Курсовая работа: Технико-экономическое обоснование выбора фундамента мелкого заложения

1. Исходные данные

1.1 Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

Таблица 1. Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов

Название: Технико-экономическое обоснование выбора фундамента мелкого заложения Раздел: Рефераты по строительству Тип: курсовая работа Добавлен 22:42:27 10 декабря 2010 Похожие работы Просмотров: 2254 Комментариев: 14 Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать

Физико — механические характеристики	Формула расчета	Слои грунта
№1	№2	№3
1	2	3	4	5
Мощность слоя h, м	4.7	3.6	—
Удельный вес грунта γ при естественной влажности, кН/м 3	γ =ρg	20	19.9
Удельный вес твердых частиц γs, кН/м 3	γs =ρsg	26.8	26.4	27.4
Естественная влажность ω, дол.ед.	0.28	0.21	0.19
Удельный вес сухого грунта γd, кН/м 3	γd = γ/(1+ ω)	15.63	16.45	17.3
Коэффициент пористости е, д.е.	е= γs/ γd-1	0.75	0.69	0.58
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды γsв, кН/м 3
Степень влажности грунта Sr , д.е.	1.00	0.92	0.89
Влажность на границе текучести ωL, д.е.	0.29	—	0.36
Влажность на границе пластичности ω р , д.е.	0.13	—	0.17
Число пластичности грунта I р , д.е.	Ip = ωL — ωp	0.16	—	0.19
Показатель текучести IL , д.е.	IL =( ω— ωp )/ I р	0.94	—	0.1
Коэффициент сжимаемости грунтов mo, Мпа 1	—	—	—
Коэффициент относительной сжимаемости грунта mv , МПа 1	—	—	—
Коэффициент бокового расширения μ	—	—	—
Удельное сцепление с, кПа	5	—	80
Угол внутреннего трения φ, град.	19°	39°	20°
Модуль деформации грунта Е, МПа	E=β/mv, β=(1-2μ²)/(1-µ)	10	42	28
Условное расчетное сопротивление Ro, кПа	—	343	318

Примечание — Удельный вес воды — γω =10 кН/м 3 ; ускорение свободного падения g=10 м/с 2 .

1.2 Заключение по данным геологического разреза площадки строительства и выбор возможных вариантов фундаментов

I слой: суглинок – толщина слоя 4.7м; по степени влажности суглинок относится к насыщенные водой (0.5 3 ; hi — толщина отдельных слоев грунта выше подошвы фундамента, м;k₁ и k₂ -коэффициенты, принимаемые по таблице 4, прил. 24 [2].

2.3 Проверка принятых размеров фундамента

Расчёт преследует цель определить средние, максимальные и минимальные давления под подошвой фундамента и сравнить их с расчётным сопротивлением грунта:

pmax=N1/A + M1 /W ≤ γcR/γn ,

pmin=N1/A — M1 /W ≥0 ,

где p, pmax и p_min — соответственно среднее, максимальное и минимальное давления подошвы фундамента на основание, кПа; N1 — расчётная вертикальная нагрузка на основание с учётом гидростатического давления воды, если оно имеет место, кН; М1 — расчётный момент относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, кН∙м; A — площадь подошвы, м 2 ; W- момент сопротивления по подошве фундамента, м 3 ;

где l- длина подошвы фундамента, м; b — ширина подошвы фундамента, м; R -расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента, кПа; γ_с =1,2 — коэффициент надёжности по назначению сооружения; γ_п =1,4 — коэффициент условий работы.

Определяем нормальную N1 и моментную нагрузки М1 , действующие на основание

где Рф и Р_г — соответственно нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах (с учётом взвешивающего действия воды, при УПВ выше подошвы фундамента), кН; Н — высота опоры моста, м; h_ф — высота конструкции фундамента, м. Расчётные величины Р_о , Р_п , Р_тр , Т даны в таблице 2.

Путем последовательных подборов размеров фундамента и глубины заложения подошвы, принимаем:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=11 м – длина подошвы фундамента

b= 2 м – ширина фундамента

A = a∙b = 11∙2= 22 м² — площадь подошвы фундамента

N1 = 1.2(373.5кН + 1350кН + 2750кН) + 1.13 ∙ 6075кН = 12232.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 4 ∙ 13²/6 = 112.6 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

p=12232.95кН /22м² = 556.04 кПа≤ γcR/γn=1.2∙274.02/1.4 =234.9 кПаpmax=12232.95кН/22м² + 15570кН∙м/20.5м³= 1315.5кПа≤ γcR/γn=234.9 кПа

Выбранные глубина заложения подошвы и размеры фундамента не удовлетворяют условию по первой группе предельных состояний.

Увеличиваем размеры подошвы фундамента:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=13 м – длина подошвы фундамента

b= 4 м – ширина фундамента

A = a∙b = 13∙4= 52 м² — площадь подошвы фундамента

N1 = 1.2(373.5кН + 6500кН + 2750кН) + 1.13 ∙ 6075кН = 16732.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 4 ∙ 13²/6 = 112.6 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

p=16732.95кН /52м² = 321.8 кПа≤ γcR/γn=1.2∙973.74/1.4 =834.6 кПаpmax=16732.95кН/52м² + 15570кН∙м/112.7м³= 1315.5кПа≤ γcR/γn=834.6 кПа

Слишком большой запас прочности уменьшим размеры подошвы фундамента принимаем:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=12.7 м – длина подошвы фундамента

b= 3.7 м – ширина фундамента

A = a∙b = 12∙3.7= 44.4 м² — площадь подошвы фундамента

N1 = 1.2(373.5кН + 1350кН + 5550кН) + 1.13 ∙ 6075кН =15592.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 3.7 ∙ 12.7²/6 = 99.5 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

p=15592.95кН /44.4м² =351.2кПа ≤ γcR/γn=1.2∙956.25/1.4=819.6кПа pmax=15592.95кН/44.4м² + 15570кН∙м/99.5м³= 507.7кПа≤ γcR/γn=819.6 кПа pmin=15592.95кН/44.4м ² — 15570кН∙м/99.5м³= 194.7кПа >0

Выбранные глубина заложения подошвы и размеры фундамента удовлетворяют условию по первой группе предельных состояний.

Принимаем размеры поперечного сечения подошвы фундамента:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=12.7 м – длина подошвы фундамента

b= 3.7 м – ширина фундамента

2.4 Расчет основания фундамента по деформациям

Различные по величине осадки соседних опор не должны вызывать появления в продольном профиле дополнительных углов перелома, превышающих для автодорожных мостов 2 ‰ [2, п. 1.47].

Для расчёта осадок основания фундаментов по приложению 2 [3] рекомендует метод послойного суммирования: величина осадки фундамента определяется по формуле

где β=0,8 — безразмерный коэффициент; σzpi — среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта; hi и Ei — соответственно мощность и модуль деформации i-го слоя грунта; п — число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания Н_с .

Сжимаемая толщина основания Н_с определяется как расстояние от подошвы фундамента до нижней границы сжимаемой толщи; нижняя граница обозначена символами B.C. При этом B.C. находится на той глубине под подошвой фундамента, где выполняется условие

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, определяется по формуле:

где, γo -осредненный удельный вес грунта и воды, залегающих выше подошвы фундамента; h i -глубина заложения подошвы фундамента, м.

Дополнительное вертикальное напряжение в грунте в уровне подошвы фундамента определяют по формуле:

Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:

Дополнительные вертикальные напряжения в грунте вычисляются по формуле:

где α — коэффициент, принимаемый по таблице 1 приложения 2 [3] в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента η = l/ b = 2,85 и относительной глубины, равной ξ = 2z/b, где z — расстояние до границы элементарного слоя от подошвы фундамента.

Таблица 3 – Расчет осадка основания фундамента

Расстояние от подошвы

Фундамента до подошвы

Мощность i слоя грунта

Удельный вес грунта γ,

Коэффициент α (табл.1 прил.2 [2]) Дополнительное давление σzpi, кПа

Модуль деформации Е,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 19.9 0 1 221.3 129.9 25.98 42 0 0.7 0.7 19.9 0.38 0.96 211.8 143.83 28.8 42 0.28 1.4 0.7 19.9 0.76 0.79 175.5 157.76 31.5 42 0.23 2.1 0.7 19.9 1.1 0.78 172.9 171.69 34.3 42 0.23 2.6 0.5 19.9 1.4 0.69 152.5 181.64 36.3 42 0.145 3.3 0.7 20.6 1.8 0.52 115.2 196.1 39.2 28 0.23 4.0 0.7 20.6 2.2 0.5 108.3 210.5 42.1 28 0.22 4.7 0.7 20.6 2.5 0.43 95.7 224.9 44.98 28 0.19 5.4 0.7 20.6 2.92 0.37 81.9 239.32 47.86 28 0.16 6.1 0.7 20.6 3.3 0.32 70.5 253.7 50.7 28 0.14 6.8 0.7 20.6 3.7 0.28 61.0 268.1 53.6 28 0.12 7.5 0.7 20.6 4.1 0.24 53.3 282.5 56.5 28 0.1 8.2 0.7 20.6 4.4 0.22 48.3 296.9 59.4 28 0.097

Осадка фундамента S = 2.142см.

Максимально допустимый угол перелома при осадке опор не более 2‰, величина пролета 48 м =4800 см.

2.142/4800 = 0,00045 = 0.45‰ 3 — момент сопротивления площади фундамента; А =44,4 м² — площадь подошвы фундамента.

eo = 15570/15592,95= 0,999 м

eo/r = 0,4995 2 ; и — наружный периметр поперечного сечения сваи, м; fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице [5, таблица 2]; h_i -толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

В формуле суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, при этом пласты грунтов под подошвой ростверка следует делить на однородные слои с h_i расч

где N1- расчётная нагрузка, передаваемая на свайный фундамент, определяемая в общем случае по формуле

где Р_р — вес ростверка, МН; Fd расч — расчётное сопротивление одиночной сваи, МН; η — коэффициент, учитывающий перегрузку отдельных свай от действующего момента, равный 1,2.

N₁ = 1,2∙(373,5 + 1350) + 1,13∙6075= 8932,95 кН

Расчётное сопротивление одиночной сваи, определяемое как наименьшее из двух

Fd расч = min(Fdm, Fd)/γn

где γn=1,4 — коэффициент надежности.

Fd расч = 1228,6/1,4 = 877,6 кН

n = 1,2∙8932,95/877,6 = 12,2

Так как в определении N₁ не был учтен вес ростверка и грунта на его уступах, принимаем n= 21

3.1.4 Определение размеров ростверка

В курсовой работе принимаем вертикальные сваи, размещая их равномерно в рядовом порядке. Расстояние от края подошвы ростверка до наружного края сваи r = 0,3 м (г > 0,25 м), а между осями свай а = 1,2м (3d F_d , то необходимо пересчитать несущую способность сваи, увеличив её длину или поперечное сечение.

N = 1,2(373,5+1350+745,4+877,6+240,8)+1,13·6075=11169,5 кН

M1 = 1,2∙Т∙(H + hp) = 1,2∙750∙(11,4+4,4) = 14220 кН∙м

11169,5/21 +14220∙1,75/42,88 = 1112,4 кН 4 /c_b + 31³_усгм ) ≤ γ_с ∙R / γ_n

Источник

Проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов под них

Конструктивные особенности подземной части здания. Строительная характеристика грунтов площадки. Определение размеров подошвы фундаментов. Нагрузки, учитываемые в расчетах их оснований. Выбор типа и конструкции свай. Расчет осадки свайного фундамента.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	19.12.2014
Размер файла	959,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение
• 1. Исходные данные. Оценка инженерно-геологических условий площадки
  • 1.1 Назначение и конструктивные особенности подземной части здания
  • 1.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрологические условия
  • 1.3 Строительная характеристика грунтов площадки
  • 1.4 Оценка строительных свойств грунтов
• 2. Фундаменты мелкого заложения
  • 2.1 Нагрузки, учитываемые в расчетах оснований фундаментов
  • 2.2 Выбор типа и конструкции фундамента. Назначение глубины заложения фундаментов. Устройство гидроизоляций
  • 2.3 Определение размеров подошвы фундамента
  • 2.4 Проверка напряжений в основании и уточнение размеров подошвы фундамента
  • 2.5 Расчет осадки фундамента
• 3. Свайные фундаменты
  • 3.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка
  • 3.2 Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности материала сваи
  • 3.3 Определение количества свай в фундаменте. Поверка фактической нагрузки, передаваемой на сваю
  • 3.4 Расчет осадки свайного фундамента
• 4. Сравнение фундаментов и выбор основного варианта
  • 4.1 Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства фундаментов по первому и второму вариантам
  • 4.2 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного
  • 4.3 Рекомендации по производству работ, технике безопасности (по выбранному варианту)
• Заключение
• Литература

Введение

Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, воспринимающие нагрузку от сооружения и влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения. Проектирование оснований зданий и сооружений зависит от большого количества факторов, основными из которых являются: геологическое и гидрогеологическое строение грунта; климатические условия района строительства; конструкция сооружаемого здания и фундамента; характер нагрузок, действующих на грунт основания, и т.д. Основания под фундаменты зданий и сооружений бывают естественными и искусственными.

Естественными основаниями называют грунты, которые в условиях природного залегания обладают достаточной несущей способностью, чтобы выдержать нагрузку от возводимого здания или сооружения. Естественные основания не требуют дополнительных инженерных мероприятий по упрочнению грунта; их устройство заключается в разработке котлована на расчетную глубину заложения фундамента здания или сооружения.

Искусственными основаниями называют грунты, которые по механическим свойствам в своем природном состоянии не могут выдерживать нагрузки от зданий и сооружений и поэтому для их упрочнения выполняют различные инженерные мероприятия.

Расчет оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) ограничивает деформации надфундаментных конструкций сооружения такими пределами, при которых еще не нарушается нормальная эксплуатация сооружения. Нормальная эксплуатация здания или сооружения во многом зависит от того, насколько правильно запроектировано и осуществлено его взаимодействие с основанием. Это же в значительной мере влияет на стоимость и сроки строительства.

В связи с расчетом оснований сооружений по указанным выше предельным состояниям оценку грунтов производят по прочности (устойчивости) и по их способности деформироваться под нагрузкой (по сжимаемости). Для оценки прочности грунтов и расчета фундаментов по первой группе предельных состояний необходимо уметь определять расчетные сопротивления грунтов основания сжатию. Для оценки способности оснований деформироваться под нагрузками и определения осадок фундаментов необходимо знать характеристики сжимаемости грунтов.

Фундамент — несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и передает его на основание.

Сооружение и основание составляют единую систему. Свойства грунтов основания, их поведение под нагрузками от сооружения во многом определяют прочность, устойчивость и нормальную эксплуатацию сооружения. Поэтому инженер-строитель должен хорошо понимать, что представляют собой грунты, каковы их особенности по сравнению с конструкционными материалами (бетон, железобетон, металл, кирпич и т.п.), каким образом залегают грунты в основании сооружения, что определяет свойства грунтов и грунтовых оснований, их поведение под нагрузками и другими воздействиями.

Цель курсовой работы: закрепление теоретических знаний по дисциплине, овладение методикой проектирования и расчета основных строительных конструкций подземной части зданий (сооружений), получение навыков самостоятельного использования справочной литературой, строительными нормами и правилами.

1. Исходные данные. Оценка инженерно-геологических условий площадки

1.1 Назначение и конструктивные особенности подземной части здания

Исходными данными для моей курсовой работы является административное здание. Конструктивная схема здания — с неполным каркасом. Высота здания 35 м, размеры в плане 36м х 27м.

Нагрузки и воздействия на основание определяются суммированием усилий, действующих в сечении по обрезу фундамента, и соответствующих усилий, возникающих от собственного веса фундамента, веса грунтов на уступах фундамента.

1.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрологические условия

Оценка инженерно-геологических условий начинается с анализа напластования грунтов (наименование грунтов, условие залегания, мощность, наличие и глубина залегания подземных вод). В соответствии с исходными данными, приведенными в задании, строится геологический разрез. В осях Б-Г здание не имеет подвала, однако в осях А-Б имеется подвал с отметкой пола — -3,000 м.

Отметка 0,000 соответствует отметке 127,200 м на местности. Нормативная глубина промерзания грунта в районе строительства объекта 0,95 м. Грунтовые воды залегают на отметке 114,900 м.

Площадка района строительства сложена следующими грунтами:

1-й слой — почвенный: мощность 0,2 м.

2-й слой суглинок: мощность 5,0 м, плотность 1,95 г/см 3 , плотность частиц 2,69 г/см 3 , влажность 0,29, предел текучести 35%, предел пластичности 21%.

3-й слой — глина: мощность 5,0 м, плотность 1,92г/см 3 , плотность частиц 2,73 г/см 3 , влажность 0,32, предел текучести 47%, предел пластичности 27%.

4-й слой — супесь: мощность 3,0 м, плотность 1,98г/см 3 , плотность частиц 2,70 г/см 3 , влажность 0,27, предел текучести 22%, предел пластичности 16%.

5-й слой — песок мелкий: мощность 4,0 м, плотность 1,91 г/см 3 , плотность частиц 2,66 г/см 3 , влажность 0,27, предел текучести 0, предел пластичности 0.

6-й слой — суглинок: мощность 3,0 м, плотность 2,04 г/см 3 , плотность частиц 2,73 г/см 3 , влажность 0,38, предел текучести 53%, предел пластичности 30%.

1.3 Строительная характеристика грунтов площадки

Для определения несущей способности грунтов необходимо пользуясь заданными характеристиками физических свойств грунтов вычислить:

— для песчаных грунтов — коэффициент пористости и степень влажности;

— для пылевато-глинистых грунтов — число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности.

Слой 1. Почвенный слой.

Слой 2. Суглинок.

Коэффициент пористости (отношение объема пор к объему частиц грунта) определяется по формуле:

где _S — плотность частиц грунта; — плотность грунта; W — природная влажность.

Степень влажности грунта вычисляется по формуле:

где _W — плотность воды; принимается равной 1 г/см 3 .:

Тип пылевато-глинистых грунтов устанавливается по числу пластичности, определяемому по формуле:

где W_L — влажность на границе текучести, %; W_P — влажность на границе раскатывания, %.

По числу пластичности пылевато-глинистые грунты подразделяются на следующие типы:

Данный грунт является суглинком.

Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов определяется по формуле:

По показателям текучести данный пылевато-глинистый грунт является мягкопластичным, т.к. 0,50 Е ? 5 МПа; сильно-сжимаемыми, если Е 0 , k_n =0,6;

-d_fn — нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, указанная в задании на курсовое проектирование, равная 1,0 м.

При выборе типа и глубины заложения фундаментов придерживаются следующих общих правил: минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5м от спланированной поверхности территории; глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 0,5-1,0 м;

Определяем расчетную глубину сезонного промерзания грунтов d_f, м:

Основанием для фундамента является суглинок, поэтому глубину заложения фундаментов можно назначать не менее расчетной глубины промерзания от спланированной отметки земли, т.е. не менее 0,6 м.

По результатам инженерно-геологических изысканий, видно, что верхний слой грунта (суглинок мягкопластичный) толщиной 3,0 м может быть основанием для фундаментов, следовательно фундаменты необходимо заглубить в слой минимум на 1,0 м (СНБ 5.01.01.99). Глубина заложения фундамента — расстояние от поверхности планировки до подошвы фундамента, следовательно, глубина заложения фундамента с учетом конструктивных особенностей здания Ф4 — 1,65 м. Глубину заложения сборного фундамента ленточного типа Ф1 назначаем равной 2,4 м. Гидроизоляция устраивается для обеспечения водонепроницаемости конструкций и повышения срока их службы при воздействии небольшого гидростатического напора или в случае капиллярного увлажнения грунтов.

Трем видам воды в грунтах, действующих на конструкцию — под давлением, без давления и капиллярному, — соответствуют три типа гидроизоляции: 1) противонапорная; 2) для защиты от поверхностных и филътрационных вод; 3) для защиты от капиллярной влаги.

Существуют следующие типы гидроизоляции: наружная противонапорная, внутренняя противонапорная, гидроизоляция водосборника, гидроизоляция от безнапорных поверхностных или фильтрационных вод, гидроизоляция для защиты от капиллярной влаги. Наружная противонапорная изоляция является более экономичным видом защиты от грунтовых вод, чем внутренняя, и обычно устраивается при строительстве новых зданий

Обязательной является рулонная (двухслойная) или цементная (раствор состава 1:2 толщиной 20-30 мм) горизонтальная гидроизоляция, прорезающая на отметке на 15-20 см выше отмостки стену здания и переходящая в гидроизоляцию пола.

Защита подвальных стен от проникновения капиллярной — подмывающейся по порам строительных материалов и просачивающейся сквозь фундамент грунтовой влаги достигается устройством:

· обмазочной гидроизоляции вертикальных поверхностей, соприкасающихся с грунтом стен подвала;

· горизонтальной гидроизоляции в виде включения прослойки жирного цементного раствора в состав подстилающего слоя пола подвала;

· прифундаментного дренажа, ограничивающего уровень грунтовых вод во время их сезонного подъёма на отметке 0,5 ниже пола подвала.

2.3 Определение размеров подошвы фундамента

Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных между собой параметров и устанавливаются путем последовательного приближения.

В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента А, определяется по формуле:

где N_OII— расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента для расчета оснований по предельному состоянию второй группы, кН;

R_O — расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента, принимается по приложениям 8 — 10;

_m — осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 20 кН/м 3 ;

d — глубина заложения фундамента от уровня планировки.

Принимаем монолитный фундамент с размерами: I ступень 2,7х1,8х0,3; II ступень 2,1х1,8х0,3, подколонник 1.2х1.2х0.9.

Рис. 2.1 — Расчетная схема Ф4

После того, как выбран тип фундамента и назначены его размеры, подсчитываются нагрузки и воздействия, передающиеся на основание. Нагрузки и воздействия на основание определяются суммированием усилий, действующих в плоскости обреза фундамента (N_OII,) и соответствующих усилий, возникающих от собственного веса фундамента, веса грунта на уступах фундамента, веса стеновых.

Найдем нормальную вертикальную нагрузку по формуле:

где N_OII — вертикальная нормальная нагрузка в плоскости обреза фундамента(N_OII =2850 кН); G_ф — расчетная нагрузка от веса фундамента; G_ГР — расчетная нагрузка от веса грунта на консоли подушки.

Расчетная нагрузка от веса фундамента:

Расчетная нагрузка от веса грунта на уступах фундамента:

Расчетная длина фундамента равна 1м. Принимаем фундамент ФЛ 60.12 с размерами 600 ? 1180 ? 300 мм.

а) нормальная вертикальная нагрузка:

Боковое давление грунта на стены подвала определяется с учётом временной нагрузки на поверхности планировки интенсивностью 10 кН/м 2 . Действие временной нагрузки заменяется эквивалентным весом грунта засыпки пазух фундамента приведённой толщиной:

где ?’_?? =16 кН/м 3 — удельный вес грунта засыпки.

При этом боковое давление грунта на отметке планировки:

на отметке подошвы фундамента:

где d = 2.4 м- глубина заложения фундамента;

? =19 — осреднённое значение сдвига грунта засыпки, зависящего от угла внутреннего трения и удельного сцепления.

Равнодействующая бокового давления грунта засыпки на стену подвала:

Точка приложения равнодействующей силы:

Расчётное значение момента в сечении на отметке подошвы фундамента может быть принято равным

l_бл, l_пл — соответственно длина блока стены и фундаментной плиты, м.

б) момент в плоскости подошвы фундамента

где M_o?? — момент в плоскости обреза фундамента, кН·м;

M_e?? — моментное усилие от активного давления грунта, кН·м.

2.4 Проверка напряжений в основании и уточнение размеров подошвы фундамента

Принятые в первом приближении размеры подошвы фундамента по уточняются исходя из требований СНБ, выражаемых неравенствами:

где р — среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

p_max и p_min — соответственно максимальное и минимальное значения краевого давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента, определяемые по формуле внецентренного сжатия

W — момент сопротивления подошвы фундамента; W=(b 2 *l)/6;

R — расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяемое по формуле:

k — коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта и с определены непосредственными испытаниями (для нашего случая), и 1,1 — если они приняты по таблицам;

M , M_q, M_c — коэффициенты, принимаемые по приложению

b — ширина подошвы фундамента (для прямоугольной подошвы фундамента — ее меньшая сторона), м;

k_z — коэффициент, принимаемый равным: при b 10 м k_z = 1; при b 10 к = Z_O / b + 0,2 (здесь Z_O = 8 м);

I _II — осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (с учетом фактического уплотнения обратной засыпки), кН/м 3 ;

_II — то же для грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м 3 ;

c_II — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d₁ — глубина заложения фундамента бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала;

d_b — глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала.

Удельный вес грунта , кН/м 3 , определяется по формуле:

где — плотность грунта, т/м 3 ;

g — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с 2 10 м/с 2 .

При наличии подземных вод удельные веса I _II и _II определяются с учетом взвешивающего действия воды (для слоев грунта, находящихся ниже зеркала подземных вод). Для такого случая удельный вес грунта определяется по формуле:

Осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

Осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента:

Найдем расчетное сопротивление грунта:

= 1,1 k_z = 1,0 С_II = 17 кПа M = 2,66

= 1,0 b = 1,8 м I _II = 19,5 кН/м 3 M_g = 9,64

k = 1 d = 1,65 м _II = 19,43 кН/м 3 M_c = 12,24 ;

=0, так как повал в данном сечении отсутствует.

Должно соблюдаться условие:

Среднее давление под подошвой фундамента:

Так же должно соблюдаться условие:

Значение не превышает 10 %, что означает, что фундамент выбран экономично.

Осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

Осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента:

Найдем расчетное сопротивление грунта:

= 1,1 k_z = 1,0 С_II = 17 кПа M = 2,66

= 1,0 b = 0,8 м I _II = 19,5 кН/м 3 M_g = 9,64

k = 1 d = 1,65 м _II = 19,41 кН/м 3 M_c = 12,24 ;

=2м — расстояние от уровня планировки земли до пола подвала.

Должно соблюдаться условие:

Среднее давление под подошвой фундамента:

Так же должно соблюдаться условие:

Значение превышает 10%, это означает, что размеры подошвы фундамента получены с излишнем запасом, но при принятии фундаментной подушки шириной 0.6м при перерасчете не соблюдается условие , поэтому окончательно принимаем ширину фундаментной подушки 0.8м.

2.5 Расчет осадки фундамента

Сущность расчета осадки фундамента заключается в удовлетворении условию: SS_U

где: S — совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_U — предельное допустимое значение деформации основания, определяемое по таблице Б.1 СНБ 5.01.01-99.

Расчет осадки фундамента Ф-4

Удельный вес грунтов:

Находим ординаты эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной эпюры 0,2_zg:

Найдем дополнительное вертикальное напряжение:

Рассчитанные данные сводятся в таблицу 2.1.

Источник