- •2. Оценка характера нагрузок и конструктивных особенностей фундамента.
- •3. Оценка инженерно-геологических условий.
- •Заключение по площадке
- •4. Определение глубины заложения подошвы фундамента.
- •5. Определение размеров подошвы.
- •6. Конструирование фундаментов.
- •7. Определение конечной осадки основания фундамента.
- •8. Пример 2.
- •10. Определение несущей способности сваи.
- •11.Определение требуемого количества свай в фундаменте. Определение фактической нагрузки на сваю.
- •9. Определение глубины заложения ростверка
- •12. Конструирование ростверка
- •13. Определение осадки основания свайного фундамента.
- •14. Пример 3
7. Определение конечной осадки основания фундамента.
Расчёт оснований по деформациям производится, исходя из условия
,
(21)
где
– совместная деформация основания и
сооружения, определяемая расчётом;
u – предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемой по указаниям п.2.51-2.55 [1].
Деформации основания, развивающиеся за счёт уплотнения грунта, определяются с использованием расчётных схем в виде линейно-деформируемого полупространства (метод послойного суммирования или линейно-деформируемого слоя).
В методе послойного суммирования осадка основания определяется по формуле
,
(22)
где =0,8 – безразмерный коэффициент;
–
среднее
значение дополнительного вертикального
напряжения в
-ом
слое грунта, равное полусумме указанных
напряжений на верхней и нижней границах
слоя;
и
–
соответственно толщина и модуль
деформации слоя грунта (принимается
,
где в
– ширина подошвы фундамента);
– число
слоёв, на которое разбита сжимаемая
толща основания (рис.6).
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине z, от подошвы фундамента определяется по формуле
,
(23)
где
– удельный вес грунта, расположенного
выше подошвы фундамента;
и
– удельный вес и толщина
-ого
слоя грунта;
– вертикальное
напряжение от собственного веса грунта
на уровне подошвы фундамента;
–
глубина заложения фундамента от
поверхности природного рельефа.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учётом взвешивающего действия воды.
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента определяются по формуле
,
(24)
где
– коэффициент, принимаемый по табл.1
Приложения 2 [1] в зависимости от
относительной глубины
и от соотношения сторон прямоугольного
фундамента
;
–
дополнительное вертикальное давление
под подошвой фундамента
,
(25)
где – среднее давление под подошвой фундамента, определяемое по формуле (3).
Для
фундаментов шириной
м
значение
принимается равным среднему давлению
под подошвой
.
Нижняя
граница сжимаемой толщи основания, до
которой производится суммирование
осадок по формуле (22), принимается на
глубине, где выполняется условие
.
Если
граница сжимаемой толщи оказывается в
слое грунта с модулем деформации
<5
МПа, то нижнюю границу сжимаемой толщи
следует находить, исходя из условия
.
8. Пример 2.
Для
здания без подвала определить глубину
заложения подошвы фундамента мелкого
заложения под крайнюю колонну, подобрать
площадь его подошвы, законструировать
фундамент и определить конечную осадку
основания фундамента. Район строительства
г. Нижний Новгород. Среднесуточная
температура воздуха в помещении
.
Геологические условия строительства
площадки принять по примеру 1. Сечение
железобетонной колонны 40х60 см. Отношение
длины сооружения к высоте L/H=8.
Полы на лагах по грунту. Вертикальная
нагрузка на обрез фундамента NII=1800
кН, момент МII=180
кН·м. Максимальная осадка основания
Smax=8
см.
Для
суглинков слоя №1 глубина промерзания
при Мt=1
составляет d0=0,23
м. При Мt=42,0
для здания без подвала с полами на лагах
по грунту и температуре воздуха в
помещении
коэффициент Кh=0,64.
м.
В соответствии с п. 2.29 [1] для суглинков с показателем текучести JL>0,25 с учётом глубины расположения уровня грунтовых вод dw>df+2 (4,15>2,95) глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее df=0,95 м.
Принимаем по конструктивным соображениям высоту фундамента Нф=1200 мм.
Расчётная схема фундамента приведена на рис.4.
Для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим величину условного расчётного сопротивления грунта основания R0 по табл.3 Приложения 3 [1]. Для суглинка слоя № 1 с JL=0,5 и е=0,83 по интерполяции получим R0=187 кПа.
По формуле (8) определяем ширину подошвы квадратного в плане фундамента
.
Определим
расчётное давление на грунт основания
по формуле 7 [1]. Значения коэффициентов
по табл.3 [1]
,
.
По табл.4 [1] при
находим значения коэффициентов
;
;
.
Для бесподвального здания при в=3 м и d1=1,35 м получим
кПа
.
Вновь определяем ширину подошвы фундамента по формуле (9)
.
Так как имеем значительное расхождение величины в с предыдущим значением, то вновь определяем R при в=2,7 м.
кПа
.
По формуле (9) получим
.
Два последних значения в близки между собой и поэтому принимаем ближайший размер в, кратный 300 мм.
;
;
кПа.
Среднее
давление под подошвой фундамента по
формуле (10) составит
кПа<R=265,8
кПа.
Определим краевые давления под подошвой фундамента по формулам (11) и (12)
кПа<1,2R=1,2·265,8=319
кПа.
кПа>0.
Условия (10), (11) и (12) выполняются. Следовательно, принимаем размеры подошвы фундамента 3х3 м.
Выполним проверку напряжений, действующих на кровле пластичных супесей (проверка по слабому подстилающему слою).
Кровля
слоя супесей (см. рис. 5) расположена на
глубине z=2,45
м от подошвы фундамента. Для супеси
,
кПа.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине 3,8 м от отметки планировки срезкой, составит
кПа
По
табл.1 Приложения 2 [1] при
и
находим
.
В соответствии с формулами (15), (17), (18) получим:
кПа
;
;
.
Ширина условного фундамента по формуле (16) составит
м
.
По
табл. 3 и 4 [1] для супесей с JL=0,67
и
получим
,
,
;
;
.
Расчётное
сопротивление супесей, залегающих под
подошвой условного фундамента шириной
м.
кПа.
Проверяем условие (14)
Условие выполняется. Поэтому оставляем принятые размеры подошвы фундамента в=3 м; l=3 м.
Выполним конструирование фундамента.
Толщина
стенок
(см. рис. 2 и 3) армированного стакана при
м
должна составить
мм.
Конструктивно принимаем
=175
мм в направлении размера в.
Глубина
заделки колонны в стакан
мм.
Глубина
стакана
мм.
Тогда толщина днища стакана равна
мм,
что больше минимально допустимой толщины
200 мм.
Коэффициент
при
классе бетона В15 и
кПа в соответствии с таблицей 3
=3.
Примем
высоту нижней ступени
=300
мм. Тогда рабочая высота бетона при
величине
мм
(здесь 20 – предполагаемый диаметр
арматуры)
=300-80=220
мм.
Допустимый вынос нижней ступени =3·220=660 мм.
Фактический вынос ступени (в предположении, что плитная часть состоит из одной ступени) в направлении размера в составляет
мм.
Принимаем
в направлении в
плитную часть трёхступенчатой с высотой
ступени
мм
и выносом нижней ступени
.
В направлении фактический вынос нижней ступени составит
мм.
Принимаем
в направлении
плитную часть двухступенчатой с высотой
ступени
мм
и выносом нижней ступени
.
Определим конечную осадку основания фундамента методом послойного суммирования.
Однородные
пласты основания ниже подошвы фундамента
разделим на слои толщиной
м.
Вертикальное
напряжение от собственного веса грунта
на уровне подошвы фундамента
=18,9·1,35=25,5
кПа.
Дополнительное
давление в уровне подошвы фундамента
в соответствии с формулой (25) составляет:
кПа.
Значения
и
определяются по формулам (23) и (24).
Для z=0,8 м:
=25,5+18,9·0,8=40.6 кПа.
При
и
по табл.1 Приложения 2 [1] по интерполяции
=0,808.
Тогда
=0,808·201,5=162,8
кПа.
Ниже
уровня подземных вод (WL)
значения
определяются с учётом взвешивающего
действия воды. При достижении водоупора
эпюра
делает скачок, равный давлению от
расположенного выше столба воды.
Результаты расчётов сведены в табл.4. Расчётная схема представлена на рис.6.
Таблица 4
Z, м
|
,
|
|
|
|
|
|
|
0 |
18,9 |
- |
25,5 |
0 |
1 |
201,5 |
182,15 |
0,8 |
18,9 |
- |
40,6 |
0,53 |
0,808 |
162,8 |
148,8 |
1,6 |
18,9 |
- |
55,7 |
1,07 |
0,669 |
134,8 |
111,83 |
2,45 |
18,9 |
- |
71,8 |
1,63 |
0,441 |
88,86 |
69,82 |
3,65 |
17,0 |
- |
92,2 |
2,43 |
0,252 |
50,78 |
44,54 |
4,35 |
- |
9,0 |
98,5 |
2,9 |
0,19 |
38,29 |
33,55 |
5,15 |
17,0 |
9,0 |
105,7 |
3,43 |
0,143 |
28,81 |
24,28 |
|
|
|
117,7 |
|
|
|
|
6,35 |
19,0 |
- |
140,5 |
4,23 |
0,098 |
19,75 |
|
По формуле (22) осадка основания составляет:
Полученная осадка основания фундамента меньше предельно допустимой. Требования СНиП [1] выполняются.
