Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий

  2) Однако, значение расчетного сопротивления грунта R₀ является условным, относится к фундаментам, имеющим ширину b = 1 м и глубину заложения d = 2 м и не учитывающим прочностные характеристики грунта. Поэтому производим уточнение значения R с учетом конструктивных особенностей фундамента по формуле:

  

  где  γ_с1 и γ_с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по указаниям (табл. п. 3,3[2]) , ;

        – коэффициент; при b < 10 м принимается , при b ≥ 10 м принимается ;

       К – коэффициент; принимаемый равным: К = 1 – если прочностные характеристики грунта (φ_II и С_II) определены непосредственным испытанием и К = 1,1 – если они приняты по таблицам [3, приложение 1, табл.1,2,3];

Рисунок 5. Расчетная схема к определению ширины подошвы фундамента. 

       Mγ, Mg, Mc – коэффициенты принимаемы в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения [3, таб. 4] или табл. п. 3.2 [2] для : , , ;

       γ_II и γ_II^/ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) , ;

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

       d_I – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала, определяемая по формуле:

       

  где h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала – 1,22 м; h_cf – толщина конструкции пола – 0,08м; γ_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола – 22кН/м³;

     d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола – 1,40м.

  Расчетное сопротивление грунта при b =1,084м   и d =2,70м  определяется

  Уточняем ширину подошвы фундамента:

   _.

  Так как  разность двух значений «b» превышает 10%

   ,

  уточнение необходимо продолжить.

  Расчетное сопротивление грунта при b =0,700м   и d =2,70м  определяется

  Уточняем  ширину подошвы фундамента:

   ;

  

  _{Так как разница последних  двух значений «b» менее 10%, дальнейшее уточнение не делается.}

  Принимаем стандартную ширину 800мм для уменьшения осадки основания.

  Подбор  стеновых и фундаментных блоков по ГОСТ.

  Проверка  давления на грунт под подошвой фундамента  производится по формуле

  

  где   Р₁₁ – давление под подошвой фундамента, кПа

       G_f11 – собственный вес фундамента длиной 1 п.м. определяется как произведение удельного веса материала фундамента (железобетон – 24 кН/м³) и объема материала фундамента ( 1,44м³) – 24 х 1,44= 35,04 кН;

       Gg₁₁ – вес грунта на уступах фундамента, определяемый, как произведение удельного веса грунта (17,32кН/м³)  и объема грунта;

       А – площадь 1 п.м. подошвы фундамента, принятых размеров.

  

  тогда

  Следовательно, принятая ширина подошвы фундамента достаточна. 
 
 

  6. Конструирование  поперечного сечения  фундамента. 

     Сборные фундаментные плиты:

     Определив размеры подошвы фундамента, по ГОСТ 13580 – 85 подбираем стандартные фундаментные плиты ближайшего большего размера.

     ФЛ  8.24

     B = 800 мм; L = 2380 мм; H = 300 мм; m = 1,40 т               

          Сборные фундаментные блоки:

     По  ГОСТ 13579 – 79 подбираем фундаментные блоки:  ФБС 24.4.6 – Т

     l = 2380 мм; b = 400 мм; h = 580 мм; m = 1,30 тс

          Предварительное конструирование  фундамента: Расчетная схема представлена на рис. 7.

1. Определяем высоту стенки подвала: 3600 – 300 – 300 = 3000 мм
2. Определяем количество стеновых фундаментных блоков

     Принимаем 5 стандартных блоков ФБС 24.4.6 – Т. 

  

Рисунок 6. Конструирование фундамента.

  7. Расчет осадки основания 

  Расчет  оснований по деформации производится, исходя из условия

  S ≤ Su

  где S – величина совместной деформации основания и сооружения, определяется расчетом;

     Su – предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое по [3,п.п.2.51-2.55 прилож. 4] или по табл. п.6 [2].

  Выбор расчетной  схемы производится согласно приложениям [3, пункт 2,40 и прилож. 2].

  Совместная  деформация основания и сооружения определяется расчетом по указаниям [3, прилож. 2]методом послойного суммирования осадков отдельных слоев в пределах сжимаемой толщи основания по формуле

  

  где   S – конечная осадка основания; n – число слоев, на которые разделена сжимаемая толщина основания; h_i – толщина i–го слоя грунта; σ_zp.i – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i–ом слое грунта; β – безразмерный коэффициент, равный 0,8. 

  Определение осадки:

  1) Строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта – эп. σ_zg .

  На глубине  Z от подошвы фундамента его величина определяется по формуле

  

  На границах выделенных слоев грунта

  σ_zg.1 = γ_II.I h_I = 16,8∙1,0=16,8кПа

  σ_zg.2 = γ_II.I h_I + γ_II.2 h_II =16,8∙1,0+17,5∙1,0=34,30кПа

  σ_zg.3 = γ_II.I h_I + γ_II.2 h_II + γ_II.3 h_III =16,8∙1,0+17,5∙1,0+17,8∙1,0=52,10кПа

  В уровне подошвы фундамента

  σ_zg.0 = 16,8∙1,0+17,5∙1,0+17,8∙0,7=46,76кПа

  2) Определяем дополнительное давление (давление от сооружения) на уровне подошвы фундамента: σ_zрg.0 = Р₀ = Р_II - σ_zg.0 =301,71-46,76=254,95кПа

  где Р₁₁ – среднее давление под подошвой фундамента.

  3) Строим эпюра дополнительного вертикального напряжения от сооружения – эп. σ_zр ; при этом дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от подошвы фундамента (по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента) определяется по формуле

  σ_zр = α·Р₀ 

  где  α – коэффициент, принимаемый по [3, таб. 1] или по табл. п. 5.1. [2] в зависимости от формы подошвы и относительной глубины z = 2z / b.

  Для построения эпюры дополнительного давления толщина грунтов ниже подошвы  фундамента разбивается на элементарные слои толщиной h_i ≤ 0,4 b: h_i=32см.

        z – глубина залегания подошвы каждого элементарного слоя грунта, ниже подошвы фундамента на расчетной схема проставляются соответствующие значения α и σ_zg.

  4) Строим эпюра 0,2 σ_zр.

  5) Определяем глубину сжимаемой толщи; нижняя ее граница принимается на глубине z = H_c, где выполняется условие

  σ_zр = 0,2σ_zg (точка пересечения эпюры σ_zр и эпюры 0,2σ_zg)

  Вычисления  сводим в таблицу 6.

Таблица 6. Расчет осадки.

  6) Определяем  осадку основания, складывающуюся  из осадок слоев грунта, входящих  в сжимаемую толщину. Провидим  полное их суммирование.

  

  Вывод: осадка допустима. 

Рисунок 7. Расчетная схема для определения осадки фундамента по методу послойного суммирования 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     8. Расчет и конструирование свайного фундамента

     8.1. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю.

     

     Длина сваи подбирается из условия погружения нижнего конца сваи на 1-2 метра  в ниже залегающий более прочный  грунт (несущий слой). В соответствие с этим составляется расчетная схема к определению несущей способности сваи. 

     

Рисунок 8. Расчетная схема к определению несущей способности свай.

     Несущая способность забивной висячей сваи F_d определяется как сумма сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле

     

     где  γ_с – коэффициенты условий работы сваи в грунте, принимаемый γ_с = 1 [4];

     R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи кПа, определяемое по СНиП [4. табл.1] или по табл. 8.1 [2];

     А – площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто, или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру или по площади сваи – оболочки нетто;

     u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

     f_i – расчетное сопротивление i–го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, определяемое по СНиП [4, табл. 2] или по табл. п. 8.2. [2];

     h_i – толщина i–го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м;

     γ_cR, γ_cf – коэффициенты условия работы грунта соответственно под нижнем концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта, определяемые по СНиП [4, табл. 3] или по табл. п.8.1. [2];