Основания и фундаменты

>    Третий  слой – песок крупный, рыхлый, малой степени водонасыщения. Данный слой нельзя использовать в качестве естественного основания.  

2. Определение расчетного сопротивления  грунтов основания

 

    Определяем расчетное сопротивление грунтов по прил. 3 [1], для первого и второго слоёв R₀=300 кПа и R₀=255,6 кПа соответственно. 

3. Определение угла внутреннего  трения, удельного  сцепления и модуля общих деформаций

 

    Определяем  нормативные значения удельного  сцепления, угла внутреннего трения и модуль деформации по прил. 1 [1], для первого и второго слоёв.

    Первый слой:

Угол внутреннего  трения φ=32˚

Удельное сцепление  с_n=2 кПа

Модуль деформации Е=28 кПа

    Второй  слой:

Угол внутреннего  трения φ=16,4˚

Удельное сцепление с_n=45,8 кПа

Модуль деформации Е=16,2 кПа 

    Сводим  полученные значения в таблицу 2.

                                                                    Таблица 2. Характеристика грунтов                                                             

 

4. Построение  инженерно-геологического разреза

 

Рис. 1 Инженерно-геологический разрез

1.5 Оценка типа основания и выбор возможных решений фундаментов 

    Первый  слой – песок мелкий, средней плотности, мощность слоя 4,65 м. Слой надежный.

    Второй  слой – глина тугопластичная, мощность слоя 4,5 м. Слой надежный.

    Третий  слой – рыхлый песок, относится к  заведомо слабым грунтам. Поэтому его не следует использовать в качестве основания.

    Проанализировав геологическое строение грунтов, приходим к выводу, что основание относится  к I типу. В качестве возможных решений фундаментов могут быть рассмотрены:

    -фундамент  мелкого заложения;

    -свайный  фундамент.

    Подошва фундамента мелкого заложения может  быть расположена в мелком песке (первый слой). Свая заглубляется в глину (второй слой). 

6.   Сбор нагрузок

    Собираем  нагрузки  на 1 м² площади междуэтажного перекрытия и покрытия. На рисунке 2 представлены грузовые площади колонны и стены. 

    Рис. 2 Грузовые площади колонны и стены 

      
 
 
 
 

    Определение нагрузок на 1 м² покрытия:

    Таблица 3

 
 
 
 
 
 
 
 

    Определение нагрузок на междуэтажное перекрытие:

    Таблица 4

 

    Определение нормативной и расчётной нагрузки на фундамент под колонну:

    1.

    Определение нормативной и расчётной нагрузки на фундамент под стену:

    2. , где 

- нормативная нагрузка, действующая  на колонну (стену) (кН);

- расчетная нагрузка, действующая  на колонну (стену) (кН);

- грузовая площадь колонны  (м²);

- количество этажей;

- нормативная нагрузка, действующая на покрытие (кН/ м2);

- нормативная нагрузка, действующая  на междуэтажное перекрытие (кН/ м2);

- расчетная нагрузка, действующая на покрытие (кН/ м2);

- расчетная нагрузка, действующая  на междуэтажное перекрытие (кН/ м2);

- грузовая площадь стены (м2);

- толщина наружной стены, (м);

- высота этажа (м).

    Расчёт  нагрузок на фундамент под колонну:

    1.

      Расчёт нагрузок на фундамент под стену:

    2.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Сравнение вариантов фундаментов 

2.1 Расчет ленточного фундамента мелкого заложения

2.1.1 Определение глубины заложения фундамента 

    Глубина заложения фундамента определяется с учетом:

– глубины сезонного промерзания грунтов;

– существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

– назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;

– инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований);

– глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций. 

1. Нормативная глубина сезонного промерзания  грунта d_fn:

       , где

M_t    – 48,4 – коэффициент, учитывающий тип грунта основания [7].  

         м

2.Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:

     , где                                                                                                        

d_fn – нормативная глубина промерзания грунта;

k_n – коэффициент, учитывающий тепловой режим здания, определяется по табл.1 [1], k_n=0,4.

      м

3. По табл.2 [1] уточняем, зависит или не зависит глубина заложения фундамента d от расчётной глубиныпромерзания d_f . В данном случае глубина заложения фундамента d от расчётной глубины промерзания d_f  не зависит (т.к.

d_w > d_f  + 2 = 10 > 0,78 + 2=2,78).

4. Принимаем глубину заложения фундамента  d по конструктивным особенностям ленточных фундаментов мелкого заложения, так как данный фактор является определяющим. Принимаем d = d_подв –  d_{отм.пл.пов.} + t_пола + d_{подушки} =

= 2,8 – 1,2 + 0,2 + 0,3 = 2,1 м. 

   2.1.2 Определение размеров фундамента 

1. Определяем предполагаемую ширину подошвы фундамента:

      , где

N – нагрузка, передаваемая на 1 п. м. длины ленточного фундамента,

R₀ – расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по таблицам 2 и 3 прил.3 [1].

2. Уточняем значение R⁽¹⁾ первого приближения расчетным путем по формуле:

     , где       

γ_с1, γ_с2 – коэффициенты условия работы принимаются по табл. 3[1], зависящие от вида и состояния грунта несущего слоя и размера здания, γ_с1=1,3, γ_с2=1,3;

k – коэффициент, принимаемый в зависимости от методов определения характеристик грунта, если характеристики определены по таблице, то k=1,1;

M_γ, M_q, M_c – коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения согласно табл. 4[1], M_γ=1,34, M_q=6,34, M_c=8,55;

k_z – коэффициент, принимаем равным 1, при b<10 м;

b⁽⁰⁾ – ширина подошвы фундамента;

d – глубина заложения фундамента от уровня планировки;

с_II  – удельное сцепление грунта несущего слоя;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, принимаем равным 1,6 м;

γ_II  – удельный вес грунта несущего слоя;

  – средний удельный вес грунта для слоев, расположенных под подошвой до поверхности. Если слоев несколько, то определяется по формуле:

                                                                                        

3. Определение размеров подошвы первого приближения: