Основания и фундаменты (стр. 3 из 4)

Н_i – толщина i-го слоя.

s_zg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

s_zg0=0,2γ₂+γ₁·h₁=4+25.6=29,6 кН/м²

Строим вспомогательную эпюру 0.2×s_zg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:

s_zp=P₀×a , где:

P₀ = P_cp - s_zg0 - дополнительное вертикальное давление на основание

Р – среднее давление под подошвой фундамента.

P₀ =286,1-29,6=256,5 кПа

a - коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

h_i = 0.4b = 0.4×3,3 =1,3м

Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2×s_zg0) и f(s_zp) - Сжимаемая толщина Н_с=7м, s_zp =21,88кПа

Аналитическая проверка: s_zp = 0.2×s_zg± 5 кПа

s_zg= к75,132Па

0.2×s_zg = 15,02кПа – условие выполнено

Расчет осадки:

N слоя	hi	Еi	σzp кров.	σzp под.	σzp сред.	σ
1	1,3	20000	256,5	210,84	233,67	0,0122
2	1,3	20000	210,84	120,55	165,70	0,0086
3	0,4	20000	120,55	111,73	116,14	0,0019
4	1,3	30000	111,73	62,82	87,28	0,0030
5	1,3	30000	62,82	40,27	51,55	0,0018
6	1,3	30000	40,27	27,74	34,01	0,0012
0,0286

S = 2,86 см

Осадка не превышает допустимые 8 см.

2.4.2 Фундамент по оси «В»

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

где:

№	Высота слоя, м	Удельный вес грунта, кН/м3	szgi, кН/м2	sобщ, кН/м2
1	0	0	0
2	1,8	19,9	35,82	35,82
3	1,4	10,75	15,05	50,87
4	4,8	10,08	48,38	147,64
5	σzw-6.2м	10	62	209,64
6	7,2	19,3	138,96	348,6

g_i – удельный вес i-го слоя грунта .

Н_i – толщина i-го слоя.

s_zg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

s_zg0=76,47 кН/м²

Строим вспомогательную эпюру 0.2×s_zg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:

s_zp=P₀×a , где:

P₀ = P_ср - s_zg0 - дополнительное вертикальное давление на основание

Р – среднее давление под подошвой фунадмента.

P₀ = 617,7 –76,47=541,23 кПа

a - коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

h_i= 0.4b , где b – ширина фундамента

h_i= 0.4×2,1 = 0,8 м

Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2×s_zg0) и f(s_zp) - Сжимаемая толщина Н_с= 4,8 м s_zp =39,94 кПа

Аналитическая проверка: s_zp = 0.2×s_zg± 5 кПа

s_zg= 147,64кПа

0.2×s_zg =29,53кПа – условие выполнено

Расчет осадки:

N слоя	hi	Еi	σzp кров.	σzp под.	σсред.	S
1	0,8	30000	541,23	437,314	489,27	0,0104
2	0,8	30000	437,314	335,021	386,17	0,0103
3	0,8	30000	335,021	153,168	244,09	0,0065
4	0,8	30000	153,168	101,751	127,46	0,0034
5	0,8	30000	101,751	72,525	87,14	0,0023
6	0,8	30000	72,525	52,229	62,38	0,0017
0,0346

В связи с отсутствием данных о последующих слоях вычислить осадку в этих слоях не возможно, однако исходя из того, что осадка в слое №14 мала, осадкой последующих слоев можно пренебречь.

S = 0.0346 см

Осадка не превышает допустимые 8 см.

Необходимо проверить разность осадок фундаментов в здании.

где:

DS – разность осадок фундаментов в здании

L – расстояние между этими фундаментами

(3,46-2,89)/600 = 0.00095 < 0.002 – условие выполнено

Величины осадок различных фундаментов в здании допустимы, разность осадок также в норме, следовательно фундаменты подобраны верно.

2.5 Конструирование фундаментов мелкого заложения

После проведенных расчетов принимаем фундаменты:

-по оси «А»( в бесподвальной части здания) – сборный под колонны ФВ8-1 2,7х2,4м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.

-по оси «Б» (в бесподвальнй части здания) – сборный под колонны ФВ10-1 3,3х3м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки –1800 мм.

-по оси «В» (в подвальной части здания) – сборный под колонны ФВ4-1 2,1х1,8м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.

-по оси «Г» (в подвальной части здания) – ленточный, сборный. Плиты железобетонные Ф16; блоки фундаментные марки – ФС 6. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -3450 мм.

2.6 Определение активного давления грунта на стену подвала

Характеристики грунта

1. Нормативные:

γ_n=19,9 кН/м³

φ_n=25 град

C_n=14 кПа

2. Расчетные:

γ₁=γ_n/γ_q=19.9/1.05=18.95 кН/м³

φ₁=φ_n/φ_q=25/1.15=21.7⁰

С₁=С_n/C_q=14/1.5=9.3 кПа

3. Засыпка:

γ₁¹=γ₁х0,95=8,95х0,95=17,97 кН/м³

φ₁¹=φ₁х0,9=21,7х0,9=19,53 ⁰

С₁¹=С₁х0,5=9,3х0,5=4,65 кПа

Построение эпюры активного давления грунта на стену подвала

σ_а=σ_аφ+σ_ас+σ_aq

σ_аφ=γ₁¹·z·λ_а

λ_а=tg²

=0.49

σ_аφ=17.97·0.49·2=17.61 кН/м²

σ_ас=

σ_aq=1.2q^н·λ_a=1.2·0.49·10=5,88 кН/м²

2.7 Заключение по варианту фундаментов мелкого заложения

Несмотря на немаленькие недогрузки все фундаменты рациональны и на свайный фундамент переходить нет необходимости, так как залегающие грунты вполне пригодны и для такого варианта фундаментов.

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов

В данном проекте необходимо произвести расчет для свайного фундамента:

свайный фундамент в «кусте» ( для внутренних колонн по оси Б)

Выбор типа, вида, размеров свай и назначение габаритов ростверков

Рассчитываем свайный фундамент под стену «В» с подвалом.

3.1.1. Определение нагрузок.

Нагрузки собираются по I и II предельному состоянию:

I-е пр. сост.

где: g_f=1.2

II-е пр. сост.

где: g_f=1

для «куста» по оси Б

N₀¹=2700·1.2=3240 kH

N₀¹¹=2700·1=2700 kH

3.1.2. Назначаем верхнюю и нижнюю отметки ростверка.

В.Р.=-3,15 м

h_р=1,5 м

Н.Р.=-4,65 м.

3.1.3.Выбираем железобетонную сваю С 7-30.

Тип –висячая, с упором в слой полутвердой глины

Вид- забивная

С квадратным сечением 0,3х0,3 м, длиной 7м.

3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай

где:

g_с – коэффициент условий работы свай в грунте.(1)

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.(3600 кПа)

A – площадь поперечного сечения сваи.(0.09 м²)

u – наружный периметр поперечного сечения сваи(1.2 м)

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя (по боковой поверхности сваи, кПа)

g_cr=1; g_cf =1 – коэффициенты условий работы грунта, соответственно , под нижним концом сваи и учитывающий влияние способа погружения на расчетное сопротивление грунта.

N_c=F_d/g_k , где: g_k=1.4 – коэффициент надежности по нагрузке.

Определение сопротивления грунта по боковой поверхности сваи

N	hi	gcfi	zi	fi	gcf·hi·fi
1	0,4	1	4,6	23,2	9,28
2	1,6	1	5,6	57,2	91,52
3	1,6	1	7,2	60,4	96,64
4	1,6	1	8,8	63,2	101,12
5	2,05	1	10,625	55,2	113,16

F_d=1·(1·3600·0.09+1,2·401,72)=806kH

Расчетнаянагрузка:

N_c= F_d/γ_k=806/1.4=575,76kH

3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте и проверки по 1 группе предельных состояний

3.3.1. Число свай

где:

N_c^I – нагрузка на фундамент в уровне поверхности земли.

N_c – принятая расчетная нагрузка

- коэффициент , зависящий от вида свайного фундамента

=9 – для «куста»