Посадка. Посадка 1. Занятие 1 по теме Посадка здания на местности
![]()
|
Практическое занятие 1 по теме «Посадка здания на местности» Постановка задачи: выполнить проектную посадку здания на местности. Алгоритм выполнения задания: Привязка здания на местности. Изучение рельефа местности и выполнение геологического профиля в разрезе по створу скважин. Дополнительные расчетные сведения о грунтах основания. Общая оценка строительной площадки. Примеры решения задачи: 1. Привязка здания на местности Главный фасад здания размещается по линии застройки с привязкой углов к строительной геодезической сети разбивочного плана. М 1:500 (рис. 1) ![]() Рис.1. План строительной площадки Высотная привязка осуществляется из условий нулевого баланса земляных работ при планировке территории строительной площадки ![]() где: hi – высотные отметки поверхности рельефа для углов здания, n – количество углов здания в плане. Величина максимального уклона местности: ![]() где: ∆h – превышение отметок горизонталей, м; lmin – минимальное расстояние между горизонталями, м. Вывод: естественный рельеф местности пригоден для организации строительства с незначительной планировкой. 2. Изучение рельефа местности и выполнение геологического профиля в разрезе по створу скважин Геологический профиль основания оформляется по створу скважин №1 и №2. ![]() Рис. 2. Геолого-литологический разрез по створу скважины 1-2 Условные обозначения: ![]() Рис. 2. Геологический профиль строительной площадки №2: 1 – растительный слой; 2 – песок мелкий, средней плотности; 3 – суглинок легкий, плотный, полутвердый с галькой 3. Дополнительные расчетные сведения о грунтах основания Слой 1. Почва каштановая, суглинистая. Слой 2. Песок мелкий, средней плотности. Удельный вес сухого грунта ![]() Коэффициент пористости ![]() Степень влажности ![]() Относительный коэффициент сжимаемости ![]() Расчетное сопротивление: Rо = 200 кПа – принимается по приложению В СП 22.13330.2011 «Основания и фундаменты». Слой 3. Глина пылеватая, полутвердая. Объемный вес сухого грунта ![]() Коэффициент пористости ![]() Число пластичности ![]() Показатель консистенции грунта ![]() Коэффициент относительной сжимаемости: ν= 0,12; ![]() mυIII=βIII/ E= 0,967/27= 0,036 МПа-1 . Глина малосжимаемая. Расчетное сопротивление: ![]() 4. Общая оценка строительной площадки Судя по плану горизонталей и геологическому профилю, площадка имеет спокойной рельеф ( ![]() ![]() ![]() Практическое занятие 2 по теме «Определение глубины заложения фундаментов» Постановка задачи: определить проектную глубину заложения подошвы фундамента. Алгоритм выполнения задания: Глубина заложения по конструктивным требованиям. Глубина заложения по условиям промерзания. Выбор вариантов конструкций фундаментов. Примеры решения задачи: 1. Глубина заложения по конструктивным требованиям Глубина подвала ![]() Принимаем конструктивно высоту фундаментной плиты ![]() По конструктивным требованиям глубина заложения ![]() 2. Глубина заложения по условиям промерзания Нормативная глубина сезонного промерзания грунта из мелкого песка в районе г. Уфа составляет: ![]() где: ![]() Расчетная глубина сезонного промерзания грунта: ![]() где: kh = 0,5 – для здания с подвалом при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении 15 ![]() Глубина расположения уровня подземных вод ![]() dƒ+ 2 = 1,08 + 2 = 3,08 м; dw > dƒ + 2м. Согласно табл. 5.3 СП 22.13330.2011 «Основания и фундаменты» глубина заложения фундамента d не зависит от ![]() Принимаем ![]() 3. Выбор вариантов конструкций фундаментов Для сравнения задаемся вариантами ленточных фундаментов мелкого заложения со сборной или монолитной железобетонной плитой, столбчатых монолитных абсолютно жёстких и жёстких с гибкой плитой и вариантами свайных фундаментов с монолитным ростверком при однорядном и двухрядном размещении сваи (см. рис. 1). Во всех вариантах фундаментов принимаем бетонные стеновые блоки подвала марки ФБС 24.5.6 (по табл. 1, 2 ГОСТ 13579-78 «Блоки бетонные для стен подвалов») ![]() Рис. 1. Варианты конструкций ленточных, столбчатых свайных фундаментов На рис. 1 обозначено: а – сборные железобетонные плиты и бетонные стеновые блоки ленточного фундамента; б – монолитная железобетонная плита и бетонные стеновые блоки ленточного фундамента; в – абсолютно жёсткий монолитный железобетонный столбчатый фундамент; г – жёсткий монолитный железобетонный столбчатый фундамент с гибкой плитой; д – однорядный свайный фундамент с монолитным железобетонным ростверком и бетонными стеновыми блоками; е – двухрядный свайный фундамент с монолитным железобетонным ростверком и бетонными стеновыми блоками. Практическое занятие 3 по теме «Проектирование ленточных фундаментов» Постановка задачи: рассчитать и законструировать ленточный фундамент. Алгоритм выполнения задания: Определение размеров подошвы фундамента. Конструирование ленточных фундаментов. Примеры решения задачи: 1. Определение размеров подошвы фундамента Ориентировочная требуемая ширина подошвы ленточного фундамента мелкого заложения: ![]() В расчете приняты: коэффициент надежности по грунту ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Mr = 1,06, Mg = 5,25, Mc = 7,67 для слоя песка с φn = 29 (табл. 5.5 СП 22.13330.2011 «Основания и фундаменты»); ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рис. 1. Схема расположения фундамента мелкого заложения в грунтовом массиве Расчетное сопротивление грунта R под подошвой фундамента при b = b1 = 2,91 м: ![]() ![]() ![]() При ![]() ![]() ![]() ![]() При ![]() ![]() ![]() ![]() При ![]() ![]() ![]() ![]() Вывод: условие выполняется. ![]() Принимаем ![]() 2. Конструирование ленточных фундаментов Сборный фундамент Принимается сборный фундамент, состоящий из фундаментной плиты ФЛ 24.12 размером ![]() ![]() ![]() ![]() Расчетная схема сборного фундамента показана на рис. 2. Расчетное сопротивление грунта Rпод подошвой фундамента шириной ![]() ![]() Суммарная нормативная нагрузка на 1м фундамента от собственного веса составляет ![]() Суммарная нормативная нагрузка на 1м фундамента от веса грунта, лежащего на фундаментной плите: ![]() где: ![]() ![]() Рис. 2. Расчетная схема сборного фундамента Среднее давление под подошвой фундамента составляет: ![]() так как при ![]() ![]() Сборно-монолитный фундамент Принимается сборно-монолитный фундамент, состоящий из монолитной железобетонной фундаментной плиты шириной ![]() ![]() ![]() ![]() Нормативная нагрузка от собственного веса на 1м фундаментной плиты: ![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рис. 3. Расчетная схема сборно-монолитного фундамента Суммарная нормативная нагрузка от собственного веса на 1м фундамента ![]() Суммарная нормативная нагрузка от веса грунта на 1м фундаментной плиты ![]() где: ![]() Среднее давление под подошвой фундамента ![]() так как при ![]() ![]() Практическое занятие 4 по теме «Расчет осадки ленточного фундамента» Постановка задачи: определить конечную осадку ленточного фундамента методом послойного суммирования. Алгоритм выполнения задания: Определение напряжений от собственного веса грунта. Расчет дополнительных напряжений от действия внешних нагрузок. Определение конечной осадки фундамента методом послойного суммирования. Примеры решения задачи: Исходные данные: грунты оснований: 1 слой – почва, ![]() 2 слой – песок мелкий, ![]() ![]() ![]() 3 слой – глина пылеватая, ![]() ![]() ![]() ширина подошвы фундамента ![]() глубина заложения подошвы фундамента ![]() среднее давление под подошвой ![]() грунтовые воды на глубине 4,2 м. 1. Вертикальное напряжение от веса грунта на уровне подошвы фундамента ![]() подземных вод ![]() подошвы 2 слоя ![]() кровли 3 слоя ![]() подошвы 3 слоя ![]() 2. Принимаем толщину элементарного слоя ![]() 3. Дополнительное давление под подошвой фундамента ![]() Расчет осадки приведен в форме таблицы, где коэффициент α определяется по табл. 5.8 СП 22.13330.2011 «Основания и фундаменты». Таблица 1 – Расчет осадки сборно-монолитного фундамента
ΣSi = 23,5‧10-3м = 23,5 мм S = ΣSi < Su = 100 мм ![]() Масштаб: размеров - 1 см = 1 м; давлений - 1 см = 50 кПа. Рис. 1. Расчетная схема осадки ленточного фундамента Практическое занятие 5 по теме «Проектирование столбчатых фундаментов» Постановка задачи: разработать конструкцию столбчатого фундамента. Алгоритм выполнения задания: Определение размера подошвы столбчатого фундамента. Конструирование столбчатого фундамента. Примеры решения задачи: 1. Определение размера подошвы столбчатого фундамента Грунт несущего слоя – песок мелкий, средней плотности с удельным весом = 18,7 кН/м3 и коэффициентом пористости е = 0,778. Условное расчетное сопротивление основания, сложенного песком, Rо = 0,2 МПа. Глубина заложения подошвы фундамента от планировочной поверхности площадки с учетом глубины подвала db, толщины пола подвала hрр и высоты столбчатого фундамента hf определяется как d = db+ hрр + hf м. Высота фундамента hf,определяется глубиной стакана hsравной (1…1,5)hк, толщиной днища стакана, определяемой из условия продавливания и принимаемой не менее 200 мм и фундаментной плиты, состоящей из одной, двух или трех ступеней высотой не более 0,5 м. При hк = 400 мм принимаем hs= 0,6 м, толщина подстаканника 0,3 м, фундаментную плиту из двух ступеней по 0,5 м каждая. hf = 0,6 +0,3 +1,0 = 1,9 м. Следовательно, глубина заложения подошвы фундамента d = db+ hрр + hf = 1,0 + 0,15 + 1,9 = 3,05м. Предварительная площадь подошвы фундамента A = N / (R - md) = 2,160/ (0,20 – 0,02 3,05) = 16,00 м2; Размеры фундамента A = b ℓ = 4 4 = 16,0 м2. Расчетное сопротивление грунта основания при b = 4 м. ![]() Принимаем R= 400 кПа. Площадь подошвы фундамента A = N / (R - md) = 2,160/ (0,40 – 0,02 3,05) = 6,37 м2; Принимаем монолитную плиту A = b ℓ = 2,53 2,53 = 6,36 м2. 4 – 2,53 = 1,47, что больше 10%. Расчетное сопротивление грунта основания R = 1,565 ∙ (18,02 ∙ 2,53 + 195,321) = 377,0 кПа. A = N / (R - md) = 2,160/ (0,377 – 0,02 3,05) = 6,82 м2; A = b ℓ = 2,6 2,6 = 6,76 м2. 2,6 – 2,53 = 0,07, что менее 10% Расчетное сопротивление грунта основания R = 1,565 ∙ (18,02 ∙ 2,6 + 195,321) = 379,0 кПа. Вес фундаментной плиты Gf= Ahp = (6,76+3,24) ∙ 0,5∙ 0,024 = 0,12 мН. Вес стакана под колонну Gs = 1,0 1,0 0,9 0,024 = 0,021 мН Вес грунта на обрезах фундамента Gq1 = (A - As) hq q = (6,76 – 1,0) 0,9 0,018 = 0,093 мН. Gq2 = (A – A1) hq q = (6,76 – 3,24) 0,5 0,018 = 0,031 мН. Gq = 0,093 + 0,031=0,124 мН. Среднее давление под подошвой фундамента ![]() Р = 357 кПа < R= 379 кПа – условие удовлетворяется. Превышение расчетного сопротивления составляет 5,8% < 10%, следовательно, фундамент запроектирован рационально. Окончательно принимаем для фундамента под колонну монолитную плиту размером 2,6 х 2,6 м с высотой hп = 0,5 м. Расчетная нагрузка на уровне пола подвала составляет N= 2,490 мН. От веса фундамента Gf = 1,1∙(0,12+0,021) = 0,160 мН, От грунта на уступах фундамента Gq = 1,15 ∙ 0,124 = 0,143 мН. Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок ![]() 2. Конструирование столбчатого фундамента Конструирование жесткого столбчатого фундамента производится на основании результатов расчёта с соблюдением нормативных требований. Схема монолитного железобетонного столбчатого жесткого фундамента стаканного типа приведена на рис. 1. ![]() ![]() Рис. 1. Схема монолитного железобетонного столбчатого жёсткого фундамента стаканного типа Практическое занятие 6 по теме «Расчет осадки столбчатого фундамента методом эквивалентного слоя» Постановка задачи: определить конечную осадку столбчатого фундамента методом эквивалентного слоя. Алгоритм выполнения задания: Расчет напряжений от природного давления грунтов. Определение дополнительных напряжений от действия внешних нагрузок. Расчет конечной осадки фундамента методом эквивалентного слоя. Примеры решения задачи: Определить методом эквивалентного слоя осадку столбчатого фундамента, рассчитанного в п.п. 6.1 и 6.2, Р о = Р - ![]() b= 2,6 м, Грунтовые условия – по заданию. II слой – песок мелкий, средней плотности с коэффициентом Пуассона ν = 0,2. При глубине заложения фундамента 3,05 м h = 5,5 – 3,05 = 2,45 м Определяем коэффициент эквивалентного слоя Аωm=1,01 (табл. 3, 4 учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»). Толщина эквивалентного слоя hэ= Аωmb=1,01·2,6=2,63 м. Мощность сжимаемой толщи Нс=2 hэ=2·2,63=5,26 м. При глубине заложения подошвы фундамента d= 3,05 м в сжимаемую толщу входит II и III слои грунтов с модулями деформаций ЕII = 28 МПа, EIII= 27 МПа. ![]() Рис. 1. Расчётная схема осадки фундамента методом эквивалентного слоя Относительные коэффициенты сжимаемости для: - второго слоя при νII = 0,2; ![]() ![]() mυII= βII/ EII =0,9/28 = 0,032 МПа-1 ; - третьего слоя (глина пылеватая, комковая, полутвердая) νIII = 0,12; ![]() mυIII=βIII/ EIII =0,96/27 = 0,035 мПа-1 ; - средний относительный коэффициент сжимаемости ![]() Конечная осадка фундамента ![]() Проверка условия S= 3,25 см < Su =10 см – условие удовлетворяется. Практическое занятие 7 по теме «Определение конечных осадок отдельных фундаментов с учетом их взаимного влияния» Постановка задачи: определить полную осадку фундаментов с учетом их взаимного влияния. Алгоритм выполнения задания: Расчет собственной осадки фундамента методом эквивалентного слоя. Определение дополнительной осадки фундамента методом угловых точек от загружения соседнего. Полная осадка фундаментов с учетом их взаимного влияния. Примеры решения задачи: Исходные данные: 1. Фундаменты сборные железобетонные под колонны квадратной формы размером 2,1х2,1 м; глубина заложения подошвы d = 19 м. 2. Дополнительное давление по подошвам фундаментов po = 289 кПа. 3. Грунт основания – мощный слой песка (v = 0,2), относительный коэффициент сжимаемости mv = 4,8*10-5 кПа. Определить осадку фундаментов с учетом их взаимного влияния согласно расчетной схеме на рис. 1. Мощность эквивалентного слоя по формуле ![]() где: ![]() Собственная осадка фундамента по формуле ![]() Дополнительная осадка фундамента Sд от загружения соседнего определяется по методу угловых точек. Центральная точка F рассматриваемого фундамента 2 является угловой для прямоугольников загрузки ACFD-I и ACFD-II, прямоугольник BCFE загружен фиктивно. ![]() Рис. 1. Расчетная схема к определению осадки фундаментов с учетом их взаимного влияния Дополнительная осадка в точке F фундамента 2 от загружения фундамента 1. ![]() где: ![]() Для прямоугольников I: n = l/b = 4,05/1,05 = 3,9; коэффициент эквивалентного слоя для угловой точки при v = 0,2 по табл. 4 по формуле ![]() Мощность эквивалентного слоя ![]() Для прямоугольников II: n = l/b = 1,95/1,05 = 1,9; ![]() ![]() Полная осадка фундаментов под колонны с учетом их взаимного влияния S = SS + Sд = 2,9 + 0,7 = 3,6 см. Практическое занятие 8 по теме «Проектирование котлованов зданий» Постановка задачи: разработать рабочие чертежи котлована здания. Алгоритм выполнения задания: Определение размеров котлована здания. Разработка рабочих чертежей котлована здания. Примеры решения задачи: Исходные данные: 1. Размеры здания в плане LхB = 40х15 м. 2. Глубина заложения подошвы фундамента d = 3,0 м. 3. Грунт основания тугопластичный суглинок. 4. Ширина сборного ленточного фундамента b = 2,4. Требуется разработать рабочие чертежи котлована здания. Ширина прохода между основанием откоса и фундаментом a принимается 0,8 м. Размеры дна котлована в плане: - длина Lд = L + 2(a+b/2) = 42 + 2(0,8 + 1,2) = 46 м; - ширина Bд = B + 2(a+b/2) = 15 + 2(0,8 + 1,2) = 19 м; Глубина котлована в точках 1, 2, 3, 4: h1 = 99,90 - 97,25 = 2,65 м; h2 = 99,97 - 97,25 = 2,65 м; h3 = 100,85 - 97,25 = 2,65 м; h4 = 100,77 - 97,25 = 2,65 м. Размеры котлована поверху: - длина по оси А LvА = Ld + Z1 + Z4 = 46 + 1,32 + 1,76 = 49,08 м. где: заложения Z определяются по крутизне естественного откоса h/Z = 1/0,5 по табл. 5 учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»: Z1 = 0,5h1 = 0,5 · 2,65 = 1,32 м; Z2 = 0,5h2 = 0,5 · 2,72 = 1,36 м; Z3 = 0,5h3 = 0,5 · 3,6 = 1,80 м; Z4 = 0,5h4 = 0,5 · 3,52 = 1,76 м; - длина по оси Г LvГ = Ld + Z2 + Z3 = 46 + 1,36 + 1,8 = 49,16 м. - ширина по оси 1 Вv1 = Вd + Z1 + Z2 = 19 + 1,32 + 1,36 = 21,68 м. - ширина по оси 8 Вv8 = Вd + Z3 + Z4 = 19 + 1,80 + 1,76 = 22,56 м. Рабочие чертежи плана и разреза котлована показаны на рис. 1. ![]() Рис. 1. Оформление рабочего чертежа котлована |