Верификация расчёта осадок фундамента на просадочных грунтах

Исходные данные

Размеры фундамента в плане 3х3 м, давление под подошвой фундамента 17.886 т/м², инженерно-геологический разрез изображён на рисунке:

Инженерно-геологический разрез

Значения характеристик грунтов представлены в таблице:

Согласно инженерно-геологическим изысканиям, ИГЭ1 и ИГЭ2 являются просадочными, свойства просадочных грунтов представлены в таблице:

Задача: определить дополнительную осадку (просадку) фундамента при замачивании.

Расчёт просадки по СП 22.13330.2016

Выполним расчёт просадки в соответствии с разделом 6.1.16 СП 22.13330.2016: просадку грунтов основания S_sl,p и S_sl,g см, при увеличении их влажности вследствие замачивания сверху больших площадей, а также замачивания снизу при подъёме уровня подземных вод вычисляют по формуле (6.4):

S_sl,p=∑ε_sl,i*h_i*k_sl,i

где ε_sl,i – относительная просадочность i-го слоя грунта, определяемая в соответствии с 6.1.17;
h_i - толщина i-го слоя;
k_sl,i - коэффициент, определяемый в соответствии с 6.1.18;
n – число слоёв, на которое разбита зона просадки h_sl;

6.1.17: относительную просадочность грунта ε_sl,i вычисляют на основе испытаний грунта в лабораторных условиях по формуле (6.5):

ε_sl,i = (h_n,p – h_sat,p)/h_n,g;

Также, относительная просадочность может быть вычислена по формуле:

Определение коэффициента k_sl,i в соответствии с п.6.1.18: коэффициент k_sl,i, входящий в формулу (6.4), при ширине фундамента b ≥ 12 м принимают равным единице для всех слоёв грунта в пределах зоны просадки; при b ≤ 3 м k_sl,i вычисляют по формуле (6.6):

k_sl,i = 0.5 + 1.5*(р-р_sl,i)/р₀;

где р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;
р_sl,i – начальное просадочное давление грунта i-го слоя, кПа, определяемое в соответствии с 6.1.19;
р₀ – давление, равное 100 кПа.

Верификационный расчёт просадки фундамента

Расчёт просадки выполняется послойно по всей просадочной толще. Глубину просадочной толщи определяем на основании величины начального давления просадочности для каждого слоя.

Определим начальное давление просадочности:

ИГЭ1: P_sl=50+(100-50)*(0.01-0.00276)/(0.01103-0.00276)=93.77267 кПа
ИГЭ2: P_sl=100+(150-100)*(0.01-0.00852)/(0.01193-0.00852)=121.70088 кПа

Определим коэффициент ksl,I:

ИГЭ1: k_sl,1=0.5 + 1.5*(р- рsl,i)/р0=0.5 + 1.5*(174.5- 93.77267)/100=1.72441
ИГЭ2: k_sl,2=0.5 + 1.5*(р- рsl,i)/р0=0.5 + 1.5*(174.5- 121.70088)/100=1.30549

Определение начального давления под подошвой фундамента

Определим просадку основания в табличной форме:

Итого: 0.015882+0.033212+0.027918+0.016996=0.094008 м

Определение границы толщи просадочности

По результатам расчёта в программе, дополнительная осадка просадочных грунтов составляет 95.13 мм, вычислим погрешность: Δ=(95.13-94.008)/94.008*100%=1.193515 %

Список используемых источников:

1. СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений.