Проверка прочности подстилающего слоя

При наличии в пределах сжимаемой толщи основания фундаментов на определенной глубине слоя более слабого грунта, чем вышележащий (несущий) слой, залегающий непосредственно под подошвой, размеры фундаментов должны назначаться с учетом проверки прочности подстилающего слоя [2, 3]. Несоблюдение данных требований может привести к значительным деформациям, а также потери несущей способности основания. О наличии более слабого слоя грунта в основании, по сравнению с вышележащими слоями, можно судить по прочностным характеристикам φ и С, табличному значению расчетного сопротивления грунта основания Rо и модулю общей деформации Ео. Для подстилающего слоя данные характеристики выше, чем у вышележащих грунтов, залегающих под подошвой фундаментов.

В нашем случае: ИГЭ1 (слой залегания фундамента) имеет следующие характеристики:

φ = 14 град, С = 8 кПа, R_o = 149,4 кПа, Е_о = 6,5 МПа.

(подстилающий слой) имеют следующие характеристики:

φ = 23 град, С = 6 кПа, R_o = 257,5 кПа, Е_о = 16 МПа.

В нашем случае характеристики подстилающего слоя выше, чем у слоя залегания фундамента и проверку прочности можно не проводить, но я все же проверил.

Рис. 5. Схема к определению размеров подошвы фундамента с учетом прочности подстилающего слоя

При проверке прочности подстилающего слоя должно выполняться условие

где - соответственно напряжения в грунте от собственного веса и внешней нагрузки в уровне кровли подстилающего слоя.

R_z – расчетное сопротивление подстилающего слоя грунта.

Напряжения в грунте от собственного веса на глубине h = 3,2 м равны:

Р_Zq = d_w*g₁+(d- d_w)* g_взв = 1,76*19,2+(3,2-1,76)*9,24 = 47,1 кПа (0,471 кгс/см²).

Для определения дополнительных напряжений в грунте (от внешней нагрузки) на глубине z = 1,8 м от подошвы фундамента находим среднее давление под подошвой фундамента.

кПа.

Находим коэффициент α=0,526, при ς=2z/b = 2∙1,8/2,4=1,5 и η = a/b = 1, Тогда:

кПа.

Для вычисления расчетного сопротивления подстилающего слоя грунта R_z необходимо определить размеры подошвы условного фундамента b_y, a_y. Площадь условного фундамента в случае прямоугольной формы в плане вычисляется по формуле:

м²,

ширина подошвы условного фундамента:

b_z = √A = √15,15 = 3,9

Проверка условия: 47,1+38,36=85,7≤ R_z=312,65

Условие выполняется, следовательно, размеры подошвы фундамента оставляем прежними b=2,4 м.