Проверить достаточность размеров подошвы фундамента под колонну гражданского здания

Обновлено: 18.04.2024

Определение размеров фундамента начинают с определения глубины заложения его подошвы. Глубина заложения подошвы для фундаментов неотапливаемых зданий и сооружений под наружные стены, а также колонн отапливаемых зданий принимается равной не менее глубины промерзания грунта. Глубина заложения внутренних стен и колонн отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта и назначается по конструктивным требованиям.

При выборе глубины заложения подошвы фундамента следует учитывать конструктивные требования: наличие подвала, обеспечения глубины заделки колонны и арматуры колонны. Глубина заложения подошвы фундаментов должна быть больше толщины почвенного слоя и не менее 0,5 м от поверхности планировки или низа пола. Назначение высоты фундамента, размеров его ступеней и глубины заделки производится в соответствии с требованиями СП 50-101-2004. Фундаменты делятся на центрально-нагруженные и внецентренно-нагруженные (рис. 7.1 и 7.2).

Определение размеров подошвы центрально-нагруженного фундамента. Размеры подошвы фундамента определяются из условия

где N – осевая сила от внешних нагрузок на верхнем обрезе фундамента (при γ_f=1), кН;

N₁ – собственный вес фундамента и вес грунта на его уступах, кН;

А – площадь подошвы фундамента, м 2 ;

R – расчетное сопротивление грунта, кН/м 2 .

Если принять усредненный удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах равным 22 кН/м 3 , тогда площадь фундамента будет равна :

где d₁ – глубина заложения фундамента, м.

Учитывая, что расчетное сопротивление грунта зависит от размеров фундамента, предварительный подбор подошвы ведут по расчетным сопротивлениям R=R₀, принятым из табл. 7.1.

По вычисленной площади подошвы фундамента А определяют размеры его сторон. Для квадратного фундамента размер стороны а=А 0,5 . Полученные размеры подошвы округляют, вычисляют принятую площадь фундамента и производят окончательную проверку давлений по подошве по формуле 7.1 при фактическом значении R.

Рисунок 7.1 – Типы фундаментов : а- центрально-нагруженные; б – внецентренно-нагруженные; 1- колонна, 2 – отдельный фундамент; 3- кирпичная стена, 4 – ленточный фундамент, 5- расчетная полоса

Рисунок 7.2 – К расчету внецентренно-нагруженного фундамента

Таблица 7.1 – Расчетные сопротивления R₀ грунтов для предварительных расчетов

Наименование грунта	R₀, кН/м 2
Пески крупные средней плотности	500
Пески мелкие средней плотности маловлажные	300
Пески мелкие средней плотности влажные и насыщенные водой	200
Пески средней плотности пылеватые маловлажные	250
Супеси (e=0,5 J_L=0)	300
Суглинки (e=0,7 J_L=1)	180
Насыпные грунты	100-250

Примечание: Значения R0 относятся к фундаментам, имеющим ширину b₀=1 м и глубину заложения d₀=2 м

Внецентренно-сжатые фундаменты .Все внешние силы N₁, Q₁, M_1, действующие на фундамент, приводятся к вертикальной силе N, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента и моментам M_x и M_y, действующим на уровне подошвы фундамента (рис. 7.2). При этом расчеты производят на невыгодные комбинации усилий. Давление под подошвой фундамента при действии моментов в двух плоскостях определяется по формуле:

где М_Х и М_Y – моменты внешних сил относительно осей X и Y;

W_X и W_Y – моменты сопротивлений подошвы фундамента относительно тех же осей;

А – площадь подошвы фундамента.

При действии фундамента в одной плоскости М_Y и W_Y принимают равными 0.

Проверка основания фундамента или подбор размеров подошвы производят так, чтобы среднее давление под подошвой не превышало расчетного сопротивления R, т.е.

При этом наибольшее краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента не должно превышать 1,2R и в угловой точке 1,5R.

Для большинства фундаментов минимальное краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси должно быть Р_min≥0/

Определение площади подошвы фундамента ведут в следующей последовательности По табл. 7.1 в зависимости от наименования грунта определяют R₀. Определяют размеры сторон фундамента и требуемую площадь подошвы по формуле

Обычно для прямоугольных отдельных фундаментов принимают а=(1÷1,6) b. По найденным размерам уточняют значение R и по формуле 7.1 проверяют давление под подошвой фундамента. В случае, если давление фундамента превышает указанные величины, размеры подошвы фундамента корректируют и производят проверку давления заново.

Расчет ленточных фундаментов под кирпичные стены аналогичен расчету отдельных фундаментов, для чего по длине фундамента условно вырезают полосу, равную 1 м, и для нее производят определение размеров по формулам, указанным выше.

Пример:

Колонна передает на фундамент в уровне его обреза (верхней плоскости) осевую нагрузку с учетом коэффициента надежности по назначению N=2000кН. Глубина промерзания грунта для данного региона d_p=1,8 м (табл. 7.4). Грунты основания сложены из пылеватых маловлажных песков, имеющих следующие расчетные характеристики: удельный вес γ_II=20кН/м 3 , удельное сцепление с=6кПа, угол внутреннего трения φ_II=34°. Требуется определить размеры подошвы фундамента.

Принимаем глубину заложения фундамента d₁=d_p=1,8 м. По табл. 7.1 находим предварительно расчетное сопротивление грунта R=R₀=250 кН/м 2 . Тогда требуемая площадь подошвы фундамента по формуле 7.1:

Площадь подошвы квадратного в плане фундамента с размерами сторон a=b=A 0,5 =9,5 0,5 =3,08≈3,1 м. Для заданного грунта γ_II=20кН/м 3 , γ_c1=1,25 и γ_c2=1,0 (табл. 7.2),

где γ_c1 и γ_c2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 7.2;

k — коэффициент, принимаемый: k = 1, если прочностные характеристики грунта (с и φ) определены непосредственными испытаниями, и k= 1,1, если указанные характеристики приняты по таблицам;

М_γ, М_q и М_c — коэффициенты, принимаемые по табл. 7.3;

k_z — коэффициент, принимаемый: k_z = 1 при b < 10 м, k_z = z0/b + 0,2 при b ≥ 10 м (здесь b — ширина подошвы фундамента, м; z0 = 8 м);

γ_II — расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м 3 ; γ´_II — то же, залегающих выше подошвы;

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

Так как R=514 кН/м 2 в значительной мере отличается от принятых в первом расчете R=250 кН/м 2 , то производим повторный расчет.

Принимаем a=b=2,2 м, А=2,2∙2,2=4,84 м 2 т определяем R.

Проверяем среднее давление на грунт под подошвой фундамента

Размеры подошвы фундамента достаточны.

Таблица 7.2 – Значения коэффициентов γ_с1 и γ_с2

γ_с2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к его высоте L/H

1. Жесткую конструктивную схему имеют сооружения, конструкции которых приспособлены к восприятию усилий от деформаций оснований путем применения специальных мероприятий.

2. Для сооружений с гибкой конструктивной схемой значения коэффициента γ_с2 принимается равным единице.

3. При промежуточных значениях L/H коэффициент γ_с2 определяется интерполяцией.

Таблица 7.3 – Таблица коэффициентов М_γ, М_q и М_c

Расчетное сопротивление грунта R=285,15 кПа. Решение:

Проверяем достаточность размеров фундамента и прочность основания под фундаментом:

A_f=b l(м)=2,4 2,4=5,76 м 2 W=b l 2 /6= 2,4 2,4 2 /6=0,96м 3

Вывод: прочность основания обеспечена, размеры приняты, верно.

Методы искусственного улучшения свойств грунтов

Искусственно улучшенные основания устраивают в тех случаях, когда естественные основания оказываются недостаточно прочными или сильно сжимаемыми и их использование, как и применение свайных фундаментов, является технически и экономически нецелесообразным. При этом используются как конструктивные методы улучшения работы грунтов основания, к которым относятся: устройство грунтовых подушек, применение шпунтового ограждения,

создание боковых пригрузок, армирование грунта и другие, так и методы улучшения свойств грунтов посредством их уплотнения и закрепления.

Методы	Вид основания или способ его	Грунтовые условия, при
устройства	которых может применяться
устройства
оснований	данный способ
Конструктивные	1.	Песчаные	подушки	(замена	Слабые грунты	в текучем
грунта)	состоянии,	торфы,
заторфованные и	насыпные
2.	Грунтовые подушки	из	грунты
местного связанного грунта	Слабые	(перечисленные
3.	Каменные,	песчано-	выше) и просадочные грунты
гравийные и другие отсыпки	Илы и другие слабые грунты,
залегающие под слоем воды
Макропористые
просадочные,	рыхлые
_______________	________________________	песчаные,	свежеуложенные
Механическое	1.	Поверхностное	уплотнение	связные и насыпные грунты
Уплотнение	грунтов	тяжёлыми	пристепени	влажности
трамбовками, катками, лёгкими	S_r
трамбовками	и	другими	То же
механизмами и транспортными
средствами,	вибраторами
площадными,	вытрамбованием
котлованов	под	отдельные
фундаменты
2.	Глубинное	уплотнение
грунтов:	Макропористые
грунтовыми сваями из местного
связного	грунта,	песчаными	просадочные грунты
сваями,	виброуплотнением или	Рыхлые пылеватые и мелкие
гидровиброуплотнением,	пески
взрывами	предварительным	Слабые	сильносжимаемые
замачиванием предварительным	заторфованные грунты
замачиванием	и	глубинными
_____________	взрывами
3.	Предварительное	обжатие
Закрепление	грунтов:	понижением	уровня	Рыхлые песчаные грунты
подземных вод	посредством	Макропористые
внешней	пригрузки	и	просадочные грунты
устройства вертикальных дрен	_________________________
___________________________
1. Силикатизация	Слабые	сильносжимаемые
2.	Закрепление синтетическими	водонасыщенные	грунты
смолами	(при снятии взвешивающего

3.Закрепление с использованием	действия воды)
высоконапорных	инъекций и	Слабые	сильносжимаемые
струйной технологии	пылеватоглинистые	и
4.	Цементация	заторфованные грунты
5.	Закрепление известью	Пески	и	макропористые
6.Электрохимическое	просадочные грунты
закрепление	Пески,	макропористые
просадочные,	пылевато-
7.	Электроосмос	глинистые грунты
8.	Термическое	закрепление	Трещиноватоя скала,	гравий
(обжиг)	и песчаные грунты
Слабые	сильносжимаемые
неводонасыщенные
пылевато-глинистые

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

Грунт несущего слоя – песок мелкий, средней плотности с удельным весомg = 18,7 кН/м 3 и коэффициентом пористости е=0,778.

Условное расчетное сопротивление основания, сложенного песком, R _о= 0,2 МПа.

Глубина заложения подошвы фундамента от планировочной поверхности площадки с учетом глубины подвала d_b, толщины пола подвала h _рр и высоты столбчатого фундамента h_f определяется как d = d_b + h _рр + h_fм.

Высота фундамента h_f ,определяется глубиной стакана h_sравной (1…1,5)h _к,толщиной днища стакана, определяемой из условия продавливания и принимаемой не менее 200мм и фундаментной плиты, состоящей из одной, двух или трех ступеней высотой не более 0,5 м.

При h _к= 400мм принимаем h_s= 0,6м, толщина подстаканника 0,3м, фундаментную плиту из двух ступеней по 0,5м каждая.

Следовательно, глубина заложения подошвы фундамента

Предварительная площадь подошвы фундамента

A = N / ( R - g _m d ) = 3,200/ (0,20 – 0,02 × 3,05) = 25,00 м 2 ;

Размеры фундамента A = b × ℓ = 5×5 = 25,0 м 2 .

Расчетное сопротивление грунта основания при b = 5 м.

Принимаем R= 400 кПа.

Площадь подошвы фундамента

A = N / ( R - g _m d ) = 3,200/ (0,40 – 0,02 × 3,05) = 9,43 м 2 ;

Принимаем монолитную плиту A = b × ℓ = 3,07×3,07 = 9,43 м 2 .

4 – 3,07 = 0,93, что больше 10%.

Расчетное сопротивление грунта основания

R = 1,565 ∙ (18,02 ∙ 3,07 + 195,321) = 392,25кПа.

A = N / (R - g _m d) = 3,200/ (0,392 – 0,02× 3,05) = 9,66м 2 ;

A = b × ℓ = 3,1×3,1 = 9,66м 2 .

3,1– 3,07 = 0,03, что менее 10%

Расчетное сопротивление грунта основания

R = 1,565 ∙ (18,02 ∙ 3,1 + 195,321) = 393,1 кПа.

Вес фундаментной плиты

Вес стакана под колонну

G_s = 1,0× 1,0 × 0,9 × 0,024 = 0,021 мН

Вес грунта на обрезах фундамента

G_q = 0,14 + 0,057=0,197мН.

Среднее давление под подошвой фундамента

Окончательно принимаем для фундамента под колонну монолитную плиту размером 3,1 х 3,1 м с высотой h _п= 0,5 м.

Расчетная нагрузка на уровне пола подвала составляет N= 3,615мН.

От веса фундамента G_f = 1,1∙(0,145+0,021) = 0,180 мН,

От грунта на уступах фундамента G_q = 1,4 ∙ 0,124 = 0,173 мН.

Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок

6.2. Конструирование столбчатого фундамента

Конструирование жесткого столбчатого фундамента производится на основании результатов расчёта с соблюдением нормативных требований.

Схема монолитного железобетонного столбчатого жесткого фундамента стаканного типа приведена на рис. 10.

Рис. 10. Схема монолитного железобетонного столбчатого жёсткого фундамента стаканного типа

6.3. Расчет осадки столбчатого фундамента методом эквивалентного слоя

Определить методом эквивалентного слоя осадку столбчатого фундамента, рассчитанного в п.п. 6.1 и 6.2,

Р_о = Р - d= 412 - 18.7 × 3.05 =354,9кПа,

Грунтовые условия – по заданию.

II слой – песок мелкий, средней плотности с коэффициентом Пуассона ν = 0,2.

При глубине заложения фундамента 3,05 м

h = 3,4 – 3,05 = 0,35 м

Определяем коэффициент эквивалентного слояАω _m=1,01 (табл. 3, 4 учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»).

Толщина эквивалентного слоя h _э = Аω _m b =1,01·2,6=2,63 м.

Мощность сжимаемой толщи Н_с=2 h _э=2·2,63=5,26 м.

При глубине заложения подошвы фундамента d=3,05 м в сжимаемую толщу входит II и III слои грунтов с модулями деформаций Е _II=28 МПа,E_III=27 МПа.

Рис. 11. Расчётная схема осадки фундамента методом эквивалентного слоя

Относительные коэффициенты сжимаемости для:

- второго слоя при ν _II= 0,2; ;

- третьего слоя (глина пылеватая, комковая, полутвердая)

- средний относительный коэффициент сжимаемости

Конечная осадка фундамента

=412·2,63·3,5·10 -5 = 0,0325м = 3,25см

S=3,25 см S_u =10 см – условие удовлетворяется.

7. РАСЧЕТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Расчетное сопротивление грунта рабочего слоя основания R:

коэффициент условий работы для песка средней крупности

коэффициент условий работы для здания с гибкой конструктивной схемой

k - коэффициент, принимаемый k = 1,00, так как прочностные

характеристики грунта (j и с) определены непосредственными

угол внутреннего трения φII=30 0 для песка средней крупности;

Mγ=1,15; Mq=5,59; Мс=7,95.

kz - коэффициент, принимаемый равным при bk_z = 1.

с_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего

непосредственно под подошвой фундамента, для песка средней крупности не определен, а нормативное значение с_II=2,00 … 1,00 кПа

(для φII=38 0 …35 0 соответственно, но φII=30 0 ), поэтому пренебрегаю ввиду малости значения и принимаю с_II=0,00 кПа.

γ_’_II - осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунтов,

залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента:

d1 - приведенная глубина заложения наружных фундаментов со стороны подвала:

γcf - расчетное значение удельного веса материала конструкции пола

подвала γcf =22,00 кН/м 3 .

b – сторона подошвы фундамента, м.

d_b - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B£20 м и глубиной свыше 2,00 м принимается d_b = 2,00 м, при ширине подвала B>20 м - d_b = 0),

Рисунок 3.2.1 – Графическое определение площади подошвы отдельного фундамента под колонну наружной стены.

Точка пересечения двух графиков R=f(Аф) и PII=f(Аф) определяет требуемое значение площади подошвы отдельного фундамента под наружную колонну.

Ат=3,70 м 2 и b=(Ат) 0,5 =(3,70) 0,5 =1,92 м.

Рис 1. Фундамент под наружную стену

В соответствии с таблицей 2.1 пособия [2] принимаю железобетонный сборный фундамент марки 2Ф21.9-3 с площадью А=2,1*2,1=4,41 м 2 .

Определяю значение R при ширине фундамента b=2,10 м.

Проверка фактического среднего давления PII под подошвой фундамента 2Ф21.9-3 и конструирование фундамента наружной стены.

PII=(NII+Qf+Qk+Qp+Qп+G1+G2+G3)/А ≤ R, где

Qf – вес фундамента, Qf=53 кН;

Qk – вес колонны с учетом ее заделки в фундамент на 0,60 м,

Qk=0,40 2 *24*(2,70+0,20+0,60-0,22)=12,59 кН;

Qp – вес ригеля, Qр=0,40 2 *5,60*24=21,50 кН;

Qп – вес ограждающей панели подвала при шаге колонн 6,00 м,

G1 – пригрузка фундамента грунтом ниже пола подвала,

G1=(V0-Vф)*γ =(2,10 2 *0,90-53/24)*20,50=36,09 кН;

G2 – пригрузка фундамента грунтом с внешней стороны панели подвала (рассчитываю по осредненному по слоям значению удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента γ_’_II),

G3 – пригрузка от пола подвала, G3=(2,10*1,25-0,40 2 )*0,20*22=10,85 кПа.

Разница значений R и PII для фундамента 2Ф21.9-3 составляет 25%, но

замена 2Ф21.9-3 на 2Ф18.9-3 приведет к нарушению условия PII ≤ R, так как

PII =522 кН >R=483 кПа (расчет не приводится).

Окончательно под колонны 2Б принимаю 2Ф21.9-3.

Определение размеров площади подошвы фундамента

Ориентировочные размеры квадратного фундамента под одну колонну исходя из табличного значения расчетного сопротивления несущего слоя грунтового основания – суглинка R₀=197,4 кПа.

Сторона квадратного фундамента b:

γ_ср – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах,

d – глубина заложения фундамента. Для фундамента, находящегося внутри подвала d=d1;

d1 - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов со стороны подвала:

Сторона квадратного фундамента b:

b=(950/(400 – 1,12*20)) 0,5 =2,4 м.

3.4 Графический метод определения размеров подошвы фундамента

Предварительные размеры подошвы общего фундамента определяю графическим методом.

Задаюсь четырьмя значениями площади подошвы общего фундамента А:

А1=4,00 м 2 , А2=10,00 м 2 , А3=15,00 м 2 , А4=20,00 м 2 .

Расчетная нагрузка на колонну в уровне низа перекрытия над подвалом

Среднее давление p_II под подошвой фундамента при принятом размере площади A:

N_Ф_II_,_i – расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах,

определяемая по приближенной формуле:

γ_ср – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах,

Расчетное сопротивление грунта рабочего слоя основания R в зависимости от ширины подошвы фундамента:

коэффициент условий работы для песка средней крупности

коэффициент условий работы для здания с гибкой конструктивной схемой

k - коэффициент, принимаемый k = 1,00, так как прочностные

характеристики грунта (j и с) определены непосредственными

угол внутреннего трения φII=30 0 для песка средней крупности;

Mγ=1,15; Mq=5,59; Мс=7,95.

k_z - коэффициент, принимаемый равным при bk_z = 1.

с_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего

непосредственно под подошвой фундамента, для песка средней крупности с_II=0,00 кПа.

γ_’_II - осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунтов,

залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента:

d1 - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов со стороны подвала d1==1,62 м.

b – сторона подошвы фундамента, м. Рассматриваю два значения b:

b=0,00 м и b=4,47 м.

Рисунок 3.2.2 – Графическое определение площади подошвы фундамента Точка пересечения двух графиков R=f(Аф) и PII=f(Аф) определяеттребуемое значение площади общего фундамента.

Ат=6,50 м 2 и b=(Ат) 0,5 =(6,50) 0,5 =2,55 м.

Рис 2 Схема фундамента под внутреннюю колонну

Определение размеров в плане общего фундамента и давления под его подошвой.

Расстояние х от оси колонны до длинной стороны плиты Lпл и до короткой стороны плиты Впл должно быть одинаковым.

Рис 3 Схема расположения фундамента мелкого заложения

х=-0,25*l+((0,25*l) 2 +0,25*A) 0,5 =-0,25*2,00+((0,25*2,00) 2 +0,25*6,50) 0,5 =0,86 м

Принимаю х=1,00 м.

А=Впл *Lпл=2,00*4,00=8,00 м.

Определяю значение R при ширине общего фундамента равной 2,00 м:

Объем фундамента Vф=2,00*4,00*0,50+2*(1,20*1,20*0,90)=6,59 м 3 .

Удельный вес конструктивных элементов фундамента принимается равным 24 кН/м 3 .

Вес фундамента Qф=6,59*24,00=158,16 кН.

Объем грунта на фундаментной плите Vгр=(2,00*4,00-2*1,20 2 )*0,90=4,61 м 3 .

Средний удельный вес грунта обратной засыпки на фундаментной плите

Тогда пригрузка от веса грунта на фундаментной плите:

Вес пола подвала (8,00-2*0,40 2 )*0,20*22=33,79 кН.

Собственный вес двух колонн

Qк2=0,40 2 *24*(2,70+0,20+0,60-0,22)*2=25,19 кН.

PII=(2790,00+158,16+90,91+33,79+25,19)/8,00=387,26 кПа, что меньше R=491,33 кПа.

Разница значений R и PII для фундамента составляет 27%.

Окончательно принимаю монолитный железобетонный фундамент с размерами 2,00х2,00х0,50 м с двумя подколонниками 2Ф12.9-2.

Расчёт осадки фундамента

Фундамент мелкого заложения колонны наружной стены имеет габариты:

- глубину заложения d=3,00 м.

Среднее давление под подошвой фундамента PII=400 кПа, что меньше R=492,86 кПа.

Деформационные свойства грунтов определены лабораторными

компрессионными испытаниями (второй и третий слой) и полевыми

штамповыми (четвертый и пятый слой). Результаты испытаний приведены в таблицах 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1 Результаты компрессионных испытаний
Глубина 2,0 м (слой 2)	Глубина 3.5 м (слой 3)
P, кПа	е	P, кПа	е
0,0	0,457	0,0	0,530
0,454	0,527
0,451	0,524
0,448	0,521
0,444	0,516

Таблица 5.2 Результаты штамповых испытаний.
Глубина 4,5 м (слой 4)	Глубина 9.0 м (слой 5)
Диаметр штампа	Диаметр штампа
d=27,7 см	d=27,7 см
P, кПа	S, мм	P, кПа	S, мм
0,0	0,0
0,32	0,87
0,66	1.75
1,0	2.62
1,34	3.5
1.68	4.92
2.02	7.41
2,38	14.20
2.95

Фундамент под наружной колонной не является центрально нагруженным. Расчет осадки ведется для центральной оси фундамента и за интенсивность нагрузки на грунт под подошвой фундамента принимается средняя ордината трапецеидальной эпюры внецентренно нагруженного фундамента, что в расчетном отношении позволяет считать его центрально нагруженным.

Вычисление ординат эпюры природного давления σ_zg,_i :

При планировке срезкой эпюра природного давленияна планировочной отметке DL принимается равной нулю.

На границе 1 и 2 слоев

На границе 2 и 3 слоев

На отметке подошвы фундамента

На границе 3 и 4 слоев

На границе 4 и 5 слоев

С учетом давления толщи воды высотой hw=8,15м над суглинком тугопластичным, являющимся водоупором

В пятом слое на глубине 0,43 м от границы 4между 4 и 5 слоями:

Вычитание ординат вспомогательной эпюры 0,2*σ_zg,_i:

σ_zg,_i, кПа	21.96	36.23	38.09	44.38	98,64	180,14	189,51
0,2*σ_zg,_i, кПа	-	-	-	8.87	19,73	36,03	37,90

Вычисление ординат эпюры дополнительного давления σ_zp,_i :

Соотношение сторон фундамента η=l/b=1,00.

2 слой – супесь твердая (глубина отбора 2,50 м)

Выполняю поверочный расчет для значений:

Относительный коэффициент сжимаемости

Модуль деформации при β=0,74 для супеси:

3 слой – (глубина отбора 3.50 м)

m0,3=(е1-е2)/(σzполн - σzg)=(0,527-0,524)/(263,77-50,01)=0,000041кПа -1 .

Относительный коэффициент сжимаемости

Модуль деформации при β=0,74 для песков:

4 слой – песок крупный, плотный, насыщенный водой (глубина 4,50 м)

σzg=(63,52+180,14)*0,50=121,83 кПа. S1=0,65мм.

σzполн=σzg+(86,49+20,64)*0,50=175,40 кПа. S2=0,90мм.

Δσz=175,40-121,83=53,57 кПа. ΔS=0,90-0,65=0,25 мм.

Модуль деформациипри коэффициенте Пуассона для песка ν=0,25:

Е_IV=ω*(1-ν 2 )*d* Δσz/ΔS=0,79*(1-0,25 2 )*27,7*53,57/0,025=43960 кПа=

5 слой – суглинок тугопластичный (глубина 12,00 м)

σzg=184,83 кПа. S1=1,50мм.

σzполн=σzg+(20,64+18,15)*0,50=204,23 кПа. S2=1,65мм.

Δσz=204,23-184,83=19,40 кПа. ΔS=1,65-1,50=0,15 мм.

Модуль деформации при коэффициенте Пуассона для суглинка тугопластичногоν=0,22:

Е_V=ω*(1-ν 2 )*d* Δσz/ΔS=0,79*(1-0,22 2 )*27,7*19,40/0,015=26932 кПа=

Вычисление осадки в пределах сжимаемой толщиНс=5,87 м.

3 слой (6 элементарных слоев и 1 неполный слой):

S3=0,0156 м=1,56 см.

4 слой (6 элементарных слоев и 2 неполных слоя):

S4=0,0025 м=0,25 см.

Суммарная осадка S=S3+S4=1,56+0,25=1,81см, что меньше максимальной величины осадки Su=8,00 см для гражданского здания с полным железобетонным каркасом.

Условие расчета по второму предельному состоянию для фундамента наружной колонны (ось А) S

Окончательно принимаю под наружные колонны (ось А и Г) отдельные фундаменты 2Ф21.3-9:

- глубина заложения d=3,00 м.

Достаточность ширины подошвы фундамента b_лб определяют, исходя из обеспечения условия (рис.4):

где р – давление под подошвой фундамента, кПа; R – расчетное сопротивление грунта основания сжатию под подошвой фундамента; g_n – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый для фундаментов труб равным 1,4.

Выполнение условия достигается заменой слабой толщи грунта на грунтовую подушку.

R / g_n =322,45/1,4=230,32кПа

Давление под подошвой фундамента р определяется по формуле

Вертикальная нагрузка P, действующая на уровне обреза фундаменента, кН, составляет

где G_зв – нагрузка от веса 1 п.м звена трубы; d= d_o+ 2d – внешний диаметр трубы, м; g_f – коэффициент надежности по нагрузке, равняется 1,1.

р = P / b_лб =352,997/1,6=220,623кПа

Проверку несущей способности подстилающего слоя грунта следует производить исходя из условия, регламентируемого СНиП 2.05.03:

где p – среднее давление на грунт, действующее под подошвой фундамента мелкого заложения, кПа; g – среднее (по слоям) значение расчетного удельного веса грунта, расположенного над кровлей проверяемого подстилающего слоя грунта (допускается принимать g=19,62 кН/м 3 ); h – заглубление подошвы фундамента мелкого заложения от дневной поверхности грунта, м; z_i– расстояние от подошвы фундамента до поверхности проверяемого подстилающего слоя грунта, м; a – коэффициент затухания напряжений; R – расчетное сопротивление подстилающего грунта, кПа, определенное на глубине расположения кровли проверяемого слоя грунта; g_n – коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,4.

Рис.4.Схема к проверке несущей способности подстилающего слоя:

H_H - высота насыпи; h – глубина заложения фундамента;s_zc– интенсивность давления от сооружения на уровне кровли подстилающего слоя; s_пс – природное давление на уровне кровли подстилающего слоя; 1-эпюра дополнительного давления от сооружения s_zc;

2- эпюра природного давления грунта s_п_c; 3-кровля слабого слоя грунта; 4-подошва слоя грунта

Читайте также: