№ слоя
|
ρ, т/м3
|
ρS, т/м3
|
e
|
Sr
|
JP
|
JL
|
Литологическое описание
грунта
|
R0, кПа
|
1
|
1,85
|
2,64
|
0,867
|
0,938
|
0,07
|
0,829
|
Супесь пылеватая пластичная насыщенная водой
|
209
|
2
|
2,2
|
2,7
|
0,4
|
0,945
|
0,08
|
0
|
Суглинок легкий пылеватый полутвердый
насыщенный водой
|
300
|
3
|
2,01
|
2,64
|
0,528
|
0,815
|
-
|
-
|
Песок средней крупности плотный насыщенный
водой
|
500
|
2.
Определение нагрузок на фундамент
2.1
Определение размеров грузовых площадей
· для стены с оконными проемами
· для глухой стены
· для колонны
.2
Сбор нагрузок
Для
стены с проемами
(8)
, (9)
где А1 - грузовая площадь стены с проемами, м2;
gпод - вес подвального перекрытия, кН/м2;
gэт - вес этажного перекрытия, кН/м2;
gкр - вес крыши, кН/м2;
n - количество этажей здания;
В-расстояние
между центрами оконных блоков, м;
t - толщина стены, м;
h - высота этажа, м;
l1, l2 - ширина и высота оконного блока, м;
γст - удельный вес материала стены, кН/м3.
(10)
, (11)
где gснег - нормативное значение снеговой нагрузки,
кПа.
Для города Ижевск нормативное давление снежного покрова
составляет 2,5 кПа (согласноТСН 20-01-05)
, где (12)
где gполезн - нормативная нагрузка от людей, кН/м2;
ψAn - понижающий коэффициент нагрузки.
(13)
, (14)
где A - нормативная грузовая площадь, А
= 9 м2.
Для глухой стены
,
где С - нормативная грузовая длина участка стены, С = 1
м.
Для колонны
,
где f - ширина колонны, f = 0,3 м;
γкол - удельный вес материала колонны (бетон),
кН/м3.
Таким образом, полные нагрузки составили:
· на стену с проемами
· на глухую стену
· на колонну
3. Глубина заложения фундамента
Глубина заложения фундамента определяется в зависимости от
конструктивных особенностей здания, от его назначения, глубины промерзания.
Расчетная глубина промерзания определяется по формуле:
,
где kh - коэффициент, учитывающий влияние
теплового режима сооружения, ,
dfn - нормативная глубина промерзания. Для г.
Ижевск она определяется следующим образом:
Принимаем .
4.
Определение параметров ленточного фундамента в части здания без подвала
4.1 Определение размеров фундаментов
Под
стену с проемами
Определяем предварительные размеры фундамента в плане.
Принимаем плиту железобетонную для ленточных фундаментов
(фундаментную подушку) марки ФЛ.28.12-1 ГОСТ 13580-85.
, , , вес плиты .
Принимаем стеновой блок подвала марки ФБС 12.5.6-Т ГОСТ 13579-78
, , , бетон 0,33 м3, сталь 1,46 кг, масса блока .
Определяем количество блоков:
Принимаем 1 блок.
Определяем фактическое напряжение под подошвой фундамента:
Вес одного погонного метра фундамента:
,
где Gгр - вес грунта на обрезах фундамента
Определяем расчетное сопротивление грунта основания под подошвой
фундамента.
где γС1, γС2 - коэффициенты условий работы, для супеси пылеватой
пластичной , ;
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;
- то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
Mγ, Mq, MC - коэффициенты, принимаемые по таблице
5.3 СП50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и
сооружений»;
, ,
d1 - глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных
сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и
внутренних фундаментов от пола подвала. При плитных фундаментах за d1 принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня
планировки, м;
b - ширина подошвы фундамента, м;
db - глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала,
м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);
kz - коэффициент, учитывающий ширину подушки
фундамента (при b<10 м kz =1);
k - коэффициент, принимаемый равным 1,1 если прочностные
характеристики грунта (φ и С) приняты по таблицам;
CII - удельная сила сцепления грунта, кПа.
Сравнивая с фактической нагрузкой, получаем, что грунт перегружен
на 175%. В связи с этим принимаем решение о полной замене несущего слоя грунта
с супеси пылеватой на песок средней крупности (слой 3 данной строительной
площадки).
Физические характеристики этого грунта:
Удельный вес
Удельный вес частиц
Влажность
Угол внутреннего трения ,
Удельная сила сцепления .
Построим новый геологический разрез.
Определим размеры фундамента с учетом нового грунта.
Определяем предварительные размеры фундамента в плане.
Принимаем плиту железобетонную для ленточных фундаментов
(фундаментную подушку) марки ФЛ.16.12-4 ГОСТ 13580-85.
, , , вес плиты .
Принимаем стеновой блок подвала марки ФБС 12.5.6-Т ГОСТ 13579-78
, , , бетон 0,33 м3, сталь 1,46 кг, масса блока .
Определяем количество блоков:
Принимаем 1 блок.
Определяем фактическое напряжение под подошвой фундамента:
Вес одного погонного метра фундамента:
,
где Gгр - вес грунта на обрезах фундамента
Определяем расчетное сопротивление грунта основания под подошвой
фундамента.
где γС1, γС2 - коэффициенты условий работы, для песка средней крупности
, ;
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;
- то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
Mγ, Mq, MC - коэффициенты, принимаемые по таблице
5.3 СП50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и
сооружений»;
, ,
d1 - глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных
сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и
внутренних фундаментов от пола подвала. При плитных фундаментах за d1 принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня
планировки, м;
b - ширина подошвы фундамента, м;
db - глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала,
м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);
kz - коэффициент, учитывающий ширину подушки
фундамента (при b<10 м kz =1);
k - коэффициент, принимаемый равным 1,1 если прочностные
характеристики грунта (φ и С) приняты по таблицам;
CII - удельная сила сцепления грунта, кПа.
Определим для глубины ниже подошвы фундамента.
Найдем удельный вес грунта слоя 1 с учетом взвешивающего действия
воды:
.
Осредненное значение удельного веса грунтов ниже подошвы
фундамента:
, недонапряжение составляет 16,1%.
Принимаем под стену с проемами фундаментную подушку ФЛ.16.12-4
ГОСТ 13580-85.
Под
глухую стену
Определяем предварительные размеры фундамента в плане.
Принимаем плиту железобетонную для ленточных фундаментов
(фундаментную подушку) марки ФЛ.20.12-4 ГОСТ 13580-85.
, , , вес плиты .
Принимаем стеновой блок подвала марки ФБС 12.5.6-Т ГОСТ 13579-78
, , , бетон 0,33 м3, сталь 1,46 кг, масса блока .
Определяем количество блоков:
Принимаем 1 блок.
Определяем фактическое напряжение под подошвой фундамента:
Вес одного погонного метра фундамента:
,
где Gгр - вес грунта на обрезах фундамента
Определяем расчетное сопротивление грунта основания под подошвой
фундамента.
Определим для глубины ниже подошвы фундамента.
Найдем удельный вес грунта слоя 1 с учетом взвешивающего действия
воды:
.
Осредненное значение удельного веса грунтов ниже подошвы
фундамента:
, недонапряжение составляет 30%.
Принимаем фундаментную подушку марки ФЛ.20.12-4 ГОСТ 13580-85.
Под
колонну
Определяем предварительные размеры фундамента в плане.
Принимаем фундамент стаканного типа 1Ф13: , , и под него квадратную железобетонную
двухступенчатую монолитную плиту: , ,
.
Вес фундамента
Полная высота фундамента:
.
Вес грунта на обрезах фундамента:
Полный вес фундамента с грунтом:
Определяем расчетное сопротивление грунта основания под подошвой
фундамента.
Определим для глубины ниже подошвы фундамента.
Найдем удельный вес грунта слоя 1 с учетом взвешивающего действия
воды:
.
, недонапряжение составляет 27,2%.
Принимаем фундамент стаканного типа 1Ф13 и под него квадратную
железобетонную двухступенчатую монолитную плиту 2,4 х 2,4 м.
5.
Определение параметров ленточного фундамента в части здания с подвалом
.1
Определение размеров фундаментов
Под
стену с проемами
Определяем предварительные размеры фундамента в плане.
Принимаем плиту железобетонную для ленточных фундаментов
(фундаментную подушку) марки ФЛ.16.12-1 ГОСТ 13580-85.
, , , вес плиты .
Принимаем стеновой блок подвала марки ФБС 12.5.6-Т ГОСТ 13579-78
, , , бетон 0,33 м3, сталь 1,46 кг, масса блока .
Принимаем 3 блока.
Вес одного погонного метра фундамента:
,
где Gгр - вес грунта на обрезах фундамента
Осредненное значение удельного веса грунтов выше подошвы
фундамента:
Суммарное усилие, действующее в плоскости подошвы фундамента:
Расчетный угол внутреннего трения (средневзвешенное значение):
Приведенная высота
,
где q - величина пригрузки, q=10 кПа.
.
Боковое давление на уровне подошвы фундамента определим по
формуле:
,
где .
Равнодействующую активного давления грунта определим по
формуле:
Высоту точки приложения равнодействующей активного давления,
считая от подошвы фундамента, определим по формуле:
.
Момент равнодействующей активного давления грунта относительно
подошвы фундамента:
Эксцентриситет нагрузки от перекрытия подвала относительно оси
стены фундамента определим с учетом глубины заделки подвального перекрытия 10
см.
.
Момент от внецентренного приложения нагрузки от перекрытия подвала
найдем по формуле:
Момент от веса грунта на уступах фундамента
,
где е3 - величина эксцентриситета, ,
b - ширина подошвы фундамента, м;
bc - ширина стены фундамента, м.
Суммарный момент всех сил относительно подошвы фундамента:
.
Эксцентриситет приложения равнодействующей активного давления
.
,
Поэтому проверим условие
.
Условие соблюдается.
Проверим выбранный фундамент с учетом слабого подстилающего слоя.
Для определения влияния слабого подстилающего слоя определим давление на его
кровлю.
Для ленточного фундамента при найдем . Тогда
,
где - глубина кровли слабого подстилающего
слоя.
Следовательно давление на кровлю слабого грунта будет:
.
Площадь условного фундамента:
.
Определим расчетное сопротивление грунта с учетом , , , .
.
Таким образом, фундамент подходит.
Принимаем фундаментную подушку марки ФЛ.16.12-4 ГОСТ
13580-85.
Под
глухую стену
Определяем предварительные размеры фундамента в плане.
Принимаем плиту железобетонную для ленточных фундаментов
(фундаментную подушку) марки ФЛ.20.12-1 ГОСТ 13580-85.
, , , вес плиты .
Принимаем стеновой блок подвала марки ФБС 12.5.6-Т ГОСТ 13579-78
, , , бетон 0,33 м3, сталь 1,46 кг, масса блока .
Определяем количество блоков:
Принимаем 3 блока.
Вес одного погонного метра фундамента:
,
где Gгр - вес грунта на обрезах фундамента
Суммарное усилие, действующее в плоскости подошвы фундамента:
Расчетный угол внутреннего трения (средневзвешенное значение):
Приведенная высота
,
где q - величина пригрузки, q=10 кПа.
.
Боковое давление на уровне подошвы фундамента определим по
формуле:
,
где .
Равнодействующую активного давления грунта определим по формуле:
Высоту точка приложения равнодействующей активного давления,
считая от подошвы фундамента, определим по формуле:
.
Момент равнодействующей активного давления грунта относительно подошвы
фундамента:
Эксцентриситет нагрузки от перекрытия подвала относительно оси
стены фундамента определим с учетом глубины заделки подвального перекрытия 10
см.
.
Момент от внецентренного приложения нагрузки от перекрытия подвала
найдем по формуле:
Момент от веса грунта на уступах фундамента
,
где е3 - величина эксцентриситета, ,
b - ширина подошвы фундамента, м;
bc - ширина стены фундамента, м.
Суммарный момент всех сил относительно подошвы фундамента:
.
Эксцентриситет приложения равнодействующей активного давления
.
,
Поэтому проверим условие
.
.
Проверим выбранный фундамент с учетом слабого подстилающего слоя.
Для определения влияния слабого подстилающего слоя определим давление на его
кровлю.
Для ленточного фундамента при найдем . Тогда
,
где - глубина кровли слабого подстилающего
слоя.
Следовательно давление на кровлю слабого грунта будет:
.
Площадь условного фундамента:
.
Определим расчетное сопротивление грунта с учетом , , , .
.
Таким образом, фундамент подходит.
Принимаем фундаментную подушку марки ФЛ.20.12-1 ГОСТ 13580-85.
Под
колонну
Определяем предварительные размеры фундамента в плане.
Принимаем фундамент стаканного типа 1Ф21: , , и под него квадратную железобетонную
двухступенчатую монолитную плиту: , ,
.
Вес фундамента
Полная высота фундамента:
.
Вес грунта на обрезах фундамента:
Полный вес фундамента с грунтом:
Определяем расчетное сопротивление грунта основания под подошвой
фундамента.
, недонапряжение составляет 14,7%.
Принимаем фундамент стаканного типа 1Ф21 и под него квадратную
железобетонную двухступенчатую монолитную плиту 3,9 х 3,9 м.
6.
Определение параметров свайного фундамента в части здания без подвала
.1
Определение несущей способности сваи
Предварительно принимаем сплошную сваю с поперечным
армированием ствола и с не напрягаемой арматурой длиной 8 м и сечением 40х40
см. Марка С80.40 ГОСТ 19804-91.
Расчетное сечение сваи по грунту:
,
где γс - коэффициент условий работы сваи в грунте, ;
γg - коэффициент надежности по грунту, ;
γсR и γсf - коэффициенты условий работы грунта
соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие
влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта.
А - площадь
опирания сваи на грунт;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
U - наружный периметр поперечного сечения сваи;
fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи;
hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.
,
,
,
,
Для определения расчетной силы трения по боковой поверхности сваи
каждый пласт грунта делим на слои не более 2 м.
Результаты определения:
, ,
, ,
, ,
, ,
, ,
, ,
Определяем количество свай под стены по формуле:
.
Для стены с проемами:
Полученное расстояние удовлетворяет условию .
Для глухой стены:
Полученное расстояние удовлетворяет условию .
Для стены с проемами:
Полученное расстояние удовлетворяет условию .
Определяем количество свай под колонну:
Принимаем сваи С80.40 и расстояние между ними .
6.2
Определение параметров ростверка под стены
Расстояние от края ростверка внешней стороны сваи при
свободной заделке её в ростверк в вертикально нагруженных сваях принимается при
однорядном их расположении:
Ширина .
Высота ростверка , где - заделка сваи в ростверк.
Определяем высоту h1 из
условия прочности на продавливание ростверка сваей по формуле:
,
где - расчетное сопротивление бетона В25 на
растяжение.
.
Тогда высота ростверка .
Принимаем высоту ростверка .
6.3
Определение параметров ростверка под колонну
Для определения параметров ростверка под колонну используем
следующие формулы:
. Принимаем значение .
Ширина .
Глубина заделки колонны - 60 см.
Расчет на продавливание колонной квадратного сечения центрально
нагруженного ростверка проведем следующим образом:
,
где - расчетная продавливающая сила, равная
сумме реакций всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды
продавливания, определяемая из условия , где n - число
свай в ростверке, n1 - число свай, расположенных за пределами
нижнего основания пирамиды продавливания;
- расчетное сопротивление бетона растяжению для железобетонных
конструкций с учетом коэффициента условий работы бетона, для бетона В25;
- рабочая высота сечения ростверка на проверяемом участке, равная
расстоянию от рабочей арматуры плиты до низа колонны, условно расположенного на
5 см выше дна стакана;
- ширина сечения колонны;
c - расстояние от грани колонны до боковой грани сваи,
расположенной за пределами фигуры продавливания;
α - коэффициент, учитывающий частичную
передачу продольной силы на плитную часть через стенки стакана, определяемый по
формуле
здесь Af - площадь боковой
поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента, определяемая по формуле
здесь bcol, hcol - размеры сечения колонны;
hапс - глубина заделки
колонны в стакан фундамента.
Примем значение , при этом полная высота плиты ростверка будет равна .
Расчетная продавливающая сила
.
Таким образом, . Прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.
Полная высота ростверка .
Определяем величины расчетных нагрузок на сваи с учетом нагрузок
от веса ростверка и грунта на его уступах.
Вес ростверка .
Вес грунта на полках ростверка .
Полная нагрузка на сваи
.
Нагрузка на одну сваю .
, следовательно, несущая способность свай обеспечена.
Расчет ростверка на продавливание угловой сваей выполним по
следующим формулам:
,
где Fai - расчетная нагрузка на угловую сваю с учетом
моментов в двух направлениях, включая влияние местной нагрузки (например, от
стенового заполнения), ;
h01 - рабочая высота сечения на проверяемом участке, равная
расстоянию от верха свай до верхней горизонтальной грани плиты ростверка или
его нижней ступени;
01; b02 - расстояния от внутренних граней угловых свай до наружных
граней плиты ростверка;
c01; c02 - расстояния от внутренних граней угловых
свай до ближайших граней подколенника ростверка или до ближайших граней ступени
при ступенчатом ростверке;
и - значения коэффициентов принимаются по
таблице Пособия по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов
под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84).
.
.
Определяем предельную нагрузку на сваю, которую может воспринять
плита ростверка из условия ее продавливания угловой сваей
,
, следовательно, прочность плиты ростверка на продавливание
угловой сваей обеспечена.
7. Расчет осадок фундамента
7.1
В части здания без подвала
Под
стену с проемами
Исходные данные: , ,
Определяем ординаты эпюры вертикального напряжения от действия
собственного веса грунта и вспомогательной эпюры .
,
,
.
- удельный вес грунта слоя 1 с учетом взвешивающего действия
воды.
,
,
- удельный вес грунта слоя 2 с учетом взвешивающего действия
воды.
,
,
,
- удельный вес грунта слоя 3 с учетом взвешивающего действия
воды.
,
,
Скачок эпюры вертикального напряжения на границе водоупорного слоя
характеризуется следующей ординатой:
.
Дополнительное давление под подошвой фундамента:
,
где - вертикальное нормальное напряжение от
собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.
Определяем ординаты эпюры дополнительного давления
,
где α - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительного
напряжение по глубине.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме напряжений
на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Рассчитаем модули деформации каждого слоя. Воспользуемся формулами:
где: mv
- коэффициент относительной сжимаемости;
m0 - коэффициент сжимаемости.
.
По заданию ,
В случае если слой высотой h попадает на границу слоев грунта, рассчитываем средневзвешенное
значение модуля деформации.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
319,60
|
20372
|
0,00755
|
0,64
|
0,8
|
0,881
|
281,57
|
20372
|
0,00612
|
1,28
|
1,6
|
0,642
|
205,18
|
20372
|
0,00449
|
1,92
|
2,4
|
0,477
|
152,45
|
20372
|
0,00342
|
2,56
|
3,2
|
0,374
|
119,53
|
14010
|
0,00397
|
3,2
|
4
|
0,306
|
97,80
|
14010
|
0,00329
|
3,84
|
4,8
|
0,258
|
82,46
|
14010
|
0,00281
|
4,48
|
5,6
|
0,223
|
71,27
|
14010
|
0,00245
|
5,12
|
6,4
|
62,64
|
14010
|
0,00217
|
5,76
|
7,2
|
0,175
|
55,93
|
14010
|
0,00194
|
6,4
|
8
|
0,158
|
50,50
|
14010
|
0,00176
|
7,04
|
8,8
|
0,143
|
45,70
|
20372
|
0,00110
|
7,68
|
9,6
|
0,132
|
42,19
|
20372
|
0,00102
|
8,32
|
10,4
|
0,122
|
38,99
|
20372
|
0,00094
|
8,96
|
11,2
|
0,113
|
36,11
|
20372
|
0,00088
|
9,6
|
12
|
0,106
|
33,88
|
20372
|
0,00043
|
Суммарная осадка
|
0,04435
|
Полная осадка равна 4,4 см < 10 см, условие выполняется.
Под
глухую стену
Исходные данные: , ,
Ординаты эпюры вертикального напряжения от действия собственного
веса грунта и вспомогательной эпюры возьмем из предыдущего расчета.
Дополнительное давление под подошвой фундамента:
,
где - вертикальное нормальное напряжение от
собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.
Определяем ординаты эпюры дополнительного давления
,
где α - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительного
напряжение по глубине.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме
напряжений на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
305,30
|
20372
|
0,00902
|
0,8
|
0,8
|
0,881
|
268,97
|
20372
|
0,00730
|
1,6
|
1,6
|
0,642
|
196,00
|
16793
|
0,00651
|
2,4
|
2,4
|
0,477
|
145,63
|
14010
|
0,00593
|
3,2
|
3,2
|
0,374
|
114,18
|
14010
|
0,00474
|
4
|
4
|
0,306
|
93,42
|
14010
|
0,00393
|
4,8
|
4,8
|
0,258
|
78,77
|
14010
|
0,00335
|
5,6
|
5,6
|
0,223
|
68,08
|
14010
|
0,00292
|
6,4
|
6,4
|
0,196
|
59,84
|
20372
|
0,00178
|
7,2
|
7,2
|
0,175
|
53,43
|
20372
|
0,00160
|
8
|
8
|
0,158
|
48,24
|
20372
|
0,00144
|
8,8
|
8,8
|
0,143
|
43,66
|
20372
|
0,00132
|
9,6
|
9,6
|
0,132
|
40,30
|
20372
|
0,00124
|
10
|
10
|
0,126
|
38,47
|
20372
|
0,00030
|
Суммарная осадка
|
0,05140
|
Полная осадка равна 5,1 см < 10 см, условие выполняется.
Под
колонну
Исходные данные: , ,
Ординаты эпюры вертикального напряжения от действия собственного
веса грунта и вспомогательной эпюры возьмем из предыдущего расчета.
Определяем ординаты эпюры дополнительного давления
,
где α - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительного
напряжение по глубине.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме напряжений
на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
469,93
|
20372
|
0,01594
|
0,96
|
0,8
|
0,8
|
375,94
|
14010
|
0,01609
|
1,92
|
1,6
|
0,449
|
211,00
|
14010
|
0,00909
|
2,88
|
2,4
|
0,257
|
120,77
|
14010
|
0,00537
|
3,84
|
3,2
|
0,16
|
75,19
|
14010
|
0,00345
|
4,8
|
4
|
0,108
|
50,75
|
14010
|
0,00238
|
5,76
|
4,8
|
0,077
|
36,18
|
20372
|
0,00120
|
6,72
|
5,6
|
0,058
|
27,26
|
20372
|
0,00091
|
7,68
|
6,4
|
0,045
|
21,15
|
20372
|
0,00072
|
8,64
|
7,2
|
0,036
|
16,92
|
20372
|
0,00058
|
9,6
|
8
|
0,029
|
13,63
|
20372
|
0,00026
|
Суммарная осадка
|
0,05599
|
Полная осадка равна 5,6 см < 10 см, условие выполняется.
7.2
В части здания с подвалом
Под
стену с проемами
Исходные данные: , ,
Ординаты эпюры вертикального напряжения от действия собственного
веса грунта и вспомогательной эпюры возьмем из предыдущего расчета.
Дополнительное давление под подошвой фундамента:
,
где - вертикальное нормальное напряжение от
собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.
Определяем ординаты эпюры дополнительного давления
,
где α - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительного
напряжение по глубине.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме
напряжений на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
305,80
|
20372
|
0,00723
|
0,64
|
0,8
|
0,881
|
269,41
|
17092
|
0,00698
|
1,28
|
1,6
|
0,642
|
196,32
|
14010
|
0,00625
|
1,92
|
2,4
|
0,477
|
145,87
|
14010
|
0,00476
|
2,56
|
3,2
|
0,374
|
114,37
|
14010
|
0,00380
|
3,2
|
4
|
0,306
|
93,57
|
14010
|
0,00315
|
3,84
|
4,8
|
0,258
|
78,90
|
14010
|
0,00269
|
4,48
|
5,6
|
0,223
|
68,19
|
14010
|
0,00234
|
5,12
|
6,4
|
0,196
|
59,94
|
14010
|
0,00207
|
5,76
|
7,2
|
0,175
|
53,52
|
16098
|
0,00162
|
6,4
|
8
|
0,158
|
48,32
|
20372
|
0,00116
|
7,04
|
8,8
|
0,143
|
43,73
|
20372
|
0,00106
|
7,68
|
9,6
|
0,132
|
40,37
|
20372
|
0,00098
|
8,32
|
10,4
|
0,122
|
37,31
|
20372
|
0,00090
|
8,96
|
11,2
|
0,113
|
34,56
|
20372
|
0,00043
|
Суммарная осадка
|
0,04541
|
Полная осадка равна 4,5 см < 10 см, условие выполняется.
Под
глухую стену
Исходные данные: , ,
Дополнительное давление под подошвой фундамента:
,
где - вертикальное нормальное напряжение от
собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.
Определяем ординаты эпюры дополнительного давления
,
где α - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительного
напряжение по глубине.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме
напряжений на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
292,40
|
20372
|
0,00864
|
0,8
|
0,8
|
0,881
|
257,60
|
14010
|
0,01017
|
1,6
|
1,6
|
0,642
|
187,72
|
14010
|
0,00747
|
2,4
|
2,4
|
0,477
|
139,47
|
14010
|
0,00568
|
3,2
|
3,2
|
0,374
|
109,36
|
14010
|
0,00454
|
4
|
4
|
0,306
|
89,47
|
14010
|
0,00377
|
4,8
|
4,8
|
0,258
|
75,44
|
15998
|
0,00281
|
5,6
|
5,6
|
0,223
|
65,21
|
20372
|
0,00192
|
6,4
|
6,4
|
0,196
|
57,31
|
20372
|
0,00170
|
7,2
|
7,2
|
0,175
|
51,17
|
20372
|
0,00153
|
8
|
8
|
0,158
|
46,20
|
20372
|
0,00138
|
8,8
|
8,8
|
0,143
|
41,81
|
20372
|
0,00066
|
Суммарная осадка
|
0,05029
|
Полная осадка равна 5,0 см < 10 см, условие выполняется.
Под
колонну
Исходные данные: , ,
Ординаты эпюры вертикального напряжения от действия собственного
веса грунта и вспомогательной эпюры возьмем из предыдущего расчета.
Определяем ординаты эпюры дополнительного давления
,
где α - коэффициент,
учитывающий уменьшение дополнительного напряжение по глубине.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме
напряжений на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
138,90
|
14010
|
0,01114
|
1,56
|
0,8
|
0,8
|
111,12
|
14010
|
0,00773
|
3,12
|
1,6
|
0,449
|
62,37
|
14010
|
0,00437
|
4,68
|
2,4
|
0,257
|
35,70
|
20372
|
0,00177
|
6,24
|
3,2
|
0,16
|
22,22
|
20372
|
0,00068
|
Суммарная осадка
|
0,02569
|
Полная осадка равна 2,6 см < 10 см, условие выполняется.
7.3
Свайный фундамент
Под
стену с проемами
Определим параметры условного фундамента.
Подошва условного фундамента располагается на глубине 8,3 м
от уровня планировки. Определим ширину условного фундамента из расчета того,
что подошва ростверка располагается на отметке 0,3 м ниже уровня планировки.
Для свайного фундамента с однорядным расположением свай
ширина условного фундамента равна:
,
где d - ширина сечения сваи;
- длина сваи;
,
где - осредненный угол внутреннего трения
грунтов, прорезаемых сваей.
,
где - расчетные значения угла внутреннего
трения для отдельных пройденных сваей слоев грунта толщиной .
Вес погонного метра ростверка:
Вес одной сваи:
,
Вес сваи с учетом шага:
,
Вес грунта в объеме условного фундамента:
Давление под подошвой условного фундамента определим по формуле:
Условный фундамент опирается на песок средней крупности. Определим
осредненный удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:
Определим расчетное сопротивление грунта основания под подошвой
условного фундамента:
. Основное условие при расчете свайных фундаментов по второй
группе предельных состояний удовлетворяется.
Для определения осадки найдем природное напряжение на уровне
подошвы условного фундамента.
.
Дополнительное напряжение под подошвой условного фундамента:
.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме
напряжений на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
240,70
|
20372
|
0,00789
|
0,888
|
0,8
|
0,881
|
212,06
|
20372
|
0,00639
|
1,776
|
1,6
|
0,642
|
154,53
|
20372
|
0,00470
|
2,664
|
2,4
|
0,477
|
114,81
|
20372
|
0,00200
|
Суммарная осадка
|
0,02098
|
Полная осадка равна 2,1 см < 10 см, условие выполняется.
Под
глухую стену
Определение параметров условного фундамента для данного
участка совпадает с предыдущими расчетами.
Вес сваи с учетом шага:
,
Давление под подошвой условного фундамента определим по формуле:
Расчетное сопротивление грунта основания под подошвой условного
фундамента:
. Основное условие при расчете свайных фундаментов по второй
группе предельных состояний удовлетворяется.
Для определения осадки найдем природное напряжение на уровне
подошвы условного фундамента.
.
Дополнительное напряжение под подошвой условного фундамента:
.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме
напряжений на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
299,70
|
20372
|
0,00983
|
0,888
|
0,8
|
0,881
|
264,04
|
20372
|
0,00796
|
1,776
|
1,6
|
0,642
|
192,41
|
20372
|
0,00585
|
2,664
|
2,4
|
0,477
|
142,96
|
20372
|
0,00249
|
Суммарная осадка
|
0,02613
|
Полная осадка равна 2,6 см < 10 см, условие выполняется.
Под
колонну
Определим параметры условного фундамента.
Подошва условного фундамента располагается на глубине 9,3 м
от уровня планировки. Определим ширину условного фундамента из расчета того,
что подошва ростверка располагается на отметке 1,35 м ниже уровня планировки.
Ширина условного фундамента равна:
,
где - шаг свай под колонной;
,
где - осредненный угол внутреннего трения
грунтов, прорезаемых сваей.
,
где - расчетные значения угла внутреннего
трения для отдельных пройденных сваей слоев грунта толщиной .
Вес ростверка:
Вес свай: ,
Вес грунта в объеме условного фундамента:
Давление под подошвой условного фундамента определим по формуле:
Условный фундамент опирается на песок средней крупности. Определим
осредненный удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:
Определим расчетное сопротивление грунта основания под подошвой
условного фундамента:
. Основное условие при расчете свайных фундаментов по второй
группе предельных состояний удовлетворяется.
Для определения осадки найдем природное напряжение на уровне
подошвы условного фундамента.
.
Дополнительное напряжение под подошвой условного фундамента:
.
Разобьем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной
.
Полную осадку определим по формуле:
,
где - среднее дополнительное напряжение в i-м элементарном слое, принимаемое равным полусумме
напряжений на подошве i-го и (i-1) - го слоев;
- модуль деформации для i-го
элементарного слоя.
Все результаты сведем в таблицу:
, мα, кПаE, кПаS, м
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
296,42
|
20372
|
0,00780
|
0,7
|
0,4
|
0,96
|
284,56
|
20372
|
0,00701
|
1,4
|
0,8
|
0,8
|
237,14
|
20372
|
0,00560
|
2,1
|
1,2
|
0,606
|
179,63
|
20372
|
0,00241
|
Суммарная осадка
|
0,02282
|
Полная осадка равна 2,3 см < 10 см, условие выполняется.
Библиографический список
1. Далматов
Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты - Л.: Стройиздат, Ленингрю отд.,
1988.
2. Кнаупе
В. Устройство котлованов и водопонижение. под ред. Бурлакова В.Н., Сорокина
В.В. - М.: Стройиздат, 1988.
. Петрухин
В.П., Колыбин И.В., Разводовский Д.Е. (НИИОСП) Ограждающие конструкции
котлованов, методы строительства подземных и заглубленных сооружений
4. Лабораторный практикум. ТулГУ. 2008 г.
5. Прохоров
Н.И. Проектирование оснований и фундаментов горнотехнических зданий и
сооружении. - Тула. ТулГУ. 2010
. СП
50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и
сооружений. - М.; 2005
. СП
50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов. - М.; 2004.
. СП
22.13330.2011 Основания зданий и сооружений Актуализированная редакция СНиП
2.02.01-83*, Москва, 2011
. СП
20.13330.2011 Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП
2.01.07-85* Москва, 2011
. СП
24.13330.2011 Свайные фундаменты Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85
Москва, 2011
. Пособие
по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны
зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84). Москва. Центральный
институт типового проектирования, 1985.