Расчет фундамента при надстройке

Обновлено: 11.05.2024

Перед началом проектирования необходимо изучить конструктивное решение здания: габариты, его назначение, характер передачи нагрузки (несущие стены или каркас), материал стен и перекрытий, их размеры, количество этажей, назначение первого этажа, наличие подвала.

Расчет оснований и фундаментов производится по расчетным нагрузкам. При расчете по деформациям (II предельное состояние) коэффициент перегрузки равен 1.

Определение нагрузок действующих на фундамент производится до уровня планировочной отметки. Перед сбором нагрузок, необходимо установить какие, элементы конструкций являются несущими и какие самонесущими, как проходит передача нагрузок от перекрытий.

Сбор нагрузок от веса конструкций и временной нагрузки производится на грузовую площадь, которая принимается в соответствии со статической схемой сооружения. Для ленточных фундаментов под нагруженные несущие стены длина грузовой площадки принимается между осями оконных проемов, ширина – до середины пролета между наружной и внутренней стеной, под внутренние стены длина грузовой площади принимается равной 1 пог.м, а ширина – равной расстоянию между серединами пролетов. Для колонн длина и ширина грузовой площади принимается равной расстоянию между серединами пролетов.

К постоянным нагрузкам относится вес конструкций (стен, перекрытия, кровли и др.), к временным – полезная нагрузка на перекрытия, снеговая и ветровая нагрузка. Нормативные нагрузки от веса конструкций определяются по проектным размерам и удельным весам материалов, коэффициенты перегрузки принимаются по СНиПу 2.01.07-85 (п.3.1-3.4). Величины нормативных временных нагрузок определяются по СНиПу 2.01.07-85 (п. 3.5-3.9).

При расчете нагрузки от одного перекрытия полное значение нормативных временных нагрузок, указанных в СНиПе, следует снижать в зависимости от грузовой площади А рассчитываемого элемента умножением на коэффициент сочетания ψ_А, равный для квартир, общежитий, служебных и бытовых помещений при А > А₁ = 9 м 2

При наличии двух перекрытий и более

где n – число загруженных временной нагрузкой перекрытий.

Для читальных залов, торговых залов, участков обслуживания и ремонта оборудования

При наличии двух и более перекрытий

Нормативные атмосферные нагрузки, определенные по неблагоприятным значениям в течение определенного периода времени, и соответствующие коэффициенты приведены в СНиП 2.01.07-85.

Возможность одновременного проявления нескольких нагрузок регламентируется нормативными документами. СНиП 2.01.07-85 выделяет основное и особое сочетание нагрузок. Основное сочетание включает постоянные, временные, длительные и кратковременные нагрузки. Особое сочетание нагрузок, помимо постоянных и временных нагрузок включает особую нагрузку.

Расчет оснований по деформациям и по несущей способности приводится на основное сочетание нагрузок. Нагрузки на основание от наземных частей сооружения в зависимости от их схемы определяются на уровне спланированной отметки земли, верхнего обреза или подошвы фундамента отдельно от вертикальных и горизонтальных сил.

В каркасных зданиях с полным каркасом вся нагрузка от перекрытий воспринимается только каркасом. Здание имеет как внутренние, так и наружные (пристенные) колонны. Наружные стены выполняются самонесущими или как дополнение каркаса с передачей на него веса стены. В зданиях с неполным каркасом нагрузки от перекрытий передаются на наружные стены и внутренний каркас. В бескаркасных зданиях вся нагрузка от чердачного, междуэтажного перекрытия и покрытия передается на наружные и внутренние продольные стены или на наружные торцевые и внутренние поперечные стены. Так как стены здания передают нагрузку на фундамент по простенкам, нагрузка суммируется по длине, равной расстоянию между осями оконных проемов.

Пример 1.1. Требуется определить нагрузки пятиэтажного административно-бытового комбината шахты, если здание с неполным поперечным каркасом (рис. 1.5). Стены выполнены из кирпичной кладки удельным весом γ = 18 кН/м 3 , толщина наружных стен 64 см. Внутренний поперечный каркас из сборных железобетонных колонн сечением 40×40 см и ригелей сечением 54×30 см. Междуэтажные перекрытия из крупноразмерного железобетонного настила, кровля – из железобетонных плит по строительным балкам с техническим чердаком. Район строительства г. Тула.

Рис. 1.5. Расчетная схема к примеру 1.1

Сбор нагрузок производить в такой последовательности. Определяют постоянные нормативные нагрузки: от веса покрытия (гидроизоляционный ковер, кровельный настил и балки) – 1,5 кПа, от веса чердачного перекрытия с утеплителем – 3,8 кПа; от веса междуэтажного перекрытия – 3,6 кПа; от веса перегородок – 1,0 кПа; от веса карниза – 2 кН/м.

По СНиПу устанавливают временные нагрузки: снеговая на 1м 2 горизонтальной проекции – 1,8 кПа, временная на чердачное перекрытие – 0,7 кПа, временная на междуэтажное перекрытие – 2,0 кПа.

Решение. Определяем нагрузку на наружную стену в осях Б – 2.

Грузовая площадь А = 3,3 × 2,8 = 9,24 м 2 , где 3,3 м – расстояние между осями оконных проемов, а 2,8 м – половина расстояния в чистоте между стеной и колонной. Возможность неодновременного загружения всех пяти этажей временной нагрузкой учитываем, вводя понижающий коэффициент по формуле (1.1) при средней площади помещений 18м 2 :

Постоянные нагрузки от конструкции, кН:

вес покрытия 1,5×9,24 = 13,86;

вес чердачного перекрытия 3,8×9,24 = 35,11;

вес пяти междуэтажных перекрытий 3,6×9,24×5 = 116,3;

от сборного ригеля перекрытий 0,54×0,3×2,8×25×6 = 68,0;

вес перегородок на пяти этажах 1×9,24×5 = 46,2

вес кирпичной кладки выше чердачного перекрытия 1,5×0,51×3,3×18 = 45,0;

вес стены за вычетом веса оконных проемов на длине 3,3м

0,64×(3,6×3,2 – 2,32×1,79)×5×18 = 445,42.

Итоговая постоянная нагрузка 769,4 кН.

Временные нагрузки, кН

на кровлю 1,8 × 9,24 = 16,63;

на чердачное перекрытие 0,7 × 9,24 = 6,46;

на пять междуэтажных перекрытий с коэффициентом ψ_n₁ = 0,66

Итоговая временная нагрузка 84,07 кН.

Нормативная нагрузка на 1м наружной стены

(769,4 + 84,07)/3,3 = 258,6 кН.

Нагрузка на колонну. кН;

грузовая площадь 5,6×5,6 = 31,36 м 2

вес покрытия 1,5×31,36 = 47;

вес чердачного перекрытия 3,8×31,36 = 119,1;

вес плит междуэтажных перекрытий 3,6×5×31,36 = 564,48;

вес перегородок на пяти этажах 1×5×31,96 = 156,8,

вес сборного ригеля перекрытий 0,54×0,3×2,8×25×2×6 = 136,0;

вес железобетонных колонн 0,4×0,4×3,6×25×5 = 72.

Итоговая постоянная нагрузка 1095,38 кН.

на кровлю 1,8×31,36 = 56,44;

чердачное перекрытие 0,7×31,36 = 21,95;

вес пяти междуэтажных перекрытий с коэффициентом ψ_n₁ = 0,66

Итоговая временная нагрузка 275,28 кН.

Нормативная нагрузка на колонну 1095,38 + 275,28 = 1370,66 кН.

3.Определение размеров в плане фундаментов мелкого заложения на естественном основании

Выбор глубины заложения фундаментов производится в соответствии со СНиП 2.02.01.83 [3, с. 100-108]; [9, с. 37-40].

Размеры в плане фундаментов мелкого заложения на естественном основании определяются:

– для ленточного фундамента по формуле

где b – ширина подошвы фундамента, м;

N – расчетная нагрузка от веса сооружения, кН;

– среднее значение объемного веса материала фундамента и грунта на его обрезах, кН/м ; = 20 кH/м

– условное расчетное давление грунта под подошвой фундамента, определяемое по СНиП 2.02.01.838*,кПа; d – глубина заложения подошвы фундамента, м;

– для отдельно стоящего (столбчатого) квадратного фундамента

где d – высоты фундамента, квадратного в плане, м.

Если основанием фундамента служит слабый грунт, для которого не дано расчетное давление в СНиП 2.02.01.83*, то размеры фундамента в плане определяются подбором.

После определения размера фундамента в плане производится его конструирование, т.е. принимается вид фундамента (сборный или монолитный). Для сборного фундамента по каталогам подбираются типовые блоки. При этом не допускается вылет консоли подушки больше того, что указан в таблице для соответствующего напряжения под подошвой фундамента. После уточнения в плане размеров фундамента, которые могут измениться в большую сторону, производится проверка несущего слоя грунта по формуле

где N_р – расчетная нагрузка на уровне верхнего обреза, кН;

G – вес фундамента (вес стеновых и фундаментных блоков) для отдельных фундаментов, кН;

для ленточных фундаментов, кН/м 2 ;

G_гр – вес грунта на его обрезах, кН.

А – площадь подошвы фундамента, м 2

R_p – расчетное сопротивление грунта, определяемое по формуле (7) СНиПа 2.09.01-83*.

1) разница между составляет меньше 10% от R. В этом случае размеры блока оставляют без изменения;

2) разница между более 10%. Это значит, что фундамент запроектирован не экономично. Размер фундамента в плане следует уменьшить;

3) может вызвать увеличение осадки грунта основания за счет распространения пластических деформаций на большую глубину. В этом случае необходимо увеличить подошвы фундамента;

4) для внецентренно загруженных фундаментов допускается увеличивать расчетное сопротивление на 20%;

Дело в том, что есть двухэтажное здание построенное в 1987г, на котором собираются надстраивать мансардный этаж под офисные помещения. Необходимо составить отчет о результатах обследования, в т.ч. о нагруженности фундаментов.

как показала шурфовка, фундаменты без подушки (см. приложенный документ)

28т/м - это нагрузка с учетом надстроя. Без надстроя - 24т/м.

Производил расчет фундамента по деформациям, не выполняется условие достижения нижней границы сжимаемой толщи (Н.Г.С.Т.) по условию σpz≤0,2 σqz.

Как в таком случае обосновать возможность/невозможность надстройки с точки зрения нагруженности фундаментов, если даже с нагрузкой без надстройки невозможно произвести расчет по деформациям?

Ув. Василий-88!

31 мая 2011
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»

Утвержден Приказом Минрегиона России от 28 декабря 2010 г. №823

Зачем считать осадку если у Вас не выполняется условие по давлению.

можно увеличить R на 20%
осадка считается на дополнительную нагрузку
У Вас перегруз - надстройка возможна только при усилении грунтового основания или фундаментов.
У Вас ошибка в расчетах

Василий-88, из-за того, что у Вас (нагрузки и сопротивление грунта в расчете похожи на правильные) не выполняется условие проверки несущей способности основания (давление под подошвой больше расч. сопрот. грунта более чем в 2 РАЗА!), действительно не правомочен расчет осадки методом послойного суммирования (что Вам и отвечали в теме по указанной Вами ссылке. ) Это же указано в СП 50-101-2004 (п.5.5.7): "Расчет деформаций основания при среднем давлении под подошвой фундамента р, не превышающем расчетное сопротивление грунта R следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи Нс."

Кроме того, в Вашем расчете осадок (в таблице), вероятно, ошибка в исходных данных по удельному весу - для слоев глубже 2,5 м указаны веса 9.9, 7.6 кН/м3, что явно меньше действительных. отсюда и такая большая глубина сжимаемой толщи.

Обосновать же возможность/невозможность надстройки (реконструкции). нужно так: "Несущая способность (расчетное сопротивление грунта) основания СУЩЕСТВУЮЩИХ фундаментов НЕДОСТАТОЧНА для восприятия нагрузки после реконструкции здания (с учетом веса надстройки). Поэтому реконструкция (надстройка этажа, изменение конструктива или назначения существующих этажей) ВОЗМОЖНА только ПОСЛЕ УСИЛЕНИЯ фундаментов."

По варианту возможного в данном случае усиления фундаментов (с гарантированным подключением в работу материала усиления) могу посоветовать усиление многосекционными задавливаемыми сваями. Сваи (секции) задавливаются домкратом под ростверк, устраиваемый в теле существующего фундамента. Технология вдавливания свай усиления предусматривает мероприятия по выбору пластических деформаций основания, поэтому расчет осадки усиленного фундамента не производится. Данный метод успешно применен на множестве объектов (проекты легко проходят экспертизу), подобных Вашему. Примерная сметная стоимость усиления 1 погонного метра фундамента - 30 тыс. руб. (в текущих ценах без НДС)

не выполняется условие проверки несущей способности основания (давление под подошвой больше расч. сопрот. грунта более чем в 2 РАЗА!)

"Несущая способность (расчетное сопротивление грунта) основания СУЩЕСТВУЮЩИХ фундаментов НЕДОСТАТОЧНА для восприятия нагрузки после реконструкции здания (с учетом веса надстройки).

Глупости да и только.

Не надо путать расчет по НС (1-ая группа) и расчет по деф-циям (2-я группа).
Вполне может быть что при P>R в 2 раза можно выполнить надстройку без усиления.

1 шаг - расчет по НС - определяем выполняется ли условие: если нет, то только усилять, если да, то
2 шаг - определяем доп деформации при нелинейной зависимости S от P (P>R), если укладываемся то можно не усилять.

П.С. Из практики могу сказать что во многих случаях, особенно для песков Pu (пред. давл. на грунт из расчета по НС) сильно больше R. Т.к. запас по НС большой и имеем хороший модуль деф-ции грунта, то даже в нелинейной постановке деформации укладываются в рамки.

Про первую группу пс здесь не говорил (потому и уточнял в скобках про расч. сопр. гр.) А под "несущей способностью основания" имелось ввиду общее понятие сопротивления основания разрушению и деформации. Но, действительно, с моей стороны назвать общее частным было не совсем корректно. по меньшей мере, извиняюсь. <- прижился термин из старых справочников, где она, "несущая способность основания", характеризовалась именно величиной расчетного сопротивления. Просто так заказчику понятно, хоть и неправильно по нормам, виноват.

П.С. Из практики могу сказать что во многих случаях, особенно для песков Pu (пред. давл. на грунт из расчета по НС) сильно больше R.

- Спасибо за ценный опыт, я запомню этот факт.

. Pu (пред. давл. на грунт из расчета по НС) сильно больше R. Т.к. запас по НС большой и имеем хороший модуль деф-ции грунта.

Теперь об определении необходимости усиления фундаментов при увеличении нагрузки.
Во-первых, тут ведь многое зависит от состояния самого здания. До начала расчета предшествует обследование конструкций, результаты которого могут сыграть главную роль. п. 2.201 Пособие к СНиП 2.02.01-83: "Не допускается увеличение нагрузок без принятия соответствующих конструктивных мероприятий, если конструкции здания или сооружения находятся в неудовлетворительном по сохранности состоянии и имеют трещины и другие дефекты." Т.е., - устранение первопричины трещин (вероятнее неравномерная осадка ф-тов) - усиление ф-тов.
Во-вторых, расчетным критерием необходимости усиления в первую очередь является условие непревышения фактического давления над расчетным сопротивлением по СНиП (как и при подборе подошвы нового ф-та), а потом уже проверка по группам ПС. (см. СТР:485: С.Б.Ухов. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., 1994; СТР:72,75: А.И.Полищук. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. Томск, 2004). О том же говорит СП 50-101-2004, п.5.7.3. Из-за уплотнения грунтов возможно увеличение R до 160%, но не более 200, как в данном случае.
Так должно быть по-хорошему, по СНиПу и с запасом. Так ведь?
Если же уходить в нелинейную область, как Вы предлагаете, допустить P>R в 2 раза, уложиться на тоненького - как посмотрит экспертиза? Иногда ей ничего не докажешь. Был ли у Вас опыт прохождения экспертизы с P>R?

Хочу сделать надстройку этажа на коттедже. Выдержит ли фундамент?

Вообще то все нагрузки на фундамент нужно рассчитывать по СП 22.13330.2011 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений". По Вашему конкретному вопросу сказать ничего нельзя так как нет никаких данных а то что у Вас фундамент ленточный это ни о чем не говорит. И я бы не советовал без исследования фундамента делать достройку второго этажа. Вам просто необходимо знать какой грунт у Вас под постройкой, Вам необходимо знать какая площадь фундамента. Только после этого можно посчитать и понять сможете Вы сделать достройку или нет.

В СП 50-101-2004 (п.5.5.7): "Расчет деформаций основания при среднем давлении под подошвой фундамента р, не превышающем расчетное сопротивление грунта R следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи Нс."

Обязательно нужно учесть все будущие нагрузки на фундамент для этого Вам в помощь СНиП 2.01.07-85*. " Нагрузки и воздействия".

Без всего этого Вы не сможете определится нужно усиливать фундамент или нет. В основном для расчета применяют этот вариант: принять сопротивление грунта Rо=2кг/см2.

Собрать нагрузку (F) на 1 п/м фундамента. Вычислить площадь (S) 1п/м фундамента.По формуле F/S= не больше 2кг/см2.

Есть еще один расчет:

Деревянный дом площадью 40 м2 с крышей из шифера имеет массу примерно 14 тонн. Зная массу дома, тип грунта, на котором он будет построен, и количество опор, на которых дом будет стоять, можно рассчитать размер опорной плиты (подошвы столба), по формуле:

S = m/nf

где S — площадь опоры, см2; m — масса дома, кг; n— число опор; f — допустимая нагрузка на грунт, кгс/ см2.

Несложно подсчитать, что для приведенного выше дома, построенного на песчаном грунте (F = 3 кгс/кв. см) и стоящего на восьми опорах, площадь каждой из опор должна составлять 580 кв. см. На практике лучше всегда закладывать величины больше полученных по формулам, ведь всегда возможна переделка дома, достройка второго этажа, облицовка кирпичом и т.д.

В программе можно быстро произвести расчет столбчатого фундамента по I и II предельному состоянию.
Все расчеты выполняются по актуальным СП на текущую дату 09.2020.

v.0.2 от 30.12.2020 Исправлено:
- Неправильно выводился минимальный процент армирования
- Вывел минимальную площадь арматуры в см2.
- Графики отражают фундамент полностью
- Опечатки
- На графике исправлена отметка грунта

v.0.3 от 26.05.2021 Исправлено:
- Уменьшил количество ступеней до 3 шт
- Откорректированы примечания
- Улучшена графика
- Расчет в общем стал понятнее и интуитивнее
- Теперь ширина подколонника задается в ручную
- Исправлена ошибка при расчете координаты расчетного сечения вдоль оси Х
- Добавлено правило знаков
- Теперь высота рабочего сечения вдоль оси Х рассчитывается точнее
- На график выведены вспомогательные линии пирамиды продавливания
- Откорректирован расчет на прочность ступеней вдоль оси Х

Всегда рад доброй критике и возможным предложениям.

Добрая критика и предложения:
1. расчетное сопротивление грунта лучше тоже вычислять, т.к. оно зависит от размеров фундамента. Т.е. на одном и том же основании разные по геометрии фундаменты будут иметь разную R
2. расчет на осадку тоже нужен. Он может быть определяющим для габаритов фундамента.
3. изгибающие моменты можно задать в двух плоскостях - у Вас есть вся геометрия для проверки фундамента в другой плоскости. + проверка угловой точки (R > 1.5P)
4. часто бывает разное кол-во ступеней в двух направлениях фундамента. Расчет на продавливание тоже усложняется для такого случая.
5. минимальный процент армирования подошвы фундаментов не регламентируется. (хотя в современных нормах не нашел этого пункта)
6. удобней задавать высоту фундамента, а не высоту подколонника. А то при изменении кол-ва ступеней, нужно изменять высоту подколонника.

Добрый день. Недавно закончил делать похожую программу, еще свежи формулы в голове.

5. минимальный процент армирования подошвы фундаментов не регламентируется. (хотя в современных нормах не нашел этого пункта)

В СНиПе, вроде, отдельно прописывалось, что нет минимального процента армирования для фундаментов, сейчас у же есть.
СП 63.13330.2018
10.4.1 При конструировании основных несущих элементов конструктивной системы
(колонн, стен, плит перекрытий и покрытий, балок, фундаментных плит) следует соблюдать
требования 10.2 и 10.3 по конструированию железобетонных конструкций, а также
настоящего подраздела.
Конец пункта 10.4.10 Армирование фундаментных плит следует производить аналогичным образом.

Ну вот фундаментные плиты и столбчатые фундаменты наверно разные вещи.
У столбчатого фундамента в сечении по грани колонны или подоконника h0 может быть и 3,0м как там соблюдать минимальный процент?

Ну вот фундаментные плиты и столбчатые фундаменты наверно разные вещи.

Да, разные, так же не совсем ясно горизонтальная часть ростверка свайного куда относится и столбчатая часть фундамента

Евгений Грызунов , 06 сентября 2020 в 14:15
Так я-же не просто так спросил. Выложен расчет фундамента, а при чем тут слово "столбчатого"?

В таких программах нужна кнопка "печать Отчета", чтобы выводить в WORD (PDF) со всеми картинками, формулами, цифрами. Тогда программа будет полноценной.

Вроде бы есть ошибка при вычислении поперечной силы воспринимаемой бетоном для 1-ой ступени (например, для 2-ух ступенчатого фундамента). Для примера взял фундамент1,8х1,8м в плане, 0,3м высоты ступеней, подколонник 0,6х0,6м. уступы ступеней по 300мм.

Рецензент:П.А. Шустов, канд. техн. наук, доцент кафедры строительного производства ИрГТУ.

Основания и фундаменты в условиях реконструкции (основы теории и примеры расчета). Метод. указания для курсового и дипломного проектирования. Составила Квасова З.М. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. – 14 с.

Предназначены для студентов специальности 270105 – «Строительство и городское хозяйство».

Библиогр. 6 наим., 2 табл., 3 рис.

Иркутский государственный технический университет

664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Содержание

1.	Проектирование оснований и фундаментов при реконструкции ….
Пример 1…………………………………………………………………
2.	Нагрузки, учитываемые при расчете оснований и фундаментов ….
Пример 2…………………………………………………………………
3.	Оценка инженерно-геологических условий ………………………….
Литература …………………………………………………………….

Проектирование оснований и фундаментов при реконструкции

Несмотря на все увеличивающийся объем реконструкции зданий и сооружений самого различного назначения, до сегодняшнего дня нет нормативных документов, определяющих порядок расчета оснований и фундаментов в различных вариантах реконструкции. К наиболее распространенным случаям реконструкции можно отнести:

· увеличение нагрузки на существующие фундаменты (надстройки, использование более тяжелых конструкций);

· устройство новых фундаментов на пятне застройки старого, разбираемого при реконструкции;

· пристройку новых зданий и сооружений к старым, существующим;

· усиление либо переустройство оснований и фундаментов.

Несущая способность должна быть достаточной, чтобы не происходила потеря устойчивости основания, а неравномерности осадки оснований не должны превышать предельно допустимых величин для нормальной эксплуатации здания после реконструкции. Проектирование производится по двум предельным состояниям.

Целью расчета по первому предельному состоянию является обеспечение несущей способности и ограничение развития чрезмерных пластических деформаций в период дальнейшей эксплуатации здания после реконструкции.

Этот расчет производится исходя из общего условия

где F_пр – расчетная нагрузка на основание после реконструкции;

F_и – сила предельного сопротивления основания с учетом изменения свойств грунтов в процессе эксплуатации реконструируемого здания;

g_и – коэффициент условий работы;

g_n – коэффициент надежности по назначению сооружения (I, II и III классов).

Дефицит несущей способности оснований и фундаментов реконструируемого здания устанавливается после анализа результатов обследования. В общем случае

где F_mp_d – требуемая несущая способность основания или свай из условия сопротивления грунта, принятая с учетом возможного увеличения постоянных и временных нагрузок при реконструкции;

F_о_d – несущая способность грунтов основания (свай) с учетом возможного улучшения свойств грунтов в процессе эксплуатации.

Если , то необходимость усиления фундаментов при реконструкции отсутствует. Окончательно решается вопрос об отмене усиления после расчета оснований и фундаментов по второму предельному состоянию.

Для расчета по второму предельному состоянию необходимо соблюсти условие

где – фактическое давление по подошве фундамента после реконструкции;

– расчетное сопротивление грунта с учетом его уплотнения в процессе эксплуатации.

Расчетное сопротивление грунта основания с учетом его уплотнения может быть определено по формуле (7) (СНиП 2.02.01–83). Величины коэффициентов и зависят от угла внутреннего трения ( ), соответствующего уплотненному грунту. Ввиду сложности отбора образцов грунта из- под фундамента, для испытания их в лабораторных условиях значение может быть установлено по методике, изложенной ниже.

В общем случае вопросы о возможности увеличения нагрузки на существующие фундаменты решаются в такой последовательности:

· собирают нагрузку на уровне подошвы существующего фундамента до надстройки N_IIипосле надстройки ;

· устанавливают значение средней интенсивности давления на грунт основания до надстройки Р_о и после надстройки ;

· устанавливают значение расчетного сопротивления грунта основания с учетом уплотнения в процессе эксплуатации здания (сооружения) R_у;

· сопоставляют среднее давление под подошвой фундамента после увеличения нагрузки со значением R_у.

Значение расчетного сопротивления уплотненного грунта основания может быть также получено из выражения

где R – расчетное сопротивление грунта основания, определенное для грунта в естественном его залегании (без уплотнения);

m_p – коэффициент, зависящий от отношения величины давления по подошве фундамента до увеличения нагрузки при реконструкции Р_о к расчетному сопротивлению R; при Р_о/R ³ 0,8 m_p = 1,3; при 0,8 ³ Р_о ³ 0,5 m_p = 1,15; при Р_о/R £ 0,5 = 1,0;

m_s – коэффициент, принимаемый по табл. 1.1. в зависимости от отношения величины осадки S_p при давлении по подошве, равном значению Р_о к предельно допустимой осадке, для данного вида зданий или сооружений S_u по прил. 4 СНиП 2.02.01-83.

Грунты оснований (независимо от влажности и плотности)	Значение m_s при S_p/S_u
0,4	0,8
Пески крупные и средней крупности	1,4	1,0
Пески мелкие	1,2	1,0
Пески пылеватые	1,1	1,0
Связные грунты с J_u £ 10	1,2	1,0
То же с J_u ³ 0,5 при сроке эксплуатации здания более 15 лет	1,1	1,0

Примечание. Для промежуточных значений коэффициента m_s принимается по интерполяции.

Пример 1. Определение расчетного сопротивления грунта основания при надстройке здания. Необходимо установить возможность надстройки трехэтажного жилого дома в Петербурге на два этажа с заменой существующих деревянных перекрытий на железобетонные. Для этого определяем расчетное сопротивление грунта с учетом его предшествующего уплотнения.

Существующее кирпичное здание построено во второй половине XIX века. Фундаменты бутобетонные, ленточные. Ширина подошвы фундамента в = 1,2 м. Здание с подвалом глубиной d_b = 3 м. Глубина заложения фундамента d = 3,6 м. Состояние кладки стен и фундамента хорошее.

Нагрузка на 1 м длины стены на уровне подошвы существующих фундаментов составляет N_II = 264,7 кН/м. Соответствующая нагрузка после надстройки двух этажей и замены деревянных перекрытий железобетонными составит = 405 кН/м.

Напластование грунтов (начиная с планировочной отметки):

1-й слой – насыпной грунт; высота слоя h = 1 м, 15 кН/м 3 ;

2-й слой – глина мощностью h_Г = 5 м; этот грунт является основанием существующего фундамента, находится в твердом состоянии, коэффициент относительной сжимаемости m_V₁ = 0,00005 кПа -1 , кН/м 3 , , С_II = 25кПа.

3-й слой – песок пылеватый; более глубины 14 м, m_V₂ = 0,000062 кПа -1 .

Определяем значение расчетного сопротивления грунта основания с учетом его уплотнения за период эксплуатации здания. Значение определяем из выражения

где R – величину расчетного сопротивления устанавливаем по формуле (7) СНиП 2.02.01-83 для значений С_II = 25 кПа в условиях природного залегания грунта

где = 1,2 и = 1 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3;

К – коэффициент, принимаемый равным К = 1, если прочные характеристики грунта ( и С_II) определены непосредственными испытаниями и К =1,1 если они приняты по табл. 1–3 рекомендуемого приложения 1;

= 2,72; = 5,31 – коэффициенты, принимаемые по табл. 4;

= 1 – коэффициент (при b < 10 м);

= 1,2 м – ширина подошвы фундамента;

= 20,5 кН/м 3 – удельный вес грунта ниже подошвы фундамента;

- усредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы.

С_II = 25 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ = 0,6 – приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала;

d_b = 3,0 м – глубина подвала.

Устанавливаем значение коэффициента m_p. Давление до надстройки по подошве Р_о = N_II /b = 264,7/1,2 = 220 кПа. Значение отношения Р_о /R = 220/260=0,85. Определяем значение коэффициента m_p = 1,3 (см. выше).

Находим значение коэффициента m_s. Для этого определяем значение осадки при условии, что давление на уровне подошвы фундамента равно расчетному сопротивлению R.

Для определения осадки используем метод эквивалентного слоя Цытовича. Расчетная схема приведена на рис. 1.2.

Высоту эквивалентного слоя h_э определяем из выражения м (значение находим по табл. 1.2).

Значение коэффициента эквивалентного слоя Аw

отношение	Гравий и галька	Пески	Суглинки пластичные	Глины и суглинки мягкопластичные
Глины и суглинки твердые и полутвердые	Супеси твердые и пластичные	Глины пластичные
m₀=0,10	m₀=0,20	m₀=0,25	m₀=0,30	m₀=0,35	m₀=0,40
1,0	1,13	0,96	0,89	1,20	1,01	0,94	1,26	1,07	0,99	1,37	1,17	1,08	1,58	1,34	1,24	2,02	1,71	1,58
1,5	1,37	1,16	1,09	1,45	1,23	1,15	1,53	1,30	1,21	1,66	1,40	1,32	1,91	1,62	1,52	2,44	2,07	1,94
2,0	1,55	1,31	1,23	1,63	1,39	1,30	1,72	1,47	1,37	1,88	1,60	1,49	2,16	1,83	1,72	2,76	2,34	2,20
30,0	1,81	1,55	1,46	1,90	1,63	1,54	2,01	1,73	1,62	2,18	1,89	1,76	2,51	2,15	2,01	3,21	2,75	2,59
4,0	1,99	1,72	1,63	2,09	1,81	1,72	2,21	1,92	1,81	2,41	2,09	1,97	2,77	2,39	2,26	3,53	3,06	2,90
5,0	2,13	1,85	1,74	2,24	1,95	1,84	2,37	2,07	1,94	2,58	2,25	2,11	2,96	2,57	2,42	3,79	3,29	3,10
6,0	2,25	1,98	—	2,37	2,09	—	2,50	2,21	—	2,72	2,41	—	3,14	2,76	—	4,00	3,53	—
7,0	2,35	2,06	—	2,47	2,18	—	2,61	2,31	—	2,84	2,51	—	3,26	2,87	—	4,18	2,67	—
8,0	2,43	2,14	—	2,56	2,26	—	2,70	2,40	—	2,94	2,61	—	3,38	2,98	—	4,32	3,82	—
9,0	2,51	2,21	—	2,64	2,34	—	2,79	2,47	—	3,03	2,69	—	3,49	3,08	—	4,46	3,92	—
10 и более	2,58	2,27	2,15	2,71	2,40	2,26	2,86	2,54	2,38	3,12	2,77	2,60	3,58	3,17	2,98	4,58	4,05	3,82
Коэффи-циент	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const

Обычно значением коэффициента относительной поперечной деформации задаются, принимая его согласно опытным данным равным ¸ 0,15 для глин и суглинков твердых и полутвердых; тугопластичных – ; пластичных и текучепластичных – и текучих – ; для супеси (в зависимости от консистенции) ; для песков .

Рис. 1.2. Расчетная схема для определения

осадки при давлении равном R

Высота эквивалентной эпюры уплотняющих давлений м.

Определяем величину среднего коэффициента относительной сжимаемости в пределах сжимаемой толщи:

Вычисляем значение осадки S_p:

Значение S_u для подобных зданий 10 см (прил. 4, СНиП 2.02.01-83). Отношение Sp/Su = 4,07/10 = 0,407.

Согласно табл. 1.1 m_s = 1,05. Таким образом

Значение фактического давления после надстройки здания на 2 этаже на уровне подошвы фундамента составит

Давление на грунт после реконструкции и замены деревянных перекрытий на железобетонные не превысит расчетного сопротивления грунта с учетом его уплотнения в процессе эксплуатации ; 338 кПа < 355 кПа. Предполагаемая реконструкция возможна без учета увеличения размеров фундамента и усиления грунтов основания.

Читайте также:

Расчет фундамента при надстройке

Комментарии