Расчет осадки свайного фундамента методом эквивалентного слоя

Для однородного основания требуемая осадка при известных E и ν определяется по формуле (6.2).

Для слоистого основания осадка

, (6.6)

где: m_v – средневзвешенный относительный коэффициент сжимаемости

, (6.7)

который определяется с использованием расчётной эпюры на рис. 14.

Рис. 14. Схема к определению осадок методом эквивалентного слоя для многослойного основания:

1 – расчётная нелинейная эпюра дополнительных напряжений;

2 – эквивалентная треугольная эпюра дополнительных напряжений.

Средневзвешенное значение коэффициента Пуассона

, (6.8)

где Н_с – мощность сжимаемой толщи основания

Пример расчёта:

Определить методом эквивалентного слоя осадку столбчатого фундамента, рассчитанного в п.п. 6.1 и 6.2,

Р _о = Р — d = 433 — 18.7 × 3.05 =375кПа,

Грунтовые условия – по заданию.

II слой – песок мелкий, средней плотности с коэффициентом Пуассона ν=0,2.

При глубине заложения фундамента 3,05 м

h = 5.5 – 3.05 = 2,45 м

По табл. 4 определяем Аω_m=1,01.

Толщина эквивалентного слоя

Мощность сжимаемой толщи

При глубине заложения подошвы фундамента d=3,05 м в сжимаемую толщу входит II и III слои грунтов с модулями деформаций Е_{I I} =28 МПа,

Относительные коэффициенты сжимаемости для:

— второго слоя при ν_{I I} = 0,2; ;

— третьего слоя ( глина пылеватая, комковая, полутвердая)

ν_{I I I} = 0,12; ;

— средний относительный коэффициент сжимаемости

Конечная осадка фундамента

=375·2,63·3,5·10 -5 = 0,0325м. = 3,25см

Источник

Расчет осадки методом эквивалентного слоя

Метод эквивалентного слоя дает возможность упростить технику расчета конечных осадок и их развития во времени.

Данный метод предусматривает следующие основные допущения:

— грунт однороден в пределах полупространства;

— грунт представляет собой линейно деформируемое тело;

— деформации грунта в пределах полупространства принимаются по теории упругости.

Эквивалентным слоем называется такой слой грунта толщиной h_э , осадка которого при сплошной нагрузке на поверхности Р будет равна осадке грунтового полупространства под воздействием местной нагрузки той же интенсивности.

В методе эквивалентного слоя конечную осадку фундамента опре­деляют в результате решения задачи теории упругости полупространства под действием равномерно распределенной нагрузки по формуле

(71)

где m_v — коэффициент относительной сжимаемости грунта;

Р — давление под подошвой фундамента;

h_э — мощность эквивалентного слоя грунта, вычисляемая по формуле

(72)

где — ширина подошвы фундамента;

— коэффициент, зависящий от формы подошвы и жесткости фундамента;

А — коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расши­рения

(73)

где — коэффициент Пуассона.

Произведение называется коэффициентом эквивалентного слоя. Значение коэффициента эквивалентного слоя в зависимости от коэффициента Пуассона для разных грунтов и соотношения сторон загруженной площади приведены в табл. 10.

Для расчета осадки фундамента при слоистом залегании грунтов в основании эпюру напряжений сложных очертаний (см. рис. 21) заменяют эквивалентной треугольной эпюрой. Вершину треугольной эпюры назначают на глубине сжимаемой толщи H_c=2h_Э, а основание эпюры равно дополнительному вертикальному давлению Р₀ под по­дошвой фундамента (рис. 22).

Осадку слоистого основания вычисляют также по формуле (71) с той лишь разницей, что в ней вместо коэффициента относительной сжимаемости m_v используют средний коэффициент относительной сжимаемости m_vm, вычисляемый по формуле

(74)

где — высота -гo слоя грунта в пределах сжимаемой толщи; — коэффициент относительной сжимаемости -го слоя;

— расстояние от нижней границы сжимаемой толщи до середи­ны -го слоя.

По этому методу, кроме конечной осадки, можно определить зату­хание осадки во времени, что значительно расширяет пределы его применяемости.

	Гравий и галька	Пески	Суглинки пластичные	Глины и суглинки
Глины и суглинки твердые и полутвердые	Супеси твердые и пластичные	Глины пластичные	Мягкоплас- тичные

Рис. 22. Схема к определению осадок методом эквивалентного слоя

Значения коэффициента эквивалентного слоя

Примечание: А_ω0 — для осадки под центром тяжести гибкого фун­дамента;

А_ωm — для средней осадки фундамента конечной же­сткости;

А_ωСonst — для осадки абсолютно жесткого фундамента.

Изменение осадок во времени

В соответствии с фильтрационной теорией консолидации осадку, происходящую за время определяют по формуле

(75)

где S — конечная осадка, определенная методом эквивалентного слоя по формуле (71);

U — степень уплотнения (консолидации), представляющая со­бой долю от полной осадки за время t.

Степень консолидации U определяют из выражения

(76)

где N — постоянный множитель. Определяется по формуле

(77)

где ;

— коэффициент консолидации:

= (78)

где К_ф — коэффициент фильтрации грунта;

m_v — коэффициент относительной сжимаемости;

— удельный вес воды.

В случае слоистого напластования грунтов основания определяют осредненное значение коэффициента фильтрации в пределах сжи­маемой толщи по формуле

(79)

и коэффициента консолидации по формуле

(79 / )

а осредненное значение коэффициента относительной сжимаемости m_vm — по формуле (74).

Учитывая выражения (71) и (76), получим для случая равномерно­го распределения уплотняющих давлений по глубине осадку для лю­бого времени t:

(80)

Для облегчения расчетов в табл. 11 приведены значения в за­висимости от х.

Значение e — x в зависимости от х

Источник