Фундаменты промышленного здания (стр. 2 из 8)
Рассматриваемый грунт – песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой с расчетным сопротивлением R0 = 400 кПа.
Образец №5: взят из скважины №1. Так как Wp > 0 и Wl >0, следовательно, грунт глинистый. Разновидность глинистого грунта определяется по числу пластичности Ip, по показателю текучести Il.
1. По числу пластичности Ip согласно формуле (2.1) [1]:
.Следовательно, грунт глина (табл. 2.2) [1]. По табл. 2.3 [1] глина легкая пылеватая, так как частиц от 2 мм до 0,5 мм (1%) содержится менее 40%.
2. По показателю текучести Il, согласно формуле (2.2) [1]:
,следовательно, глина полутвердая (табл. 2.4 [1]).
Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, обладает ли он набухающими или просадочными свойствами. Для этого в начале определим следующие характеристики:
- (%, д.е.) плотность сухого грунта ρd по формуле (2.3) [1]:
г/см3;- коэффициент пористости е по формуле (2.4) [1]:
;- коэффициент водонасыщения Sr по формуле (2.5) [1]:
;- показатель еl по формуле (2.8) [1]:
.Определяем по формуле (2.5) [1] показатель Iss, с помощью которого дается предварительная оценка просадочных и набухающих свойств грунта:
.Грунт будет относиться к просадочным, если условия
и 
выполняются. В нашем случае одно из условий не выполняется, следовательно, грунт является непросадочным.Грунт будет относиться к набухающим, если условие
выполняется. В нашем случае условие не выполняется, следовательно, грунт является ненабухающим.По табл. 3.4 [1] определяем расчетное сопротивление R0 для легкой пылеватой глины.
Рассматриваемый грунт – легкая пылеватая глина полутвердая с расчетным сопротивлением R0 = 265 кПа.
Общая оценка грунтовых условий площадки строительства.
По инженерно-геологическому разрезу площадка имеет спокойный рельеф с абсолютными отметками 140,25-141,5 м. Грунты имеют слоистое напластование с согласным залеганием пластов. Все они могут служить естественным основанием для фундаментов зданий.
Для рассматриваемого промышленного здания при устройстве фундаментов мелкого заложения несущим слоем может быть песок мелкий средней плотности, малой степени водонасыщения (слой 1).
При использовании свайных фундаментов в качестве несущего слоя рекомендуется использовать глину, пылеватую, полутвердую (слой 5). В этом случае свая будет работать по схеме свая висячая.
При инженерно-геологических изысканиях были обнаружены подземные воды. Они залегают на отметках 135,8 – 137,0 м (глубина залегания 4,5 – 4,8 м от поверхности) и не будут существенно влиять на устройство оснований и фундаментов здания.
Таблица 1
| № инженерно- геологического элемента | Наименование грунтов | Толщина слоя, м | Характеристики плотности, г/см3 | Коэффициент пористости е, д.е. | Естественная влажность, W, д.е. | Коэффициент водонасыщения Sr | Число пластичности, Ip, д.е. | Показатель текучести, Il, д.е. | Модуль деформации, Е0, МПа | Удельное сцепление грунта С, кПа | Угол внутреннего трения φ, град. | ||
| Плотность грунта ρ | Плотность частиц грунта ρ | Плотность сухого грунта ρ | |||||||||||
| Насыпной грунт | 0,4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 1 | песок мелкий, средней плотности, малой степени водонасыщения | 3,7 | 1,7 | 2,66 | 1,52 | 0,75 | 0,12 | 0,43 | 0 | 0 | 13 | 0 | 28 |
| 2 | легкий пылеватый суглинок мягкопластичный | 0,4 | 1,94 | 2,7 | 1,54 | 0,75 | 0,26 | 0,94 | 0,1 | 0,6 | 10,9 | 20 | 18 |
| 3 | легкий пылеватый суглинок мягкопластичный | 2,6 | 19,8 | 2,71 | 1,56 | 0,74 | 0,27 | 0,99 | 0,11 | 0,55 | 11,24 | 11 | 21 |
| 4 | песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой | 2,4 | 20,0 | 2,66 | 1,60 | 0,66 | 0,25 | 1 | 0 | 0 | 24,6 | 1 | 35 |
| 5 | пылеватая глина полутвердая | 5,5 | 19,2 | 2,73 | 1,45 | 0,88 | 0,32 | 0,99 | 0,2 | 0,25 | 8,8 | 45 | 18 |
3. Основные сочетание нагрузок действующие на фундаменты здания
| Группа предельного состояния | Вид нагрузок | Крайняя колонна | Средняя колонка | ||
  |  |  |  | ||
| I предельное состояние | M | 510 | 605 | 250 | 390 |
| N | 1505 | 1117 | 1823 | 1628 | |
| Q | 59 | 53 | 39 | 35 | |
| II предельное состояние | M | 421 | 522 | 202 | 315 |
| N | 1360 | 1010 | 1638 | 1462 | |
| Q | 50 | 44 | 31 | 22 | |
4. Проектирование фундамента мелкого заложения.
4.1. Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения под колонну крайнего ряда.
4.1.1. Определение глубины заложения фундамента
Глубина заложения фундаментов d должна назначаться в зависимости от конструктивных решений подземной части здания (наличия подвалов, технического подполья, подземных коммуникаций и др.), инженерно-геологических условий строительной площадки, величины и характера нагрузок на основание, а также возможного пучения грунтов при промерзании и других факторов. Глубина заложения d исчисляется от поверхности планировки основания, а в некоторых случаях (для зданий с подвалом) от поверхности пола подвала или подполья.
В пучинистых грунтах для наружных и внутренних стен глубина заложения d обычно назначается не менее расчетной глубины промерзания df. К пучинистым грунтам относятся мелкие и пылеватые пески, супеси независимо от показателя текучести, а также суглинки и глины с показателем текучести Il≥0,25.
К непучинистым грунтам относятся крупнообломочные грунты с заполнителем (песок, гравий и д.р.) до 10%, пески гравелистые, крупные и средней крупности; пески мелкие и пылеватые при Sr≤0,6, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15% по массе частиц мельче 0,05 мм. Глубина заложения фундаментов в таких грунтах не зависит от глубины промерзания в любых условиях. Минимальная глубина заложения d при этом приминается обычно не менее 0,5 м от спланированной поверхности.
Грунт, ИГЭ1-песок мелкий, средней плотности, малой степени водонасыщения, площадки строительства относится к непучинистым при промерзании, т.к. Sr = 0,43 < 0,6. Руководствуясь картой, приведенной на рис. 5.15 [3], определяем нормативную глубину сезонного промерзания dfn для г. Иркутск dfn = 2,2 м, тогда расчетная глубина промерзания составит (рис. 2).
где kh = 0,7 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый по [2, табл. 1].
Рис. 2. Схема к назначению глубины заложения подошвы фундамента:
DL – отметка планировки; FL – отметка заложения фундамента; 1 – насыпной грунт; 2 – расчетная глубина промерзания грунта; 3 – песок мелкий.
Принимаем глубину заложения фундамента d = 1,8 м по конструктивным требованиям; высота фундамента должна быть кратной 0,3 м [3].
4.1.2. Определение основных размеров подошвы фундамента.
Прежде чем определять размеры подошвы фундаментов, необходимо проанализировать конструктивную схему здания (сооружения) и установить наиболее целесообразный тип фундаментов в рассматриваемых грунтовых условиях. В процессе анализа уточняются размеры и материал основных элементов здания, выявляется жесткость конструкций и их чувствительность к неравномерным осадкам, а также устанавливается характер передачи нагрузок на основание, материал и форма подошвы фундаментов. Анализ заканчивается определением (сбором) нагрузок, действующих на основание.
Для промышленных зданий без подвалов нагрузки, обычно, суммируют на уровне спланированной отметки земли. При этом должны быть установлены наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок.