Оглавление:

Учебное пособие фмз правленное. Проектирование оснований фундаментов мелкого заложения

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ярославский государственный технический университет

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

А.Л. Балушкин, Г.Н. Голубь, С.М. Милонов, С.А. Тумаков

Проектирование оснований фундаментов мелкого заложения: Учебное пособие. – Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2008. – 114 с.

Приведены сведения по классификации грунтов. Изложена теория напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований. Рассмотрены методы и способы расчета по первой и второй группам предельных состояний оснований сооружений на автомобильных дорогах и фундаментов опор мостов. Содержатся данные по проектированию фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 270100 «Строительство» специальность 270102 «Промышленное и гражданское строительство» при выполнении учебных и исследовательских работ.
Ил. 26. Табл. 45. Библиогр. 5.
УУДК 642.15

БББК
Рецензенты: кафедра ; В.П.Фатиев .

Введение
Курс «Основания и фундаменты» – это прикладная дисциплина, освещающая проблемы проектирования и возведения фундаментов и грунтовых сооружений в различных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях.

Настоящее учебное пособие затрагивает отдельные вопросы расчета и проектирования оснований и фундаментов, а именно – методы и способы расчета по первой и второй группам предельных состояний оснований фундаментов мелкого заложения промышленных и гражданских зданий и сооружений.

Проектирование оснований и фундаментов состоит из двух взаимосвязанных основных составляющих:

1 – определение габаритов фундаментов из возможностей грунтового основания воспринимать действующую на него нагрузку;

2 – собственно проектирование конструкции фундамента.

Первая составляющая, являющаяся предметом настоящего пособия, называется проектированием оснований фундаментов. В результате проектирования оснований фундаментов подбираются тип, конструкция, основные размеры фундамента и нагрузки на фундамент со стороны грунта из совместного расчета основания и сооружения.

Вторая составляющая является предметом изучения в дисциплинах «Железобетонные и каменные конструкции» и др.

Необходимость устройства фундаментов диктуется следующими факторами.

Грунты, за исключением скальных или крупнообломочных грунтов, имеют малую несущую способность относительно прочности материалов надфундаментных конструкций и самих фундаментов. Фундамент предназначен для распределения нагрузки по большей площади грунта.

Верхние слои грунта, как правило, обладают меньшей прочностью и большей деформативностью по сравнению с нижними слоями грунтов. Кроме того, прослои или линзы слабых грунтов, таких как заилованные или заторфованные грунты, в основаниях могут встречаться на некоторой глубине. Фундамент предназначен для «прорезания» слабых грунтов и передачи нагрузки на нижние более прочные слои грунта.

На грунты основания от сооружения могут передаваться нагрузки различного вида и характера, например сдвигающие нагрузки. В случае опирания элементов сооружения без заглубления непосредственно на поверхность, пусть даже очень прочного, грунта, сил трения по площадке контакта сооружения с грунтом может оказаться недостаточно для уравновешивания сдвигающих сил. Фундамент предназначен для передачи сдвигающей нагрузки на расположенный у боковой поверхности фундамента грунт.

Некоторые виды грунта, так называемые пучинистые грунты, при замерзании способны увеличиваться в объеме. Если сооружение поставить непосредственно на такой грунт, то по площадке опирания от сил морозного пучения могут возникать направленные вверх давления, достигающие уровня ( размера ) 6 МПа и более. В силу ряда обстоятельств давления от сооружения на грунт ограничены и по размеру они на порядок меньше указанных. Вследствие этого сооружение или отдельные его элементы при замерзании пучинистых грунтов будут подниматься, а при оттаивании — опускаться. Фундамент предназначен для «прорезания» пучинистых грунтов и, тем самым, исключения воздействия нормальных сил пучения по подошве фундамента и уменьшения, вызванных силами морозного пучения, деформаций надфундаментных конструкций.

Основания – это ограниченные по глубине и прости­ранию напластования грунтов, на которых возводят сооруже­ния и которые от собственного веса, приложенных к ним нагру­зок и других воздействий претерпевают вертикальные и горизонтальные перемещения. Ос­нования делятся на естественные и искусственно улучшенные. Пер­вые используют в условиях природного залегания или после незначительной подготовки, а вторые предварительно улучшают различными способами.

Основание, состоящее из одного слоя грунта, называ­ют однородным, а из нескольких пластов – слоистым.

Слой, на котором возводят фундамент, называют несу­щим, а слои, расположенные ниже, – подстилающими.

Фундамент – это заглубленная конструкция, предназначенная для передачи нагрузки от сооружения на грунты основания.

Подошва фундамента – это нижняя плоскость фундамента, которая непосредственно опирается на основание и передает силовые воздействия на грунт.

Обрез фундамента – это верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, т.е., в некотором смысле, граница между конструкцией фундамента и надфундаментной конструкцией. У многих фундаментов, например, у отдельно стоящих железобетонных фундаментов под металлические или сборные железобетонные колонны, положение обреза фундамента очевидно – обрезом фундамента является верх подколонника. Для некоторых фундаментов обрез фундамента не имеет четко выраженного расположения. Например, кирпичные фундаменты для кирпичных стен здания. В этих случаях проектировщик на время выполнения всех расчетов, и фундаментов и надфундаментных конструкций, сам назначает положение обреза и выполняет расчеты в соответствие с принятой расчетной схемой. Так для фундамента под кирпичные стены здания можно за обрез принять отметку размещения слоя горизонтальной гидроизоляции, также можно за обрез принять границу между бетонными блоками или отметку опирания на стены подвала перекрытия подвала и т.п.

Глубина заложения фундамента d— это расстояние от поверхности грунта или пола подвала до подошвы фундамента.

Подошва фундамента должна опираться на достаточно прочные слои грунта, обеспечивающие восприятие нагрузки от фундамента и долговременную эксплуатационную надежность сооружения.

Не рекомендуется опирать фундаменты на свеженасыпные, илистые и заторфованные грунты, рыхлые пески, текучие и текучепластиные глинистые грунты и грунты, содержащие растительные остатки.

Для надежной передачи нагрузки на основание фундамент заглубляют в несущий слой грунта не менее чем на 10-20 см.

Обычно наименьшая глубина заложения ленточного фундамента бесподвальных многоэтажных зданий составляет 1,0 м, а отдельно стоящего под колонны промышленных каркасных зданий — 1,5 м.

В зданиях с подвалами расстояние от пола подвала до подошвы фундамента должно составлять не менее 0,5 м.

    1. Проектирование оснований, фундаментов и надфундаментных конструкций

Основания, фундаменты и надфундаментные конструкции ра­ботают совместно и должны проектироваться как одно единое целое. Для проектирования такой системы следует оценить особенности работы всей системы и каждой из ее составных частей в отдельности.

Параметры взаимодействия фундаментов с конструктивными элементами сооружения зависят от конструктивных характеристик всех составляющих элементов системы основание-сооружение (жесткости-деформативности основания, размеров сечений и жесткостных характеристик материалов конструкций и т.п.). Например, изменение жесткости-гибкости несущих конструкций, их размеров, условий нагружения, эксплуатации и пр. по­влечет за собой изменение условий нагружения фунда­мента и как следствие напряженно-деформированного состояния грунтов основания. В свою очередь, изменение жесткости-деформативности оснований и фундаментов приведет к перераспределению внутренних усилий в надфундаментных конструкциях, в том числе и перерас­пределению нагрузок на фундаменты.

Наибольшее распространение в проектной практике совместных методов проектирования оснований, фун­даментов и надфундаментных конструкций, т.е. системы основание — фундамент — верхнее строение, имеют две группы:

1. Комплексный совместный расчет надземного строения, фундамента и грунтового основания.

2. Использование при проектировании оснований и фундаментов данных о допустимых перемещениях фундаментов, корректирующих коэффициентов и рекомендаций, учитывающих жесткостные особенности сооружения.

Первая группа методов рассматривает сооружение, фундамент и основание как неделимое, совместно деформирующееся целое. При этом используют различные расчетные схемы или расчетные идеализации надфундаментного строения, фундаментов и основания.

Например, каркасное здание на отдельно стоящих фундаментах может быть представлено такой расчетной схемой (рис. 1): надземное строение — рама; фундамент — стержень бесконечной жесткости; основание – упруго податливая связь с жесткостями, эквивалентными жесткости основания. Указанные элементы расчетной схемы сопрягаются между собой жестко, создавая расчетную модель сооружения. Такие системы могут рассчитываться на заданные нагрузки и воздействия с использованием программного обеспечения САПР, например, «SCAD», «Лира-Windows» и др.

Рисунок 1. Расчетная схема рамы:

1 – абсолютно жесткий стержень, моделирующий фундамент; 2 – упруго податливая связь, моделирующая работу основания; 3 – стержни, моделирующие элементы каркаса; q, M, N, W – внешняя нагрузка.
Жесткости Сz, С и Сх упруго податливых связей, моделирующих работу грунтового основания, назначаются из уравнений:

(1)

где Аf, If— соответственно площадь подошвы фундамента и момент инерции этой площади относительно оси, нормальной к плоскости изгиба; S, ,  — вертикальное перемещение, угол поворота и горизонтальное смещение фундамента.

Смотрите так же:  Когда нужно платить налог с продажи авто

Расчет системы ведется следующим образом.

Вначале рассматривают раму на не деформируемых опорах. От действующих на сооружение нагрузок и воздействий определяют реакции опор, по которым, в соответствие с расчетными формулами, назначают размеры фундаментов и вычисляются соответствующие перемещения оснований. По формулам (1) вычисляются жесткости упруго податливых связей.

Затем производится расчет рамы на упруго податливых связях, и определяются значения перемещений фундамента, которые сопоставля­ются с деформациями основания при тех же нагрузках. В процессе проектирования размеры конст­рукции фундамента и жесткости связей могут быть откорректированы.

В итоге при проектировании последовательными рас­четами надо добиться, чтобы деформации основания и пе­ремещения фундамента были близки между собой.

Вторая группа методов объединяет приемы оценки совместной работы основания и верхнего строения, в которых жесткость надфундаментных конструкций учитывается приближенно с помощью корректирующих коэффициентов и классификаций сооружений по жесткости. Такие методы разработаны в нормах на проектирование оснований зданий и сооружений и наиболее часто используются на практике в силу их простоты. По сути, в этих методах используется принцип оценки предельных состояний сооружений по обобщенным деформационным критериям, которые установлены либо опытным путем на основании статистической обработки результатов натурных наблюдений за осадками зданий и сооружений, либо на основании предварительного расчета сооружения на смещения опор. Например, для оценки прочности конструкций каркасного здания достаточно вычислить разность осадок его фундаментов и сравнить ее с допустимым значением, рекомендуемым нормами или типовым проектом.

Но в любом случае, каким бы методом проектировщик не пользовался при расчете системы основание – фундамент — сооружение, он должен решить следующие задачи расчета оснований и фундаментов, обеспечивающих надежную эксплуатацию как системы в целом, так и отдельных ее частей:

1. выполнить анализ местных условий строительства;

2. проанализировать технологическое назначение и конструктивное решение сооружения;

3. определить нагрузки, передаваемые на фундамент;

4. наметить возможные варианты оснований и фундаментов;

5. произвести по группам предельных состояний расчет оснований и фундаментов под характерную или наиболее нагруженную надземную конструкцию;

6. выбрать оптимальный вариант оснований и фундаментов;

7. рассчитать и разработать рабочие чертежи фундаментов для всего сооружения;

8. разработать сметную документацию, проекты производства работ и организации строительства.

    1. Основные положения расчета оснований и фундаментов по двум группам предельного состояния

К первой группе предельных состояний относятся состояния, приводящие сооружение и основание к полной непригодности к эксплуатации (потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; резонансные колебания; чрезмерные пластические деформации или деформации неустановившейся ползучести и т.п.).

Ко второй группе предельных состояний относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения или снижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок, подъемов, прогибов, кренов, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).

Основания фундаментов рассчитываются по двум группам предельного состояния. Расчет по первой группе предельных состояний называют расчетом по несущей способности, по второй – расчетом по деформациям.

Основания рассчитывают по деформациям во всех случаях.

Расчет оснований по несущей способности производится в случаях, если:

а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты опор мостов, фундаменты распорных конструкций и т.п.), в том числе сейсмические;

б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;

в) основание сложено медленно уплотняющимися водонасыщенными глинистыми, органоминеральными и органическими грунтами (при коэффициенте водонасыщения Sr  0,85 и коэффициенте консолидации с  10 7 см 2 /год);

г) основание сложено скальными грунтами.

Расчеты фундаментов по двум группам предельных состояний включают в себя:

  • по первой группе — по прочности и устойчивости конструкций фундаментов;
  • по второй группе — по деформациям фундаментов (прогибы, выгибы), трещиностойкости железобетонных конструкций фундаментов.

В соответствии с требованиями ГОСТ 27751 при проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения: I — повышенный, II — нормальный, III — пониженный.

Повышенный уровень ответственности принимается для зданий и сооружений, отказы которых могут привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям, а также для уникальных зданий и сооружений:

  • резервуары для нефти и нефтепродуктов вместимостью 10000 м3 и более;
  • магистральные трубопроводы;
  • производственные здания с пролетами 100 м и более;
  • сооружения связи высотой 100 м и более.

К уникальным объектам относятся объекты капитального строительства, в проектной документации которых предусмотрена хотя бы одна из следующих характеристик:

  • наличие консоли вылетом более чем 20 метров;
  • заглубление подземной части (полностью или частично) ниже планировочной отметки земли более чем на 10 метров;
  • наличие конструкций и конструкционных систем, в отношении которых применяются нестандартные методы расчета с учетом физических или геометрических нелинейных свойств либо разрабатываются специальные методы расчета.

Нормальный уровень ответственности следует принимать для зданий и сооружений массового строительства (жилые, общественные, производственные, сельскохозяйственные здания и сооружения).

Фундаменты мелкого заложения для многоэтажных зданий

Пособие содержит основные положения по проектированию фундаментов мелкого заложения многоэтажных зданий. Рассматри-ваются конструктивные и планировочные решения проектируемых зданий, оценка грунтовых условий строительства, принципы расчета оснований и фундаментов, а также расчета и конструирования различных видов фундаментов мелкого заложения. Предназначено для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций. Может быть полезно для студентов и аспирантов, обучающихся по направлению подготовки «Строительство».

Рекомендовано Российской академией архитектуры и строительных наук в качестве научно-практического пособия для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, а также студентов образовательных организаций высшего образования, обучающихся по направлению подготовки «Строительство» (08.03.01 – бакалавриат; 08.04.01 – магистратура; 08.05.01 – специалитет; 08.06.01 – аспирантура)

Рекомендуем посмотреть

В монографии в сводном виде приведены сведения о конструкциях и методах уст-ройства фундаментов ряда..

Основания и фундаменты. Пособие по расчету и конструированию

В пособии изложены методики расчета фундаментов мелкого заложения и свайных согласно СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» и СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» с изменениями 2016 г. Приводятся примеры расчета фундаментов жилого и производственного зданий, в том числе с учетом их влияния на существующую застройку.

Пособие подготовлено на кафедре инженерной геологии, оснований и фундаментов Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Строительство». Может быть полезно специалистам проектных организаций.

Азарий Лапидус – профессиональный строитель, принимавший участие в одном из первых Роуд-шоу ро..

Азарий Лапидус — Заслуженный строитель Российской Федерации, Заведующий кафедрой «Технологиии органи..

В монографии даются определения, классификация многофазных гетерогенных систем, в частности, газа с ..

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Главная > Курсовая работа >Строительство

Учреждение образования

Белорусский государственный университет транспорта

Факультет безотрывного обучения

Кафедра «Строительные конструкции, основания и фундаменты»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Основания и фундаменты»

«Фундаменты мелкого и глубокого заложения»

1. Исходные данные. Оценка инженерно-геологических условий площадки

1.1 Назначение и конструктивные особенности подземной части здания

1.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрологические условия

1.3 Строительная классификация грунтов площадки

1.4 Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные варианты фундаментов здания

2. Фундаменты мелкого заложения

2.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундаментов.

2.2 Расчет фундаментов

2.3 Расчет осадки фундамента

2.4 Расчет осадки фундамента во времени

3. Вариант свайных фундаментов

3.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка.

3.2 Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности материала сваи. Определение количества свай в фундаменте. Проверка фактической нагрузки, передаваемой на сваю

3.3 Расчет осадки свайных фундаментов

4. Сравнение вариантов фундаментов и выбор основного

4.1 Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства одного фундамента по первому и второму вариантам

4.2 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного

4.3 Рекомендации по производству работ, технике безопасности, охране окружающей среды (по выбранному варианту)

1. Исходные данные. Оценка инженерно-геологических условий площадки

1.1 Назначение и конструктивные особенности подземной части здания

Проектирование фундаментов является одним из сложных вопросов проектирования конструкций зданий и сооружений. При проектировании инженер решает сам вопрос о выборе материала, из которого будет выполняться конструкция. При проектировании фундаментов необходимо считаться с имеющимися грунтами на площадке строительства и использовать их строительные качества, с тем, чтобы принять их рациональное решение.

При хороших грунтах и грунтах среднего качества получают сравнительно небольшие деформации, возникающие при развитии осадок фундаментов, т.е. обеспечивается надежное положение здания или сооружения. Такие грунты называются «надежными». В этом случае существенно упрощается задача проектирования фундаментов. Однако иногда приходится пересматривать надземных и подземных конструкций, если первоначальное их решение приводит к значительному удорожанию фундаментов.

При проектировании фундаментов в сложных грунтовых условиях необходимо учитывать совместную работу грунтов основания и надземных конструкций.

Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий производят в соответствии с СНБ 5.01.01-99 «Основания и фундаменты зданий и сооружений».

1.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрогеологические условия

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки начинается с изучения напластования грунтов. Для этого по исходным данным строим геологический разрез (уч. шифр 391). В колонке скважина фиксируем уровень воды и указываем водоупорный слой (Таблица 1).

Таблица 1. Геологический разрез по скважине.

Глубина подошвы слоя, м

Смотрите так же:  Требования к регистрации гбо

Абсолютная отметка подошвы слоя, м

1.3 Строительная классификация грунтов площадки

В механике грунтов выделяют два существенно различающихся по своим механическим свойствам основных класса грунтов: скальные и нескальные.

Скальными называют твердые горные породы, которые в невыветренном состоянии и при отсутствии тектонической раздробленности и трещиноватости отличаются очень малой сжимаемостью и значительной прочностью.

Нескальными – грунты, состоящие из легко разделяющихся в воде несцементированных или слабо сцементированных обломков горных пород и минеральных частиц различной крупности. Они образуют пористые толщи, часто достигающие значительной мощности.

На площадке по исходным данным имеются глинистые грунты, а именно суглинок и глина. Мощность почвенного слоя составляет 0,2 м. Отметка уровня подземных вод равна 132,1 м, и по данным геологического разреза грунтовые воды находятся в слое песка, под которым находится слой глины – водоупора.

1.4 Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные варианты фундаментов здания

Для качественной оценки строительных свойств грунтов производится их классификация согласно ГОСТ 25100-82. По исходным данным в таблице 2 вычисляем характеристики физических свойств, к которым относятся:

— для песчаных грунтов – коэффициент пористости и степень влажности;

— для пылевато-глинистых грунтов – число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности;

Коэффициент пористости (отношение объема пор к объему частиц грунта) определяется по формуле:

где — плотность частиц грунта;

– плотности грунта;

w – природная влажность в долях единицы;

Степень влажности грунта определяется по формуле:

где — плотность воды, 1г/см3;

– коэффициент пористости;

Типы пылевато-глинистых грунтов устанавливают по числу пластичности определяемому по формуле:

где – влажность на границе текучести;

– влажность на границе раскатывания;

Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов находится по формуле:

По значениям характеристик физических свойств грунтов, определяющих их тип и разновидность выписываются из соответствующих таблиц СНиП 2.02.01-83

Значения угла внутреннего трения φ, удельного сцепления С, модуля деформации Е, и расчетного сопротивления грунта .

Оценка строительных свойств грунтов приведена в таблице 2.

Граница теку- чести

Относи- тельное набухание

Показатель теку- чести

Наименование грунта по ГОСТу

Угол внутреннего трения

Песок мелкий плотный

Суглинок мягкопластичный

Песок средней плотности

Глина полутвердая

2. Фундаменты мелкого заложения

2.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундаментов

Тип фундамента выбирается в зависимости от характера передачи нагрузки на фундамент: под стены зданий обычно устраиваются ленточные фундаменты из сборных элементов, под сборные железобетонные колонны — отдельные фундаменты стаканного типа.

Глубина заложения фундамента зависит от многих факторов. Определяющими из них являются:

— инженерно-геологические и гидрологические условия площадки и положение несущего слоя грунта;

— глубина промерзания грунта, если в основании залегают пучинистые грунты;

— конструктивные особенности подземной части здания.

Глубину заложения ленточного фундамента Ф1 назначаем по конструктивным соображениям на 0.4 м ниже пола подвала т.е. -3.4м;

Глубину заложения фундамента Ф3 назначаем по конструктивным соображениям, верх стакана должен быть на 0.1 м ниже пола подвала (высоту фундамента принимаем 1.2м с глубиной стакана 0.9 м) т.о.

Отметка подошвы фундамента Ф3: -3.00-0.1-1.2= -4.3м;

2.2 Расчет фундаментов

В соответствии п. 4.2 СНБ 5.01.01-99 основания фундаментов должны рассчи­тываться по двум группам предельных состоя­ний: первая группа — по несущей способности, вторая — по деформациям.

Расчет фундамента Ф1

Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных между собой параметров и устанавливаются путем последовательного приближения. В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента А определяется по формуле:

Где – Расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента для расчета основания по предельному состоянию второй группы;

– Расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента;

— Осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 20 кН/м3;

– глубина заложения фундамента от уровня планировки, м.

– 150 кН; – 24 кН  м;

– 200 кПа; — 3.4 м.

Принимаем ширину подошвы фундамента 1.2м.

По расчетному сопротивлению глубина заложения — 4.0 м удовлетворяет. Фундамент будет располагаться во втором слое – песка мелкого плотного с

R = 400 кПа, который может быть несущим.

Определим суммарные нагрузки и воздействия на подошве фундамента:

Боковое давление грунта на отметке планировки:

На отметке подошвы фундамента:

Где = 16 кН/м2 удельный вес грунта засыпки;

— приведенная толщина эквивалентного веса временной нагрузки;

Где = 10 кН/м2 временная нагрузка на поверхности планировки;

d – глубина заложения фундамента, относительно поверхности земли, -2.4м.

— Осредненное значение угла сдвига грунта засыпки, принимаем 24˚;

Равнодействующая бокового давления грунта засыпки на стену подвала расчетной длиной 1.0 м:

Точка приложения равнодействующей:

— Нормальная вертикальная нагрузка:

Где — расчетная нагрузка от веса фундамента;

— расчетная нагрузка от веса грунта на консоли подушки;

— Момент в плоскости подошвы фундамента:

Где — момент в плоскости обреза фундамента, 24 кН*м (по заданию);

Проверка напряжений в основании фундамента:

(менее 10%)

(12)

где P – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

– соответственно максимальное и минимальное значение краевого давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента, определяется по формуле:

условие 3 не выполняется, необходимо увеличение ширины фундамента, принимаем ширину подошвы фундамента 1.5м;

— расчетное сопротивление грунта основания кПа, находится по формуле:

, (16)

с1 = 1,3 (зависит от типов грунтов)

с2 = 1,15 (зависит от соотношения L / H и интерполировать по данным

таблицы В.1 СНБ 5.01.01-99)

М Y = 1.81

M q = 8.24 зависят от  по таблице В.2

d I = 2.4 (глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов)

кПа

Р = 141.5 кПа  593.4 кПа

P max =255.6 кПа  1,2 * 593.4 кПа

P min = 27.4 кПа > 0

Рисунок 1. Расчетная схема фундамента Ф1.

Окончательно принимаем ширину подошвы фундамента Ф1 1.5м, толщину стены фундамента 0.6 м из блоков ФБС.

Расчет фундамента Ф3

Размеры подошвы фундамента:

–3400 кН

– 400 кПа; – 1.2 м.

Принимаем размеры подошвы фундамента кратными 300мм

Площадь подошвы = 9.9 м2.

Высоту фундамента принимаем 1200 с глубиной стакана 900 мм.

— Нормальная вертикальная нагрузка:

— Среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

-Максимальное и минимальное напряжение в основании фундамента:

Проверка напряжений в основании фундамента:

Р = 367.4 кПа  400 кПа ( 0

Окончательно для фундамента Ф3 оставляем размер подошвы 3.3 х 3.0 м.

2.3 Расчет осадки фундамента мелкого заложения

Значение конечной осадки фундамента определяется по методу послойного суммирования по формуле:

Где s – конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

– осадка i – слоя грунта основания;

— безразмерный коэффициент принимаемый 0.8;

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания;

— среднее значение дополнительного напряжения в i -слое грунта;

— толщина i — го слоя;

— модуль деформации i –го слоя грунта.

Расчет осадки производится в такой последовательности:

На геологический разрез наносят контур фундамента;

Толщу основания делят на слои ах некоторой ограниченной глубины (ориентировочно 4-кратной ширины подошвы фундамента). Толщину слоем принимают 0.4 ширины фундамента (;

Вычисляют значения вертикального напряжения от собственного веса грунта на границах выделенных слоев по оси Z , проходящей через центр подошвы фундамента, по формуле:

где – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

— удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

– глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа;

— соответственно удельный вес и толщина i -го слоя грунта.

Удельный вес грунта, залегающего ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, принимается с учетом взвешивающего действия воды. При определении в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды;

Определяют дополнительные вертикальные напряжения на границах выделенных слоев по оси Z , проходящей через центр подошвы фундамента по формуле:

Где — коэффициент принимаемый по табл. I прил.2 СНиП 5.01.01-99;

– дополнительное вертикальное давление на основание;

P – среднее давление под подошвой фундамента;

Устанавливают нижнюю границу сжимаемой толщи грунта основания, принимая ее на глубине z = hc , где выполняется условие:

Вычисляют значение деформации каждого слоя сжимаемой толщи, а затем определяют осадку фундамента суммированием деформаций отдельных слоев.

Расчет осадки фундамента Ф1:

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

Расчет осадки фундамента выполняем в табличной форме.

Таблица 2 Расчет осадок для фундамента Ф1.

Рисунок 2. Эпюры напряжений в основании фундамента Ф1.

Расчет осадки фундамента Ф3:

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

Расчет осадки фундамента выполняем в табличной форме.

Расчет осадок для фундамента Ф3.

s i = 2.96 см

Рисунок 3. Эпюры напряжений в основании фундамента Ф3.

2.4 Расчет осадки фундамента во времени

Сущность расчета заключается в определении величины осадки фундамента в заданные промежутки времени:

Где U – степень консолидации;

S – конечная осадка.

Степень уплотнения определяется по формуле:

где — коэффициент времени, зависящий от физических свойств грунта, толщины слоя, условий и времени консолидации; определяется по формуле:

Здесь: – коэффициент фильтрации, см/год;

— коэффициент относительной сжимаемости.

Параметры U и функционально связаны и задаваясь U , можно определить

Смотрите так же:  Льготы при поступлении в вузы москвы

Расчет осадки фундамента Ф1 во времени.

Расчет будем производить для суглинка.

Вычислим значение коэффициента консолидации:

Задаемся значениями степени консолидации U : 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 0.95.

Вычисляем время по формуле, имея в виду что фильтрация двухсторонняя.

Таким образом, получаем:

= 0.2 х 1.35 = 0.27 см; = 1.3 х 0.08 = 0.104 года

= 0.4 х 1.35 = 0.54 см; = 1.3 х 0.31 = 0.40 года

= 0.6 х 1.35 = 0.81 см; = 1.3 х 0.71 = 0.92 года

= 0.8 х 1.35 = 1.08 см; = 1.3 х 1.4 = 1.82 года

= 0.95 х 1.35 = 1.28 см; = 1.3 х 2.8 = 3.64 года

График осадки фундамента Ф1 во времени

Расчет осадки фундамента Ф3 во времени.

Вычислим значение коэффициента консолидации:

Задаемся значениями степени консолидации U : 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 0.95.

Вычисляем время по формуле, имея в виду что фильтрация двухсторонняя.

Таким образом, получаем:

= 0.2 х 3.24 = 0.648 см; = 1.3 х 0.08 = 0.104 года

= 0.4 х 3.24 = 1.296 см; = 1.3 х 0.31 = 0.40 года

= 0.6 х 3.24 = 1.944 см; = 1.3 х 0.71 = 0.92 года

= 0.8 х 3.24 = 2.59 см; = 1.3 х 1.4 = 1.82 года

= 0.95 х 3.24 = 3.078 см; = 1.3 х 2.8 = 3.64 года

График осадки фундамента Ф3 во времени.

3. Вариант свайных фундаментов

3.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка

Тип свайного фундамента выбирается в зависимости от особенностей конструктивных решений надфундаментных конструкций, характера передачи нагрузки на фундаменты. В нашем случае применяем как вариант фундамента Ф1 Ленточный свайный фундамент состоящий из из свай располагаемых в два ряда и безбалочного мнолитного ростверка, а для фундамента Ф3применяем вариант свайного фундамента под колонны каркасных зданий, состоящие из группы свай и ростверка.

Нормативная глубина промерзания грунта равна = 2.0 м;

Принимаем глубину заложения монолитного ростверка Ф1 по конструктивным соображениям. Для стен подвала толщиной 600 мм принимаем ширину ростверка 900 мм высоту с учетом заделки свай в ростверк 450мм. Глубину заложения монолитного ростверка принимаем -3.4 м.

Выбираем тип сваи, в данных грунтах свая будет работать как висячая. Марка сваи выбирается по её длине, определяемой по формуле

Выбираем марку сваи

l = 0.1 + 1.0 + 6.40 = 7.5 м. По сортаменту выбираем С8-30 длиной 8м, сечением 300х300мм, марка бетона М250, Вес сваи 1.83т., арматура 4Ø12 А- I

3.2 Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности материала сваи. Определение количества свай в фундаменте. Поверка фактической нагрузки, передаваемой на сваю.

Несущая способность висячей свай определяется по формуле:

Где , , – коэффициенты условий работы,

– расчетные сопротивления грунта соответственно под нижнем концом сваи и на боковой поверхности сваи;

Расчет свайных фундаментов и свай по несущей способности грунтов производится исходя из условия:

Где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю от внешних нагрузок;

Р – расчетная нагрузка допускаемая на сваю;

– коэффициент надежности (;

U – наружный периметр сваи u = 4*0.3=1.2м.

Определим несущую способность свай :

Из таблицы 3 СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты” находим

= = = 1.0, A= 0.3×0.3=0.09 м 2,

Расчетное сопротивление грунта на отметке нижнего конца сваи, распо- ложенного на глубине 3.4+7.9=11.3м согласно СНиП 2.02.03-85 R =400 кПа.

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи:

Для песка мелкого: = 0.8/2 + 3.4= 3.8 м; 37 кПа;

Для суглинка: = 1.5/2 + 4.2 = 4.95 м; 17 кПа;

= 1.5/2+5.7= 6.45 м; 17.5 кПа;

Для песка средней плотности: = 1.3/2+7.2= 7.85 м; 62 кПа;

= 1.3/2+8.5= 9.15 м; 63 кПа;

В результате для фундамента Ф1:

Расчетная нагрузка допускаемая на сваю:

Определение количества свай в свайном фундаменте рассчитываем по предельному состоянию первой группы. Для этого нагрузки и воздействия можно определить путем умножения нормативных на коэффициент 1.2. При определении размеров ростверка расстояние между осями свай принимается минимальным 3 d сваи. Где d размер поперечного сечения сваи.

Определение количества свай в фундаменте Ф1:

Определение фактической нагрузки передаваемой на сваю:

– 150 кН; – 24 кН  м;

=1.2 х 150= 180 кН;

= 1.2 =1.2 х 24 = 28.8 кН  м;

Количество свай в свайном фундаменте определяется следующим образом:

а) Вычисляем среднее давление под подошвой ростверка:

б) Вычисляем площадь подошвы ростверка по формуле:

При этом вес ростверка с грунтом на уступах определяется из выражения:

Определяем количество свай с учетом коэффициента 1,2:

Принимаем 1 сваю.

Сваи располагаем в рядовом порядке с расстоянием между осями равным 3 d , т.е. равным 0,9 м.

Конструируем ростверк: Размеры поперечного сечения 700х600( h ) мм;

Для фундамента Ф3:

Расчетное сопротивление грунта на отметке нижнего конца сваи, распо- ложенного на глубине 4.3+7.9=12.2 м согласно СНиП 2.02.03-85 R =400 кПа.

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи:

Для песка мелкого: = 0.9/2 + 3.4= 3.8 м; 37 кПа;

Для суглинка: = 1.5/2 + 4.2 = 4.95 м; 17 кПа;

= 1.5/2+5.7= 6.45 м; 17.5 кПа;

Для песка средней плотности: = 1.3/2+7.2= 7.85 м; 62 кПа;

= 1.3/2+8.5= 9.15 м; 63 кПа;

В результате для фундамента Ф3 :

Расчетная нагрузка допускаемая на сваю:

Определение количества свай в фундаменте Ф3:

Определение фактической нагрузки передаваемой на сваю:

=1.2 х 3400 = 4080 кН;

Вычисляем среднее давление под подошвой ростверка:

Вычисляем площадь подошвы ростверка по формуле:

При этом вес ростверка с грунтом на уступах определяется из выражения:

Определяем количество свай с учетом коэффициента 1,2:

Принимаем 22 сваи.

Сваи располагаем в рядовом порядке с расстоянием между осями равным 3 d , т.е. равным 0,9 м.

Проверяем усилия в крайних рядах свай.

Конструируем ростверк: Размеры поперечного сечения подколонника 900х900 мм; размеры плиты ростверка: в направлении оси x , y = 0.9+0.3+0.1х2=1.4 м

Принимаем ростверк с размерами плиты 4.2 х 4.2 м. Высота плиты 600мм, размеры подколонника 1260х1460, глубина стакана 950мм.

Вес ростверка и грунта на его уступах:

= 0.6 х 4.2 х 4.2 + 1.26 х 1.46 х 1.15 = 12.7 м3

= 4.2 х 4.2 х 1.75 – 6.87 = 18.17 м3

= 1.1 (12.7 х 22 + 18.17 х 18) =667.11 кН.

Определим фактическую нагрузку на крайнюю сваю и проверим условия:

Р = кПа  кПа

P max = кПа  1,2 *= 277.3 кПа

P min = кПа > 0

3.3 Расчет осадки свайного фундамента

Величину ожидаемой осадки свайного фундамента из висячих свай рассчитывают по предельным состояниям второй группы. Расчет осадки производится как для условного фундамента на естественном основании с использованием метода послойного суммирования.

Производим расчет осадки фундамента, рассматривая свайный фундамент как условный массив А, Б, В, Г, границы которого показаны на рисунке.

Боковая граница условного массива, плоскости АБ, ВГ отстоят от граней крайних рядов свай на расстоянии:

Здесь – расчетное значение угла внутреннего трения пройденных сваями слоев грунта толщиной .

h –глубина погружения свай в грунт, м.

Расчет осадки свайного фундамента Ф1.

Определяем размеры подошвы условного фундамента в плане:

= (19 х 0.8 + 19.4 х 3 + 20 х 2.6) / 7.9= 15.87 кН/м3

= 2.22 х 1 х 15.87 х 7.9 = 278.3 кН;

Среднее давление под подошвой массива:

Проверяем выполнение условия:

Где — расчетное сопротивление грунта залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента:

кПа

Расчет осадки условного фундамента проводим по методу послойного суммирования. Результаты расчетов сводим в таблицу:

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

Таблица 4 Расчет осадок для свайного фундамента Ф1.

Другие публикации:

  • Иск об освобождении от уплаты задолженности по алиментам Иск об освобождении от уплаты задолженности по алиментам Автострахование Жилищные споры Земельные споры Административное право Участие в долевом строительстве Семейные споры Гражданское право, ГК РФ Защита прав […]
  • Приказ от 28 марта 2019г 155н Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 28 марта 2014 г. N 155н "Об утверждении Правил по охране труда при работе на высоте" (с изменениями и дополнениями) Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 28 марта 2014 г. N […]
  • Договор обслуживания газового оборудования частного дома Договор на обслуживание газового оборудования Пожалуйста на какой срок заключается договор на обслуживание газового оборудования? Здраствуйте. В договоре всё должно быть прописано. У меня заключён договор с газовой службой на обслуживание […]
  • Как увеличить страховой стаж Стаж и пенсия не работая как законно получить стаж, пенсионные баллы и пенсию не работая или на неофициальной работе Сколько нужно стажа для пенсии По новой пенсионной реформе минимальный стаж для назначения пенсии по старости и […]
  • Гост 51185 2008 туристские услуги средства размещения общие требования Клуб Отельеров ProHotel.Ru ГОСТ Р 51185-2008 Туристские услуги. Средс. Нравится Не нравится Капустин Илья Алексеевич 26 июн 2009 Название: ГОСТ Р 51185-2008 Туристские услуги. Средства размещения. Общие требования (взамен […]
  • Приказ в овд по чс Приказ МВД РФ от 6 октября 2008 г. № 861 "Об утверждении Положения об организации и ведении гражданской обороны в системе МВД России" В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 26 ноября 2007 г. N 804 "Об […]
Пособие по фундаментам мелкого заложения