Сводная таблица характеристик слоёв грунта
Таблица 2
№ слояНаименование грунтаМощность слоя, м s sd dw,%wL,%wP,%IP,%ILeSrCn, кПаn,oR0, кПаЕ, МПа12345678910111213141516171Суглинок текучепластичный3,31,732,661,36127,128,618,6100,850,950,76----17,326,613,612Суглинок мягкопластичный1,51,822,651,44262918,510,50,710,840,8216,416,2191,28,418,226,514,43Глина тугопластичная3,02,02,751,575274020200,350,750,995017306,31820,027,515,754Глина полутвёрдая3,42,012,771,58274322210,240,751,0054193202120,127,715,85Песок крупный, плотный, влажный-1,992,661,7315,2----0,540,751,140,36004119,926,617,3
3. ВАРИАНТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА.
3.1 Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании
3.1.1 Выбор глубины заложения фундамента
Составляем геологическую колонку грунтов слагающих строительную площадку:
Рис.1. Схема к выбору глубины заложения фундамента.
Из инженерно-геологических условий строительной площадки видно, что в качестве основания можно использовать 2-ой слой (суглинок мягкопластичный), который не является просадочным грунтом.
Необходимо учитывать и тот факт, что заглубление подошвы фундамента ниже WL также нежелательно, т.к. возрастает трудоемкость и стоимость работ по устройству фундамента. Следовательно, основание фундамента - 2-ый слой суглинок мягкопластичный.
Определим нормативную глубину сезонного промерзания по формуле: ; либо по схематической карте /2/. По карте находим, что для г. Бреста:
Определяем расчетную глубину сезонного промерзания:
м;
где: kh = 0,4 - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, табл.13/2/.
Учитывая, что глина полутвердая может служить надёжным основанием, заглубляем фундамент в несущий слой на 0,60м.
Принимая во внимание то, что в рассматриваемой части здания есть подвал и, учитывая инженерно геологические условия строительной площадки, принимаем глубину заложения фундаментов 3,90 м, что больше .
Окончательно принимаем d1 = 3,90м.
3.1.1.Определение размеров фундамента
- Определяем площадь фундамента:
где: кН/м3 - среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах.
- Определяем ширину фундамента:
.
- Расчетное сопротивление грунта под фундаментом:
где: - коэффициент условий работы грунтового основания, табл. 15/2/;
- коэффициент условий работы здания во взаимодействии с основанием, табл. 15/2/, зависящий от вида грунта и отношения:.
k=1,1 - коэффициент надежности, п. 2.174/8/.
- коэффициенты, зависящие от , табл.16/2/;
, при b<10м (b=4,33м - ширина подошвы фундамента).
- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента.
- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента:
d1 - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:
;
где: hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
- расчетное значение удельного веса материала пола подвала, ;
- толщина конструкции пола подвала, м.
.
db=2м - глубина подвала(т.к. глубина подвала 2,2м, что больше 2м);
- Ширина фундамента при R1= 237,6кПа
Значение R2 отличается от предыдущего значения R1 на 3,5%, что меньше 5%,
Выбираем плиту ФЛ.32.12, шириной 3,20 м, высотой 0,50 м. Поскольку высота плиты 0,50 м, то отметка подошвы фундамента изменится Следовательно окончательная глубина заложения фундамента равна 4,1 м.
- Фактическое давление под подошвой фундамента:
кПа;
.
- Условие, необходимое для расчета по деформациям, выполняется. Производить расчет на прерывистость не требуется.
3.1.2 Определение сечения арматуры подошвы фундамента
Рис.2. К определению сечения арматуры.
Принимаем арматуру Æ16 S400(As=20,1см2) с шагом 100мм. Распределительную арматуру принимаем Æ6 S400 с шагом 250мм.
- 3.1.3Определение осадки фундамента
Строим эпюру распределения напряжений от собственного веса грунта в пределах глубины ниже подошвы фундамента.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта определяют в характерных горизонтальных плоскостях:
- отметка подошвы фундамента:
кПа;
- на подошве второго слоя:
кПа;
- на отметке уровня подземных вод:
кПа;
- на подошве третьего слоя:
кПа;
где: - удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:
кН/м3
- на кровле четвертого слоя (водоупор , т.к. JL = 0,24 < 0,25. ):
кПа;
- на подошве четвертого слоя
кПа;
Далее определяем дополнительное (вертикальное) напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:
,
где: 235кПа; 68,01кПа
тогда: кПа.
Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои , толщиной 0,4b:
.
Эпюру распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте строим используя формулы:
где: - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента от веса вышележащих слоев.
где: - коэффициент, принимаемый по табл. 55 /8/ в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной .
Вычисление для любых горизонтальных сечений ведем в табличной форме (табл. 3)
По полученным результатам строим эпюру и определяем нижнюю границу сжимаемой зоны (В.С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие: .
Так как расчеты не дали результатов, то нижнюю границу сжимаемой зоны определяем графическим способом (см. рис.3).
Определяем осадку основания каждого слоя по формуле:
где: - безразмерный коэффициент для всех видов грунтов.
Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя:
где: - предельно допустимая осадка сооружения; (для многоэтажных бескаркасных сооружений с несущими стенами из крупных панелей СНБ 5.01.01.-99 т. Б.1.).
.
Условие выполняется, т.е. деформации основания меньше допустимых.
Таблица 3.
Суглинок мягкопластичный001-163,3571,6514,338400-700,440,96770157,9684,9316,991,354 Глина тугопластичная1280,80,88158143,910,2432561,60,642128104,87180000,5973702,310,49311480,53117,3923,480,443Глина полутвёрдая (водоупор)3702,310,93080,53144,3928,8803842,40,4771477,92210000,0425123,20,37412861,090,28964040,30612849,990,2447104,440,2787045,41212,73 42,550,121Песок крупный7474,6690,2653743,29216,7243,34410000,031
Осадка основания - условие выполняется .
Рис.3. К определению осадки фундамента методом послойного суммирования.
3.2 Проектирование свайных фундаментов
3.2.1 Определение глубины заложения ростверка
По схематической карте нормативная глубина промерзания: м. Расчетная глубина м.
Принимаем глубину заложения ростверка .
3.2.2 Определение длины сваи.
где: - глубина заделки сваи в ростверк
- глубина забивки сваи в несущий слой грунта
- расстояние от подошвы ростверка до несущего слоя грунта
.
Принимаем сваю С60, 3-2 (с поперечным армированием 4Æ10 S400).
3.2.3 Определение несущей способности сваи
где: U - периметр поперечного сечения сваи, U=1,2м;
- коэффициент работы сваи в грунте;
А - площадь поперечного сечения сваи, ;
- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи;
hi - толщина i-ого слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
fi - расчетное сопротивление i-ого слоя грунта по боковой поверхности сваи, кПа.
При z0=8,9м; R=2600кПа; A×R=0,09×2600=234кН.
Таблица 4
z0,м fi,кПа hi,м 3,156,650,31,9954,058,951,513,435,836,1272,27,337,81,0037,88,3553,441,158,78184,21
Рис.4. К выбору глубины заложения ростверка.
Расчетно-допустимая нагрузка на сваю:
где: - для промышленных и гражданских сооружений.
Определяем количество свай:
Принимаем 2 сваи.
Расчетное усилие на сваю по материалу можно определять из условия:
;
где: m - коэффициент условий работы сечения, равный 1,0;
j - коэффици
