Главная страница
Навигация по странице:

  • Анализ исходных данных по надфундаментной конструкции

  • Физико-механические характеристики грунтов

  • Оценка инженерно-геологических условий

  • По назначению и конструктивным особенностям проектного сооружения (наличие подвала, приямков, каналов, сопряжение колонны или стены с фундаментом)

  • По глубине заложения фундаментов примыкающих (существующих) сооружений

  • По нагрузкам и воздействиям на основания и фундаменты и инженерно-геологическим условиям местности, на которой находится площадка строительства

  • По существующему и проектируемому рельефу застраиваемой территории

  • По глубине сезонного промерзания грунтов

    		•

    Расчет фундамента мелкого заложения. Расчет фундамента мелкого заложения Анализ исходных данных по надфундаментной конструкции


    Скачать 367.47 Kb.
    НазваниеРасчет фундамента мелкого заложения Анализ исходных данных по надфундаментной конструкции
    АнкорРасчет фундамента мелкого заложения
    Дата23.04.2023
    Размер367.47 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаРасчет фундамента мелкого заложения.docx
    ТипАнализ
    #1082168

    Расчет фундамента мелкого заложения

    1. Анализ исходных данных по надфундаментной конструкции

    Проектируемый объект – жилой дом. Размеры здания в плане 10660х9740 мм.

    Фундаменты: проектируемый – ленточный монолитный под стену.

    Здание – бескаркасное с кирпичными несущими стенами.

    Район строительства – г. Орел.


    План первого этажа

    Рисунок 1 – Схема 2-этажного индивидуального жилого дома
    Таблица 1 – Нагрузки, передаваемые от здания на фундамент

    1-е сочетание
    2-е сочетание

    NII,кН
    MII,кН·м
    NII,кН
    MII,кН·м

    74
    4
    82
    5


    Из двух сочетаний в Таблице 1 в качестве расчетной выбираем комбинацию усилий с максимальной вертикальной силой, т.е.: NII =82 кН, Mx,II =5 кНм.

    Расчетные усилия NI,. MI получаем умножением соответственно величин Fv,II,. Mx,II на коэффициент перегрузки, равный 1,2. Получаем NI =98,4 Н, Mx,I =6 кНм.

    Усилия на отметке подошвы фундамента (Nn) находят после определения предварительных размеров фундамента.


    1. Инженерно – геологические и гидрогеологические условия площадки строительства


    2 скв.

    112.00
    1 скв.

    115.80
    4 скв.

    114.90
    2 скв.

    105.60
    6
    5
    4
    3
    2
    1

    Рисунок 2 – Геологический разрез
    Таблица 2 – Исходные характеристики грунтов


    Номер слоя
    Наименование слоя
    Характеристики

    основные
    дополнительные

    ρs,

    т/м3(г/см3)
    ρ,

    т/м3(г/см3)
    W,

    –
    WL,

    –
    Wp,

    –

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7


    6
    Суглинок
    2,65
    1,74
    0,25
    0,32
    0,21

    5
    Супесь
    2,68
    1,83
    0,25
    0,32
    0,18

    4
    Песок
    2,72
    1,98
    0,38
    -
    -

    3
    Известняк
    2,68
    1,68
    0,21
    0,28
    0,19

    2
    Аргиллит
    2,74
    2,68
    0,2
    0,34
    0,18

    1
    Гранит
    2,71
    2,57
    0,18
    0,3
    0,16



      1. Физико-механические характеристики грунтов

    Рельеф спокойный, залегание согласное. Залегание слоев сверху вниз: суглинок (толщина слоя – 2,9 м), супесь (9,2 м), песок (6,9 м), известняк (24,6 м), аргиллит (11,8 м), гранит (11,1 м) имеется водоносный горизонт на глубине залегания песка. В качестве основания может служить суглинок и супесь.

    Для определения инженерно-геологических условий строительства на площадке были пробурены 4 скважины глубиной до 67 м (Рисунок 2). При бурении выявлены следующие грунты:

    1. Суглинок - мощность колеблется от 2,9 до 13,07 м;

    1. Супесь - мощность колеблется от 11,8 до 20,8 м;

    1. Песок - мощность слоя от 6,5 до 24,36 м;

    1. Известняк - мощность слоя колеблется от 5,3 до 15,9 м;

    1. Аргиллит - мощность слоя от 5 до 21,6 м.

    1) Гранит - мощность слоя от 2,5 до 13,1 м.

    Грунтовые воды обнаружены в четвертом слое в песке на отм. 100.4 м.

    Приведем пример определения физико-механических характеристик для суглинка:

    Удельный вес грунта: .

    Плотность грунта в сухом состоянии: г/с .

    Коэффициент пористости :



    Число пластичности: .

    Показатель текучести: .

    Коэффициент водонасыщения: .

    Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды для грунта, залегающего ниже уровня грунтовых вод находят из выражения

    .

    где w = 1,00 т/м3(г/см3) – плотность воды.

    Механические характеристики определим по СП 22.13330.2016 (для грунтов с промежуточными значениями е, IL не указанными в таблицах, значения с, φ, Е, R0 определяют интерполяцией):

    – угол внутреннего трения II=17 (Приложение А);

    – коэффициент сцепления cII=15 кПа (Приложение А);

    – модуль деформации Е=8 МПа (Приложение А);

    – расчетное сопротивление R0=125,60 кПа (Приложение Б).

    По ГОСТ 25100-2020 определяем разновидность грунта:

    - по числу пластичности IP = 0,11 – суглинок легкий (таблица Б.14);

    - по показателю текучести IL= 0,364 – тугопластичный (таблица Б.16);

    Полное наименование грунта – суглинок легкий, тугопластичный.

    Физико-механические характеристики и разновидности грунтов других слоев определяем по аналогии и заносим данные в таблицу 3.
    Таблица 3 – Сводная таблица характеристик грунтов

    Номер инж.-геол.

    элемента
    Номер образца грунта
    Номер скважины
    Глубина от поверхности земли, м
    Наименование грунта

    (по ГОСТ 25100–2020)
    Физические
    Механические

    основные
    дополнительные
    производные
    индексационные
    деформационные
    прочностные
    R0, кПа

    ρs,

    т/м3
    γn,

    кН

    м3
    W,

    –
    WL,

    –
    Wp,

    –
    ρd,

    т

    м3
    е,

    –
    γsb,II,

    кН

    м3
    Ip,

    –
    IL,

    –
    Sz,

    –
    E,

    МПа
    φII,

    град
    СII,

    кПа



    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20

    6
    6
    1
    2,9
    Суглинок легкий

    тугопластичный
    2,65
    17,4
    0,25
    0,32
    0,21
    1,392
    0,904
    -
    0,11
    0,364
    0,733
    8
    17
    15
    126

    5
    5
    2
    12,1
    Супесь песчанистанистая пластичная
    2,68
    18,3
    0,25
    0,32
    0,18
    1,464
    0,831
    -
    0,14
    0,50
    0,366
    7,57
    18,57
    9,38
    200

    4
    4
    2
    19
    Песок пылеватый рыхлый влажный ниже уровня грунтовых вод водонасыщенный
    2,72
    19,8
    0,38
    -
    -
    1,434
    0,897
    9,07
    -
    -
    0,545
    6,59
    21,59
    2,53
    301,5

    3
    3
    3
    43,6
    Известняк очень плотный непористый маловлажный
    2,68
    16,8
    0,21
    0,28
    0,19
    1,388
    0,931
    8,70
    0,14
    0,143
    0,291
    25
    29
    58
    550

    2
    2
    3
    55,4
    Аргиллит плотный непористый
    2,74
    26,8
    0,2
    0,34
    0,18
    2,233
    0,227
    14,18
    0,16
    0,125
    0,447
    25
    29
    58
    550

    1
    1
    4
    66,5
    Гранит плотный непористый
    2,71
    25,7
    0,18
    0,3
    0,16
    2,178
    0,244
    13,75
    0,14
    0,143
    0,392
    25
    29
    58
    550




    1. Оценка инженерно-геологических условий

    Глубина заложения фундаментов исчисляется от отметки планировки до подошвы фундамента. Абсолютную отметку подошвы фундамента определяют исходя из 6 условий согласно пп. 5.1.1-5.5.10 СП 22.13330.2016 в следующей последовательности.
    По назначению и конструктивным особенностям проектного сооружения (наличие подвала, приямков, каналов, сопряжение колонны или стены с фундаментом)



    Рисунок 3. Определение глубины заложения фундаментов с учетом конструктивных особенностей здания: фундамент под стену
    Абсолютная отметка пола 1-го этажа – 115,80.

    FL =115,80- (2,5+0,15+0,5)=112,65 м

    По глубине заложения фундаментов примыкающих (существующих) сооружений

    Так как строительная площадка свободна от застройки, то в данном пункте ограничений нет.
    По нагрузкам и воздействиям на основания и фундаменты и инженерно-геологическим условиям местности, на которой находится площадка строительства

    Прежде всего нужно выбрать несущий слой (в котором расположена подошва фундамента).

    Несущим слоем не могут быть так называемые слабые грунты (например, торф, или заторфованные грунты), растительный слой и некоторые виды культурных отложений.

    Следуя вдоль вертикальной оси проектируемого фундамента на геологическом разрезе (Рисунок 2), определяем абсолютную отметку кровли несущего слоя (112,02), и, приняв величину заглубления, определяем абсолютную отметку подошвы фундамента (111,52).

    Предварительно площадь подошвы фундамента можно определить по формуле А=Fv,II /Rо=82/126=0,651 м2. Минимальное заглубление фундаментов в несущий слой должно быть 10...50 см; с другой стороны не следует оставлять под подошвой фундамента слой грунта малой толщины, если строительные свойства несущего слоя значительно хуже свойств подстилающего слоя.
    По существующему и проектируемому рельефу застраиваемой территории

    Так как существующий рельеф территории спокойный (небольшое колебание отметок, отсутствие оврагов, балок), то он не накладывает ограничений.
    По глубине сезонного промерзания грунтов

    Нормативная глубина сезонного промерзания грунта:

    dfn = d0 = 0,23 ∙ = 0,67 м.

    Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:

    df = kh dfn = 1,1 ∙ 0,67 = 0,74 м.

    По гидрогеологическим условиям в период строительства и эксплуатации сооружения

    Грунтовые воды не оказывают непосредственного влияния на глубину заложения фундаментов, так как фундамент запроектирован выше уровня грунтовых вод.

    Окончательно принимаем минимальное значение величины абсолютной отметки подошвы фундаментов и вычисляем глубину заложения.

    За проектную отметку подошвы (FL) принимаем минимальное значение, т.е. 112,95 м, тогда глубина заложения равна:

    d=DL-FL=115,5-112,65=2,85 м.
    Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения

    Расчеты для ленточного фундамента ведем на 1 п.м фундамента, принимая l=1 м.

    Размеры подошвы определяем методом последовательного приближения.

    1. Вычисляем площадь подошвы А в первом приближении:



    2. С учетом того, что фундамент является внецентренно нагруженным, увеличим площадь подошвы фундамента на 20 %. Принимаем размеры подошвы b1 = 1,3 м l1 = 1,0 м.

    3. Определяем расчетное сопротивление грунта основания (по СП 22.13330.2016, формула (7)):

    .

    По таблице 5.4-5.5 СП 22.13330.2016 определим:

    с1=1,2; с2=1; K=1,1; Кz=1; М=0,39; Мq=2,57; Мc=5,15.

    Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:



    Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента с учетом взвешивающего действия грунтовых вод и водоупорного слоя (глина):







    d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, где hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; hcf – толщина конструкции пола подвала, м. Удельный вес конструкции пола принимаем γcf = 24 кН/м3.

    db=2,25 м – глубина подвала.



    5. Вычисляем площадь подошвы во втором приближении:



    С учетом внецентренного нагружения увеличиваем размеры подошвы фундамента на 20 % и получаем А2 = 0,8 м2. Берем среднее между значениями двух приближений. Принимаем размеры подошвы:

    b2 = 1,1 м l2 = 1,0 м, А2 = 1,1 м2

    6. Проверяем выполнение следующих условий: а) среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания, т.е. ; б) при действии момента давление под наиболее и наименее нагруженной гранью фундамента должно быть соответственно (Рисунок 4):

    а)



    где Gф,II= 29,62 кН - расчетная нагрузка от веса фундамента (объем фундамента умножается на объемный вес фундамента γбет=25 кН/м3)

    Gгр,II= 13,70 кН– расчетная нагрузка от веса грунта на уступах фундамента.

    P
    Условие выполняется.

    б)





    где – момент сопротивления площади подошвы фундамента;

    – средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта и пола, расположенных над подошвой фундамента.

    .

    .
    Условия выполняются, окончательно принимаем размеры подошвы фундамента:

    b = 1,1 м l = 1,0 м, А = 1,1 м2


    Рисунок 4 – Схема действия сил, возможные эпюры контактных давлений

    написать администратору сайта