Основания и фундаменты. 5

 

  Содержание. 

  1.Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки...........................3

  2. Определение нагрузок на фундамент……………..........................................................4

     2.1. Определение площадей грузовых площадок..........................................................4

     2.2. Определение постоянных нагрузок..........................................................................5

     2.3. Определение временных нагрузок...........................................................................6

     2.4. Определение полных нагрузок.................................................................................6

  3. Расчет сборных ленточных фундаментов для секции без подвала............................7

     3.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента......................................7

     3.2. Определение размеров фундамента под продольную стену................................7

     3.3. Определение размеров фундамента под торцевую стену.....................................9

     3.4. Определение размеров фундамента под колонну.................................................10

     3.5. Расчет осадок фундамента......................................................................................10

  4. Расчет сборных ленточных фундаментов для секции с подвалом............................17

     4.1. Определение размеров фундамента под продольную стену...............................17

     4.2. Определение размеров фундамента под торцевую стену....................................18

     4.3. Определение размеров фундамента под колонну.................................................20

     4.4. Расчет осадок фундамента......................................................................................21

  5. Расчет свайного фундамента…………..........................................................................27

     5.1. Определение размеров свайного фундамента......................................................27

     5.2. Определение размеров ростверка……………………….........................................28

     5.3. Расчет осадок фундамента…………………………………………..…………………29

  Список использованной литературы……………...............................................................32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   1.Анализ инженерно-геологических условий строительной

                             площадки. 

  1. Образец  №1.

  Грунт является песком:

  По  гранулометрическому составу песок  крупный

  - содержание  частиц крупнее 0,5 мм 17% < 50%

  - содержание  частиц крупнее 0,25 мм 17+40=57%>50%

  Песок пылеватый

  По  плотности сложения грунта песок  средней плотности:

  - плотность  грунта r = g/10 = 20/10 = 2 кН/м³

  - плотность  частиц грунта r = g_s/10 = 26,6/10 = 2,66 кН/м³

  - коэффициент  пористости 

  По  насыщению водой песок влажный:

  - степень  влажности 

  Расчетное сопротивление грунта R₀₁ = 500 кПа. 

  2. Образец  №2.

  Грунт является суглинком.

   -число  пластичности I_p = w_l – w_p = 0,37-0,21=0,16

  Плотность сложения грунта:

  - плотность  грунта r = g/10 =18,2/10=1,82 кН/м³

  - плотность  частиц грунта r = g_s/10 = 26,7/10 = 2,67 кН/м³

  - коэффициент  пористости 

  По  консистенции суглинок текучепластичный:

  - показатель  текучести 

  Расчетное сопротивление R₀₂=100 кПа. 

  3. Образец  №3.

  Грунт является супесью:

  - число  пластичности I_p = w_l-w_p = 0,25-0,18 = 0,07

  Плотность сложения грунта:

  - плотность  грунта r = g/10 = 19,2/10 = 1,92 кН/м³

  - плотность  частиц грунта r = g_s/10 = 20,5/10 = 2,05 кН/м³

  - коэффициент  пористости 

  По  консистенции супесь мягкопластичная:

  - показатель  текучести

  Расчетное сопротивление грунта R₀₃ =393 кПа. 

  4. Образец  №4.

  Грунт является глиной:

  - число  пластичности I_p = w_l-w_p = 0,4-0,15 = 0,25

  Плотность сложения грунта:  

  - плотность  грунта r = g/10 = 21,2/10 = 2,12 кН/м³

  - плотность частиц грунта r = g_s/10 = 27,1/10 = 2,71 кН/м³

  - коэффициент  пористости 

  По  консистенции глина полутвердая

  - показатель  текучести

  Расчетное сопротивление грунта R₀ = 600 кПа. 
 
 
 
 

  2. Определение нагрузок на фундамент. 

  2.1. Определение площадей грузовых площадок.

    

    Рисунок 1. Определение грузовых площадок.  
 
 
 
 

 а) для  продольной стены:

 F₁=l_n×b×0,5 = 3×5,66×0,5 = 8,5 м², где l_n – ширина грузовой площадки продольной стены. 

 б) для  торцевой стены:

 F₂=l_m×a×0,5 = 1×2,81 =2,81 м², где l_m- ширина грузовой площадки торцевой стены. 

 в) для  колонны:

 F₃= a×b = 5,96×2,83 = 17,64 м²

 Размер окна м 
 
 
 

 2.2. Определение постоянных нагрузок. 

 а) на 1 м  продольной стены:

 - для секции  без подвала

   

 - для секции  с подвалом

 

где  q_под - вес 1 м² подвального перекрытия;

        q_эт – вес 1 м² междуэтажного перекрытия;

        q_кр – вес 1 м² крыши;

       q_черд – вес 1 м² чердачного перекрытия

        n – количество этажей;

        t – толщина стены;

        h – высота этажа;

        l₁, l₂ – размеры оконного проема;

        g_ст – плотность материала стен;

        h_под – высота подвала. 

 б) на 1 м  торцевой стены:

 - для секции  без подвала

    

-  для секции с подвалом

    

 в) на колонну:

 - для секции  без подвала

   
 

 - для секции  с подвалом

 

 где A_k – площадь сечения колонны;

       - плотность материала колонны. 
 
 
 
 

 2.3. Определение временных нагрузок. 

 а) на 1 м  продольной стены:

 

 где –  q_л – временная нагрузка от людей, мебели и т. п. = 1,5 кН/м²;

           - коэффициент понижения нагрузки,

 б) на 1 м  торцевой стены:

 

 в) на колонну:

   
 
 

 2.4. Определение полных нагрузок. 

 а) на 1 м  продольной стены:

 - для секции  без подвала

 N₁=N_п1+N_вр1=143,1+13,5=156,6 кН/м

 - для секции  с подвалом

 N₁=N_п1+N_вр1=165,1+13,5=178,6 кН/м

 б) на 1 м  торцевой стены:

 - для секции  без подвала

 N₂=N_п2+N_вр2=184,9+4,5=189,4 кН/м

 - для секции  с подвалом

 N₂=N_п2+N_вр2=208,7+4,5=213,2 кН/м

 в) на колонну:

 - для секции  без подвала

 N₃=N_п3+N_вр3=479,8+99,8=579,6 кН

 - для секции  с подвалом

 N₃=N_п3+N_вр3=555,7+99,8=655,5 кН 
 

 3. Расчет сборных ленточных фундаментов для секции без подвала. 

 3.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента. 

 Нормативная глубина промерзания

 d_fn=d₀

 где d₀=0,23 – для крупного песка,

   - коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных температур за зиму в данном районе.

  =│-1,7-1,0│=2,7 (для г. Одесса)

 d_fn=0,23 =0,49 м

 Расчетная глубина промерзания:

 d_f =k_h×d_fn=0,6×0,49=0,29 м

 Принимаем d_f=0,6 м.

, где  =3,6 м - уровень подземных вод

0,29 + 2,0 = 2,29 м < 3,6 м , принимаем  = 0,6 м. 
 
 
 

 3.2. Определение размеров фундамента под продольную стену. 

 Требуемая ширина фундаментной подушки:

 

 Принимаем:

 - фундаментную  подушку ФЛ 6.12:

             b=600 мм

       h=300 мм

       l=1180 мм

       m=450 кг

 - стеновой  блок ФБС 12.6.3

             b=600 мм

       h=280 мм

       l=1180 мм

       m=460 кг

 Найдем  значение расчетного сопротивления  грунта основания  при ширине фундамента b=600 мм при k_z=1. Для этого установим значения γ_с1=1, γ_с2=1. Так как φ_II и с_II найдены экспериментально, k=1. По табл. Определяем Мγ=1,68, Мq=7,71, Мс=9,58. φ_II=35^о,с_II=1,0.

   
Уточняем значение b:

   

 Принимаем:

 - фундаментную  подушку ФЛ 10.12:

             b=1000 мм

       h=300 мм

       l=1180 мм

       m=650 кг

 - стеновой  блок ФБС 12.6.3

             b=600 мм

       h=280 мм

       l=1180 мм

       m=460 кг

 Необходимое число блоков:

  ,  принимаем 2 блока.

 Тогда окончательно

   
 
 
 

      Находим среднее давление по подошве фундамента:

  , где G_ф – вес грунта на уступе фундамента.

 Вес грунта на уступе фундамента:

 G=(b-b₀)×(d_f-h_n)×g₁=(1-0,6)×(0,6-0,3)×18,8=2,256кН

 

 p=158,9 кПа<R₂=215 кПа. 

                               

             Рис. 2. К определению размеров фундамента для секции без подвала. 
 
 
 
 
 
 

 3.3. Определение размеров фундамента под торцевую стену. 

 Требуемая ширина фундаментной подушки:

 

 Принимаем:

 - фундаментную  подушку ФЛ 6.12:

             b=600 мм

       h=300 мм

       l=1180 мм

       m=450 кг

 - стеновой  блок ФБС 12.6.3

             b=600 мм

       h=280 мм

       l=1180 мм

       m=460 кг

 Найдем  значение расчетного сопротивления  грунта основания  при ширине фундамента b=600 мм при k_z=1. Для этого установим значения γ_с1=1, γ_с2=1. Так как φ_II и с_II найдены экспериментально, k=1. По табл. Определяем Мγ=1,68, Мq=7,71, Мс=9,58. φ_II=35^о,с_II=1,0.

   
Уточняем значение b:

 

 Принимаем:

 - фундаментную  подушку ФЛ 10.12:

             b=1000 мм

       h=300 мм

       l=1180 мм

       m=650 кг

 - стеновой  блок ФБС 12.6.3

             b=600 мм

       h=280 мм

       l=1180 мм

       m=460 кг

 Необходимое число блоков:

  ,  принимаем 2 блока

 Тогда окончательно

 

 Находим среднее давление по подошве фундамента:

  , где G_ф – вес грунта на уступе фундамента.

 Вес грунта на уступе фундамента: 

 G=(b-b₀)×(d_f-h_n)×g₁=(1-0,6)×(0,6-0,3)×18,8=2,256кН

 

 p=191,7 кПа<R₁=215 кПа. 
 
 
 

 3.4. Определение размеров фундамента под колонну. 

 По конструктивным требованиям принимаем d = 0,15+0,75+0,6 = 1,5 м

  ,

 Принимаем фундамент стаканного типа 1Ф12.8: m = 1900 кг и под него квадратную монолитную плиту:

 b = 1800 мм,  h_пл = 300 мм,  =  1,8х1,8х0,3х25= 24,3 кН.

 Вес фундамента:

 Q=q_пл+q_ст=19+24,3=43,3 кН

 где q_пл – вес плиты;

        q_ст – вес стакана.

 Фактическое напряжение под подошвой фундамента:

 

 где a, b – размеры плиты.

 Расчетное сопротивление грунта:

   
 
 
 

 

  191,3  кПа < 476,9 кПа. 
 
 
 

 3.5. Расчет осадок фундамента. 

 Определение напряжения грунта от действия собственного веса грунта:

  - на поверхности земли

 s_zq0=0 кПа

 0,2×s_zq0=0,2×0=0 кПа

 - на уровне контакта 1-го и 2-го слоев

 s_zq1=g₁×h₁=18,5×0,5=9,25 кПа

 0,2×s_zq1=0,2×9,25=1,85 кПа

 - на уровне  подошвы фундамента

 s_zqп=g₁×h_п=9,25+18,8×0,1=11,13 кПа

 0,2×s_zqп=0,2×11,13=2,23 кПа 
 

 - на уровне  контакта 2-го и 3-го слоев

 s_zq2=s_zq1 +g₂×h₂=9,25+18,8×2=46,85 кПа

 0,2×s_zq2=0,2×46,85=9,37 кПа

 - в третьем  слое на уровне грунтовых вод

 Удельный  вес грунта 3-го слоя с учетом взвешивающего  действия воды:

 g_sb3=(g_s3-g_w)/(1+е₃)=(18,2-10)/(1+0,99)=8,12 кН/м³

 s_zqгв =s_zq2+g₃×h_wl=46,85+8,12×0,6=56,6 кПа

 0,2×s_zqгв=0,2×56,6=11,32 кПа

 - на уровне контакта 3-го и 4-го слоев с учетом взвешивающего действия воды:

 s_zq3=s_zq2+g_sb3×h_w+g_w×h_w=46,85+8,12×3,2+10×3,2=131 кПа

 0,2×s_zq2=0,2×131=26,2 кПа

 - на уровне контакта 4-го и 5-го слоев с учетом взвешивающего действия воды:

 g_sb3=(g_s3-g_w)/(1+е₃)=(19,2-10)/(1+0,315)=7,1 кН/м³

 s_zq3=131+7,1×2,6+10×2,6=188,5 кПа

 0,2×s_zq3=0,2×188,5=37,7 кПа

 -на уровне  подошвы 5-го слоя

 s_zq4=188,5+21,2×3,4=260,6 кПа

 0,2×s_zq4=0,2×260,6=51,12 кПа 

 а) расчет осадок фундамента продольной стены

 b = 1 м; d = 0,6 м; 158,9 кПа.

 Определяем  ординаты эпюры дополнительного  давления

  ,                               

 где 

       - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительного напряжения по глубине.

 Разобьём сжимаемою  толщу на элементарные слои толщиной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   
 

 

 

 

 

 Определяем  полную осадку фундамента

                        

 где = 0,8 – коэффициент, зависящий от напряжения состояния и характера грунта,

     - модуль деформации грунта i-го слоя,

   - среднее дополнительное напряжение, возникающее на подошве i и i-1 слоёв.

   
 

 б) расчет осадок фундамента торцевой стены

 b = 1 м; d = 0,6 м; 191,7 кПа.

 Определяем  ординаты эпюры дополнительного  давления

  ,                               

 где 

       - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительного напряжения по глубине.

 Разобьём сжимаемою  толщу на элементарные слои толщиной

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 Определяем  полную осадку фундамента

                        

 где = 0,8 – коэффициент, зависящий от напряжения состояния и характера грунта,

     - модуль деформации грунта i-го слоя,

   - среднее дополнительное напряжение, возникающее на подошве i и i-1 слоёв. 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 Рис. 3. К определению  осадки фундамента продольной и торцевой стен для секции без подвала. 
 
 
 
 
 

 в) расчет осадок фундамента колонны:

 b = 1,8 м; d =1,5 м; 191,3 кПа.

 Определение напряжения грунта от действия собственного веса грунта:

 - на уровне  подошвы фундамента

 s_zqп=s_zq1 +g₁×h_п=9,25+18,8×0,9=26,17 кПа

 0,2×s_zqп=0,2×26,17=5,2 кПа

 Определяем  ординаты эпюры дополнительного давления

  ,                               

 где 

       - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительного напряжения по глубине.