Механика грунтов

6). Величины углов β1 и β2 зависят от крутизны откоса высотой h (таблица 9)

Данные для построения центров наиболее опасной дуги
скольжения, если грунт обладает только сцеплением
Таблица 9


Минимальное значение коэффициента запаса достигается при дуге скольжения радиусом R=17 (т.О2). Откос является устойчивым, т.к. минимальное значение коэффициента устойчивости Куст.min =2,2, что больше допустимого значения Куст.доп =1,2.
График Янбу дает нам возможность определить положение центра вращения наиболее опасной кривой скольжения. Чтобы найти координаты центра кривой скольжения предварительно вычисляем по формуле:

где Yw — расчетное значение удельного веса грунта, (21 кН/м3 );  Н — высота откоса, (10 м); с — угол внутреннего трения, (32 град); Cw — сцепление, (30 кН/м2 ).

По найденному значению и углу откоса (53о) по графику Янбу находим значение хо и уо . Тогда координаты центра вращения т.О будут равны:
х= хо*Н=0,3*10=3м ; у= уоН==1,7*10=17м
откладывая от подошвы откоса вверх значение у и вправо значение х (или влево при отрицательном значении х) получаем положение точки О – центр вращения.

Таблица 9.1
N п/п Pi Ni Ti ϴi li 1 1,8 17 0,6 18o 2 2 5 5 1,9 21o 2,2 3 8 7 4,2 30o 2,4 4 10 8 6,6 38o 2,5 5 9 6 7 48o 3,1 6 4 2 3 60o 3,8 7 0,03 0,01 0,3 65o 0,5

Расчет основания здания по деформациям

Проверка допустимости величины действующего давления и
расчетного сопротивления грунтов основания

При проектировании необходимо обратить особое внимание на следующее положение: условием применения расчета по деформациям является требование, чтобы среднее давление по подошве фундамента от нормативных нагрузок не превышало расчетного сопротивления грунтов основания.
Среднее давление Р - это давление по подошве фундамента, равное частному от деления суммарных нормативных нагрузок на площадь подошвы фундамента, P=N/b2 кПа
Расчетное сопротивление грунтов основания R - это среднее давление по подошве фундамента, при котором под его краями образуется зона местного нарушения прочности основания, глубиною, не превосходящей 0,25 ширины фундамента. В процессе уточнения заданных размеров фундаментов уточняется расчетное сопротивление грунтов основания. Чем ближе будет подходить величина среднего давления к расчетному сопротивлению, тем лучше (полнее) будет использована несущая способность грунта основания. Необходимо стремиться к выполнению условия:


Для основания под фундаменты:
в осях А-1:

в осях Б-1:

Чтобы лучше (полнее) использовалась несущая способность грунта основания необходимо подобрать новые размеры фундамента и снова выполнить перерасчет Р и R.
в осях А-1: можно уменьшить до размера bА-1=1,4м;
тогда Р=459кН и RБ-1=567 кН и условие : 0,95R<459<1,05R=595кН
в осях Б-1: фундамент можно уменьшить до размера bБ-1=1,6м;
Р=468кН и RБ-1=575 кН тогда условие : 0,95R<468<1,05R=603кН.

Проверка допустимости расчетных величин осадок фундаментов

Расчет осадок производится методом элементарного суммирования для
двух фундаментов по заданным сечениям.
Сжимаемую толщу разделяем на элементарные слои мощностью hi=0,2∙b, где b - ширина фундамента.
hi=0,2∙1,4м=0,28м (для А-1 табл.10)
Определяем значения природных напряжений от собственного веса грунта по формуле:

Определяем величину дополнительного вертикального давления на основание под подошвой фундамента (P0). Дополнительное давление принимаем равным среднему давлению по подошве фундамента (P) за вычетом природного напряжения σzg,0 на уровне подошвы фундамента:



где d1 - глубина заложения фундамента.
На границах элементарных слоев определяем значения дополнительных напряжений, умножая дополнительное давление на основание на коэффициент α, определяемый по таблице.

Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи основания на глубине zc, где выполняется условие



Вычисления для фундаментов в осях А-1
Таблица10

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой тощи находится в слое грунта с модулем деформации E<5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины zc, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия:

hi=0,2∙1,6м=0,32м (для Б-1табл.11)



Определяем осадку фундамента. В общем случае осадка фундамента (без учета влияния соседних фундаментов) вычисляется как сумма осадок всех элементарных слоев, на которые разбита сжимаемая толща, по формуле:


где β - безразмерный коэффициент, равный 0,8;
σzp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального
напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на
верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр
подошвы фундамента, кПа;
hi и Ei - соответственно мощность элементарного слоя и модуль
деформации i-го слоя грунта;
n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания

Вычисления для фундаментов в осях Б-1
Таблица11

Граница сжимаемой толщи от поверхности земли находится на глубине 3,8м.
В случае однородного грунта основания и постоянного на глубине
модуля деформации основную формулу по расчету осадки можно записать в
виде:

По этой формуле считаем отдельно осадку для каждого литологического слоя. Суммарная осадка составит сумму осадок всех литологических слоев.
(для суглинков осадка фундамента в осях А-1: 12см, в осях Б-1: 13см
-осадка для песчаных грунтов.
Общая осадка равна >8cм – необходимо увеличить глубину заложения фундамента
Относительная разность осадок:

Рис.7. Расчетная схема и эпюры природных и дополнительных вертикальных
(уплотняющих) напряжений для определения величин осадки фундамента.

Заключение
Участок строительства находится в г. Петрозаводск. В геологическом строении участка выделяется два слоя: первый от поверхности земли представлен суглинками полутвердыми, мощностью 3м, второй слой – песками пылеватыми, плотными, малолажными. Инженерно-геологические условия можно отнести к простым (I кат.).
Глубину заложения фундаментов принимаем равной 1,2м с размерами фундаментов в плане в осях А-1: 1,4м х 1,4м , в осях Б-1: 1,6м х 1,6м.
Основания по несущей способности являются устойчивыми.
Подпорная стенка устойчива против опрокидывания и плоского сдвига.
Несущая способность грунта основания будет использована наиболее эффективна с размерами фундаментов в осях А-1 lxb=1,4м x 1,4м при Р=459кН и RБ-1=567 кН; в осях Б-1 lxb =1,6м x 1,6м при Р=468кН и RБ-1=575 кН.
Список используемой литературы

1. Дашко Р.Э. Механика горных пород. Л., Недра, 1986.
2. Дашко Р.Э. Каган А.А. Механика грунтов в инженерно-геологической
практике. М., Недра, 1977. 237 с.
3. Ухов С.Б, Семенов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г,
Чернышев С.Н. Механика грунтов. Основания и фундаменты. М., Высшая
школа, 2002. 566 с.
4. Цытович Н.А. Механика грунтов. М., Высшая школа, 1983г.
5. Методические указания и задания для разработки курсового проекта по
курсу «Механика горных пород и грунтов». Моск. геологоразведочный ин-т.
Составители: А.А. Полуботко, В.В. Пендин. М., 1992. 43 с.
6. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений.
Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83. М., 2011.
7. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная
редакция СНиП 23-01-99. М., 2012.
8. СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.
Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88. М., 2010









1





26