7,3 | 1,4 | 0,2 | - | - | 135,45 | 43,02 | 12,05 | ||||
| 5 | 8,4 | 0,9 | 1,4 | 2,0 | - | - | 15,7 | 12,7 | 0,2811 | 154,8 | 43,02 | 120,46 |
| 6 | 9,545 | 1,4 | 0,291 | - | - | 176,7 | 43,02 | 17,53 | ||||
| 7 | 10,691 | 1,4 | 2,0 | 7 | 19,6 | ∑ 379,92 | ||||||
| 8 | 11,695 | 1,4 | 0,009 | 7 | 0,09 | |||||||
| 9 | 12,5 | 0 | 1,4 | 1,6 | 7 | 15,68 | - | - | ||||
∑ 35,37
4.Определяем расчетную нагрузку на сваю в грунтовых условиях II типа по просадочности с учетом отрицательного трения по формуле:
Nсв
=(Fd
/ γк
)- γс
·Рn
, кН
где
γс
- коэффициент условия работы, зависящий от просадки грунта от собственного веса ; γс
=0, если Ssl
≤ 5см;
свайный фундамент грунт просадка
γс
=0,8 , если Ssl
≥ 2· Su
=16см;
hsl
Рn
= u∑τi
·hi
– отрицательная сила трения;
i=1
τi
= 0,7 σzg
,
i
· tg φI
+ СI
– расчетное сопротивление грунта сдвигу, определяемое до глубины hsl
=6м; при глубине hsl
> 6м τi
принимается постоянным и равным значению на глубине 6м.
φI
, СI
– расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, соответственно.
φI
= φ/1,15 [град.] ; СI
= С/1,5 [кПа] ;
σzg
,
i
– вертикальная нагрузка от собственного веса грунта в середине i
-го
условного слоя;
Fd
= γс
(γс
r
•R•A+ u∑ γс
f
•fi
• hi
) , кН
Fd
= 1• (1•11400 • 0,123+35,37) = 1437,57 кН
Nсв
= (1437,57/1) – 0,72·379,92 = 1164,03 кН