Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий

    ИГЭ – 2. Грунт – суглинок

    

Рисунок 2. График испытания грунта ИГЭ - 2 в компрессионном приборе.

    Используя нормативные рекомендации, определяем коэффициент сжимаемости в интервале давления 100-200 кПа.

    

    Модуль  деформации по компрессионным испытаниям определяем по формуле

    

    где β – безразмерный коэффициент, принимаемый  равным 0,62 – для суглинков.

    Модули  деформации Е_к, полученные по результатам компрессионных испытаний, из-за несоответствия напряженно-деформированного состояния грунта в приборе и в основании фундамента, имеют заниженные значения. Поэтому для перехода к натурным значениям модуля деформации Е от компрессионных значений Е_к при испытании аллювиативных, делювиативных и озерно-аллювиальных глинистых грунтов при показателе текучести 0,5 <I_L≤ 1 вводится корректировочный коэффициент m_k, при принимаем .

    Значение  модуля деформации определяется по формуле

    

    ИГЭ – 3. Грунт – глина

 

    

Рисунок 3. График испытания грунта ИГЭ - 3 в компрессионном приборе. 

    Используя нормативные рекомендации, определяем коэффициент сжимаемости в интервале  давления 100-200 кПа.

    

    Модуль  деформации по компрессионным испытаниям определяю по формуле

    

    где β – безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,40 – для глин.

    Коэффициент m_k принимается равным 5,75.

    Значение  модуля деформации определяется по формуле

    

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Оценка инженерно-геологических  условий участка  строительства.

    2.1. Инженерно-геологический разрез. 

    

 

Рисунок 4. Инженерно-геологический разрез по I-I с вертикальной привязкой фундаментов здания. 
 
 
 

    2. 2. Оценка инженерно-геологических условий участка строительства. 

    Участок строительства расположен в городе Смоленск. Площадка характеризуется благоприятными условиями для строительства: имеет относительно ровный рельеф, отмечается горизонтальное простирание слоев грунта. Возможность оползневых смещений отсутствует на данном участке.

    В геологическом отношении площадка строительства представлена следующими инженерно-геологическими элементами:

    I – песок средней крупности рыхлый маловлажный. Толщина 1,0 м. Имеет следующие характеристики: γ_II = 16,8 кН/м³,  е = 0,715, E =18254кПа, S_r,=0,371. Данный слой не может быть использован в качестве естественного основания для фундаментов здания.

    II – суглинок твердый γ_II = 17,5 кН/м³,  е = 0,761, I_L = -0,167, E =20795кПа, толщина 1,0 м, который может быть использован в качестве естественного основания.

    III – глина полутвердая. γ_II = 17,8 кН/м³,  е = 0,803, , E = 20355кПа, Ro = 300 кПа, который может быть использован в качестве естественного основания. 

    2.3. Выполнение вертикальной привязки фундаментов здания.

    Выделение рациональных вариантов  фундаментов. 

    I вариант – ленточный фундамент на естественном основании.

Отметка пола технического подполья для данного здания – минус 2.300; заглубление подошвы фундамента ниже пола технического подполья – на 1,0 м. Таким образом, отметка заложения подошвы фундамента предварительно может быть принята – минус 3.600.

    II вариант – свайный фундамент.

Проектированием свайного фундамента предусматривается  передача нагрузки от сооружения на нижележащий  более прочный грунт – глину полутвердую. Из условия погружения свай в глину на 1,5 метра (обычно 1-2 метра), определится отметка нижних концов свай – минус 6.000 и длина свай 3,0 м. 
 
 
 
 
 
 
 

3. Определение глубины заложения фундамента 

  Принимая  во внимание наличие технического подполья под всем зданием, равномерное загружение всех фундаментальных нагрузок от здания, отсутствие прикрывающих зданий, спокойного характера напластований отдельных видов грунтов, отсутствие уровней грунтовых вод и верховодки, в данном случае при определении глубины заложения фундамента необходимо учесть особо важный фактор – глубины сезонного промерзания грунтов.

  Расчетная глубина сезонного промерзания  грунта и фундаментов здания определяю по формуле

  

  где – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по таб. 2.4 пособия [2]; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений – = 1,1 кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой; в данной работе здание с температурой в техническом подполье 5ÅС коэффициент = 0,7

    – нормативная глубина промерзания, определяю по формуле

  

  где – безразмерный коэффициент, числено равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе: для г. Смоленск принимается равной 27,7ÅС [в соответствии с заданием].

   – величина, принимаемая равной (м) для: суглинков и глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30; крупнообломочных грунтов – 0,34.

  Таким образом, расчетная глубина сезонного  промерзания для рассматриваемого здания и указанных инженерно-геологических условий определяется:

  

.

  Анализ  инженерно-геологических условий  площадки строительства позволяет  сделать вывод, что принятая глубина  заложения фундаментов в данном примере достаточна. 
 
 
 
 

    4. Выделение расчетных сечений при проектировании фундаментов и определение соответствующих расчетных нагрузок. 

    В соответствии с заданием на курсовой проект произведем расчет оснований и фундаментов 5-этажного кирпичного здания в г. Смоленск.

    В соответствии с заданием кафедры  оснований и фундаментов на схематическом плане типового этажа этого дома отмечены 4 характерных сечения, в которых следует определить действующие в них расчетные усилия.

     Расчёт  оснований  производится  по  двум  группам  предельных состояний:

     по  первой  группе  предельных  состояний.  Определяется  несущая  способность  свайных  фундаментов,  а  так  же  проверяется  прочность  конструкции  фундамента.  Расчёт  производится  по  расчётным  усилиям,  определяемым  с  коэффициентом надёжности  по  нагрузке  больше  .

     по  второй  группе  предельных  состояний. Расчёт  производится  по расчётным  усилиям,  определяемым  с  коэффициентом  надёжности  по  нагрузке  g_f=1. 

     4.1. Выбор расчетных сечений и площадей. 

     Расчёт  фундамента  производится  четырех  сечениях,  для которых  вычисляется  расчётное  усилие  на  фундамент.

     Сечение  1-1- внешняя самонесущая стена:

     

     

     Сечение  2-2 – внешняя несущая стена по оси «Б»:

       

     

     Сечение  3-3 – внутренняя самонесущая стена лестничной клетки:

      ;

     Сечение  4-4 – внутренняя несущая стена по оси «Г»:

     

      
 

Схема для определения  грузовых площадей. 

4.2. Расчётные  нагрузки,  действующие  на  1  п. м  грузовой  площади.

4.2.1.Расчетные нагрузки от конструктивных элементов. 

Таблица 3. Расчет нагрузок от конструктивных элементов.