- 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;
- - Ширина фундамента при R1= 968,5 кПа
Вычисленное значение R2 отличается от предыдущего значения на 0,3%<5%, поэтому полученную ширину округляем до большего стандартного размера фундаментной плиты.
Выбираем плиту ФЛ.6.12-2, шириной 0,60м, высотой 0,3м. Поскольку высота плиты 0,3м, то отметка подошвы фундамента не изменится.
- Фактическое давление под подошвой фундамента:
кПа
.
Т.к. расчетная ширина фундамента не совпадает с шириной плиты 0,6м не требуется расчет на прерывистость.
3.3.3 Расчет размеров песчаной подушки
В курсовом проекте в качестве искусственных оснований рекомендуется принимать:
- а) песчаные подушки - если основание сложено сильносжимаемыми связными (с показателем текучести JL>0.5) грунтами и насыпными грунтами;
- б) поверхностное уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками - если основание сложено рыхлыми песчаными и насыпными (песчаными) грунтами;
- в) глубинное уплотнение грунтов песчаными сваями - если основание сложено водонасыщенными рыхлыми мелкими и пылеватыми песками.
Т.к. в нашем случае первый слой суглинок текучепластичный с показателем текучести JL>0.5, то первый слой заменяем песчаной подушкой полностью (см.рис.8). Толщина грунтовой подушки для замены грунта назначаем
3.3.4 Определение сечения арматуры подошвы фундамента
Рис.9. К определению сечения арматуры.
Принимаем арматуру Æ8 S400(As=5,03см2) с шагом 100мм. Распределительную арматуру принимаем Æ5 S400 с шагом 150мм.
3.3.5 Проверка прочности подстилающего слоя грунта
Прочность подстилающего слоя грунта проверяем на глубине 3,70м ниже планировочной отметки.
.
Для определения на глубине z = 2,50м, находим:
.
Тогда
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на кровле подстилающего слоя:
Расчетное сопротивление грунта Rz на кровле подстилающего слоя грунта, с характеристиками:
определим по формуле:
;
где: - коэффициент условий работы грунтового основания табл. 43 /8/;
-коэффициент условий работ здания во взаимодействии с основанием, зависящий от вида грунта и отношения
k=1,1 - коэффициент надежности по п. 2.174 /8/;
- коэффициенты, зависящие от , табл.16/2/;
kz=1; при b<10м;
Проверяем условие: 234,04+75,69=309,73кПа, <Rz=319,76кПа.
Условие выполняется - прочность подстилающего слоя обеспечена.
3.3.6 Расчет осадки фундамента
Расчет осадки ведем методом послойного суммирования.
- Вертикальное напряжение от собственного веса грунта определяют в характерных горизонтальных плоскостях:
- отметка подошвы фундамента:
кПа;
- на подошве песчаной подушки:
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
- четвертый слой (водоупор)
кПа
- на подошве четвертого слоя
кПа
Далее определяем дополнительное (вертикальное) напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле
,
где: 876кПа; 51,9кПа
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 .
По полученным результатам строим эпюру и определяем нижнюю границу сжимаемой зоны. Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие: .
Так как расчеты не дали результатов, то нижнюю границу сжимаемой зоны определяем графическим способом (см. рис.11).
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.
Табл. 5
Z,см=2·Z/bαhi,смкПа кПа0,2·Еi, кПаSi, см Песок крупный , средней плотности0010824,151,910,38-240,80,88124725,9350000,398481,60,642245290,29722.40,47724393,050,216963.20,37424302,20,16912040,30624252,10,1381304,330,28510234,857,6915,140,054Суглинок мягкопластичный1444,80,25814212,684000,2831685,60,22324183,80,4218060,20612169,784,7916,960,194Глина тугопластичная1926,40,19612161,50,0862167,20,17524144,20,15424080,15824130,2180000,0812648,80,14424118,60,1272889,60,13224108,70,11631210,40,1212499,70,10633611,20,1122492,290,098360120,1042485,7105,8921,180,091480160,06412055,7117,923,60,297Глина полутвёрдая (водоупор) 480160,064 0 55,7144,9928,99210000 55518,50,039 7532,14160,0732,010,092
Рис.10. К определению осадки фундамента.
4. СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ
Наименование работЕдиницы измеренияОбъём работСтоимость на ед. измеренияОбщая стоимостьФундамент на естественном основании. 1. Разработка грунта под фундамент: а) при глубине выработки 4,1 м, что > 2 м. б) при ширине траншеи 3,5 м, что > 1 м. 2. Устройство трапецеи-дальных блоков ленточ-ных фундаментов. 3. Устройство бетонных фундаментных блоков. м3 м3 м3 14,93 0,96 3,6 7,49 46,50 36,00 111,77 44,64 129,6 S=286,01Свайный фундамент. 1. Разработка грунта под фундаменты (глубина 3 м, ширина 2,1 м). 2. Забивка ж/б свай глубиной 6 м. 3. Устройство монолит-ного ж/б ростверка. 4. Устройство бетонных фундаментных блоков. м3 м3 м3 м3 5,04 0,54 0,42 3,3 4,32 88,40 31 36,00 21,77 47,74 13,02 118,8 S=201,33Фундамент на искусственном основании.1. Разработка грунта под фундаменты (глубина 3 м, ширина 1,0 м). 2. Устройство песчаной подушки. 3. Устройство трапецеи-дальных блоков ленточ-ных фундаментов. 4. Устройство бетонных фундаментных блоков. м3 м3 м3 м3 4,2 6,825 0,18 3,3 4,32 7,20 46,50 36,00 S= 18,14 49,14 8,37 118,8 194,45
По результатам сравнения вариантов наиболее экономичным по затратам на устройство является фундамент на искусственном основании.
5. РАСЧЁТ ТЕЛА ФУНДАМЕНТА .
Сечение 3-3
Рис.9. К определению сечения арматуры.
Принимаем арматуру Æ8 S400(As=5,03см2) с шагом 100мм. Распределительную арматуру принимаем Æ5 S500 с шагом 350мм.
Сечение 4-4
Рис.9. К определению сечения арматуры.
Принимаем арматуру Æ8 S400(As=5,03см2) с шагом 100мм. Распределительную арматуру принимаем Æ5 S500 с шагом 350мм.
6.ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО УСТРОЙСТВУ ФУНДАМЕНТОВ
Строительству объекта предшествует инженерная подготовка площадки. В состав этих процессов в общем случае входят расчистка территории площадки, отвод поверхностных и грунтовых вод, создание геодезической разбивочной основы.
При расчистке территории пересаживают зелёные насаждения, корчуют пни, очищают площадку от кустарников, снимают плодородный природный слой почвы.
Далее производят разбивку котлованов и привязывают их с стройгенплану. После этого вокруг будущего котлована, на расстоянии 2-3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устраивают обноску.
Ленточные фундаменты доставляются на объект с завода ЖБИ. Все элементы ленточных фундаментов укладываются на цементном растворе толщиной 20мм. Пространственная жёсткость зданий обеспечивается перевязкой фундаментными блоками продольных и поперечных стен. Для увеличения жёсткости здания в горизонтальные швы закладывают сетки из арматуры диаметром 8мм.
