Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Оценка характера нагрузок и конструктивных особенностей здания
Задачей курсового проекта является разработка наиболее экономичного варианта оснований и фундаментов здания “8-этажный жилой дом”, план и разрез которого представлены на рис.1. Расчетные усилия на обрезах фундаментов от расчетных нагрузок в двух наиболее невыгодных сочетаниях, полученные в результате статического расчета, приведены в табл.1.
Рис.1. Разрез и план здания “8-этажный жилой дом”
Таблица 1
Усилия на обрезах фундаментов от расчетных нагрузок в наиболее невыгодных сочетаниях
|
Номер схемы, сооружение |
Вариант |
Номер фундамента |
1 сочетание |
2 сочетание |
||||
|
NII, т |
MII, тм |
QII, т |
NII, т |
MII, тм |
QII, т |
|||
|
Схема 11, 8-этажный жилой дом |
Чётный h=2,5 м |
1 2 3 4 5 6 |
48 62 40 30 38 14 |
- - - - - - |
- - - - - - |
52 74 48 37 46 2 |
- - - - - - |
- - - - - - |
Номер схемы принимается в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование, схема сооружения принимается по [3]; усилия на обрезе выписываются из табл. 1.2 [3].
На основе оценки расчетных усилий на обрезах фундаментов здания “8-этажный жилой дом” (см.рис.1) можно сделать следующие выводы:
Анализ конструктивных особенностей здания “8-этажный жилой дом” позволяет установить:
Расчет выбранных вариантов (см. ниже) производится для наиболее загруженного фундамента №2, для которого NII=74 тс; MII=0 тс*м; QII=0 тс (2 сочетание).
Конструктивный расчет выбранных фундаментов производится по двум группам предельных состояний:
На основании анализа конструктивных особенностей здания, его назначения и значения расчетных усилий, приведенных на рис.1 и табл.1, а также прил.4 [1] можно сделать выводы:
Неравномерные деформации будут учтены при расчете фундаментов по II группе предельных состояний.
2. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки и размещение проектируемого сооружения
2.1. Инженерно-геологические условия площадки
Площадка строительства здания “8-этажный жилой дом ” находится в г. Санкт-Петербург; ее инженерно-геологические условия установлены бурением пяти скважин на глубину от 19,6 м (скв. 3) до 22м (скв. 1). План размещения скважин на местности, выбранный по [3] в соответствии с индивидуальным заданием, приведен на рис.2.
Рис.2. Площадка строительства здания “8-этажный жилой дом”
Инженерно-геологические разрезы, построенные по данным бурения, изображены на рис.3.
Без учета почвенно-растительного слоя вскрыты следующие напластования инженерно-геологических элементов (ИГЭ):
Уровень грунтовых вод отмечен на глубине от 1,5 м (скв.4) до 5 м (скв.1), считая от отметки устья скважины. За планировочную отметку строительной площадки принимаем отметку DL=123 м.
Расчетные характеристики физико-механических свойств ИГЭ, приня
тых по табл.2.
Таблица 2
Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов
|
Номер грунта |
Наименование грунта |
Геологический индекс |
По деформациям |
По несущей способности |
Модуль деформации Е, МПа |
Плотность твердых частиц ρS, г/см3 |
Влажность, д.е. |
Коэффициент фильтрации КФ, м/сут |
||||||
|
Плотность ρII, г/см3 |
Сопротивление сдвигу |
Плотность ρI, г/см3 |
Сопротивление сдвигу |
Влажность природная W, д.е. |
Влажность на границе текучести, WL, д.е. |
Влажность на границе раскатывания, WP, д.е. |
||||||||
|
Угол внутреннего трения φII, град |
Удельное сцепление сII, кПа |
Угол внутреннего трения φI, град |
Удельное сцепление сI , кПа |
|||||||||||
|
Насыпной грунт |
Не нормируется |
|||||||||||||
|
51 |
Супесь |
аIV |
2,02 |
19 |
8 |
2,02 |
17 |
5 |
10 |
2,70 |
0.20 |
0,22 |
0,16 |
0,1 |
|
42 |
Суглинок |
qIII |
2,14 |
18 |
37 |
2,13 |
16 |
25 |
15 |
2.71 |
0,17 |
0,24 |
0,11 |
0,001 |
|
76 |
Песок мелкий |
fII |
1,91 |
31 |
0,2 |
1,91 |
28 |
- |
26 |
2,66 |
0,20 |
- |
- |
4 |
2.2. Определение недостающих показателей физико-механических свойств инженерно - геологических элементов
Недостающие показатели физико-механических свойств инженерно-геологических элементов (см.рис.3) определяем расчетным путем по следующим формулам.
Рис.3 Инженерно-геологические условия площадки
ИГЭ-1 Насыпной грунт. Не нормируется.
ИГЭ-2 Супесь:
Плотность сухого грунта:
Коэффициент пористости:
Степень влажности:
Коэффициент относительной сжимаемости:
Удельный вес грунта:
Удельный вес твердых частиц:
Удельный вес сухого грунта:
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:
Характеристики консистенции супеси:
Число пластичности:
Показатель консистенции (текучести):
ИГЭ-3 Суглинок:
Плотность сухого грунта:
Коэффициент пористости:
Коэффициент относительной сжимаемости:
Удельный вес грунта:
Удельный вес твердых частиц:
Удельный вес сухого грунта:
Характеристики консистенции супеси:
Число пластичности:
Показатель консистенции (текучести):
ИГЭ-4 Песок мелкий:
Плотность сухого грунта:
Коэффициент пористости:
Степень влажности:
Коэффициент относительной сжимаемости:
Удельный вес грунта:
Удельный вес твердых частиц:
Удельный вес сухого грунта:
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:
2.3.Размещение сооружения на местности и определение расчетного сопротивления грунтов основания для фундамента шириной b=1м
В курсовом проекте при выборе размещения здания будем руководствоваться тем, чтобы инженерно-геологические условия площадки строительства здания “8-этажный жилой дом” были определены бурением не менее чем двух скважин. Разместим здание “8-этажный жилой дом” так, как показано на рис.4.
Рис.4 Расположение здания на строительной площадке
Мысленно делая разрез между скв.2 искв.4, по рис.3 определяем мощность каждого вскрытого ИГЭ до максимальной глубины бурения. На основании этих измерений вычерчиваем схему, изображенную на рис.5.
Далее производим определение расчетного сопротивления грунтов R основания по II группе предельных состояний для фундамента шириной b=1м и переменной глубине заложения di (см. рис .5), фундамент дважды заглублен в каждый инженерно–геологический элемент:
d1=3+1=4м; d2=9,9-1=8,9м; d3=9,9+1=10,9м; d4=16,5-1=15,5м; d5= =16,5+1 =17,5м; d6=20,4-1=19,4м
Кроме того, определим положение грунтовых вод каждого элемента на глубине 3м, предполагая, что суглинок является водоупором.
Расчетное сопротивление каждого ИГЭ на каждой глубине определяется по формуле 7[1]. Наличие подвала в этом случае не учитываем, поэтому формула 7[1] принимает вид:
R=γс1*γс2*[Мγ*kz*b* γ II + Мq *d1* γ´II +( Мq-1)*db*γ II +Mc*c II]/ k,
где k=1; γс2=1 (здание с гибкой конструктивной схемой); kz=1, так как b=1<10м; Мγ, Мq, Mc – по таб.4[1] в зависимости от φII, γ II и γ´II – осредненные значения удельного веса грунтов, залегающих ниже и выше подошвы соответственно; di= d1… d6; b=1м; γс1 – по табл.3 [1].
γc1 =1,0; γс2=1,0; Кz=1; Mg=0,47; Mq=2,89;
Mc=5,48 ; φII=19; cII=8; d1=3 м.
γII=(20,2*0,8+10,58*6,1+21,3*6,6+19,1*3,9)/(0,8+6,1+6,6+3,9)=17 кН/м3
γII'=20,2 кН/м3
R1=1,0*1,0*(0,47*1,0*1*17+2,89*3*20,2+ 5,48* 8)/ 1=226,96 кПа
2. ИГЭ-1 супесь(I L >0,5):
γc1 =1,0; γс2=1,0; Кz=1; Mg=0,47; Mq=2,89;
Mc=5,48 ; φII=19; cII=8; d2=8,9м.
γII=(10,58*1+21,3*6,6+19,1*3,9)/(1+6,6+3,9)=19,62 кН/м3
γII'=(20,2*2+10,58*1,8+20,2*5,1)/(2+1,8+5,1)=18,25 кН/м3
R1=1,1*1,0*(0,47*1*1*19,62 +2,89*8,9*18,25+5,48*8)/1 =496,75 кПа
3. ИГЭ-2 суглинок (I L <0,5):
γc1 =1,2; γс2=1; Кz=1; M γ=0,43; Mq=2,73;
Mc=5,31 ; φII=18; cII=37кПа; d3=10,9 м.
γII=(21,3*5,6+19,1*3,9)/(5,6+3,9)=20,4 кН/м3 γII'=(21,3*2+20,2*1,8+10,58*6,1+20,2*1)/(2+1,8+6,1+1)=15 кН/м3
R3=1,2*1,0*(0,43*1*1*20,4+2,73*10,9*15+5,31*37)/1=781,9 кПа
4. ИГЭ-2 суглинок (I L <0,5):
γc1 =1,2; γс2=1; Кz=1; M γ=0,43; Mq=2,73;
Mc=5,31 ; φII=18; cII=37кПа; d4=15,5 м.
γII=(21,3*1+19,1*3,9)/(1+3,9)=19,5 кН/м3 γII'=(21,3*2+20,2*1,8+10,58*6,1+20,2*5,6)/(2+1,8+6,1+5,6)=16,56 кН/м3
R3=1,2*1,0*(0,43*1*1*19,5+2,73*15,5*16,56+5,31*37)/1=905,6 кПа
5. ИГЭ-3 песок:
γc1 =1,3; γс2=1,1; Кz=1; M γ=1,24; Mq=5,95;
Mc=8,24 ; φII=31; cII=0,2кПа; d3=17,5 м.
γII=(19,1*2,9)/(2,9)=19,1кН/м3 γII'=(21,3*2+20,2*1,8+10,58*6,1+20,2*5,6+19,1*1)/(2+1,8+6,1+6,6+1)= =15,76кН/м3
R3=1,3*1,1*(1,24*1*1*19,1+5,95*17,5*15,76+8,24*0,2)/1=2234 кПа
6. ИГЭ-3 песок:
γc1 =1,3; γс2=1,1; Кz=1; M γ=1,24; Mq=5,95;
Mc=8,24 ; φII=31; cII=0,2кПа; d3=19,4. γII=(19,1*1)/(1)=19,1кН/м3 γII'=(21,3*2+20,2*1,8+10,58*6,1+20,2*6,6+19,1*2,9)/(2+1,8+6,1+6,6+2,9)= =17,12кН/м3
R3=1,3*1,1*(1,24*1*1*19,1+5,95*19,4*17,12+8,24*0,2)=2862,13 кПа
По полученным данным, а также по данным табл.2 строим эпюры R=f(h) и E=f(h), которые приведены на рис.6.
2.4. Выводы и заключения.
На основании инженерно-геологических условий строительной площадки, значений физико-механических характеристик ИГЭ и выполненных расчетов можно сделать следующие выводы:
1) Проведем классификацию грунтов (ИГЭ) по разным свойствам:
1. ИГЭ-1 – насыпной грунт не пригодный для основания
2. ИГЭ-2 - супесь легкая с включениями органических веществ слабосжимаемый (mv=0,072 м2); пластичная(IL=0,67 ); непросадочный R=226,96кПа, Е= 10 МПа.
3. ИГЭ-3 – суглинок красновато-коричневый , слабосжимаемый (mv=0,038*10-1м2/кН) тугопластичный ( IL=0,44 ); непросадочный R= 781,9 кПа, Е=15МПа.
4. ИГЭ-4 – песок мелкий, серый , слабосжимаемый (mv=0,029*10-3м2/кН); водонасыщенный; средней плотности(е=0,673); непросадочный R=2862,13 кПа , Е=28 МПа.
Рис.5. Схема заглубления условного фундамента при определении R
Рис.6. Эпюры изменений R и E по глубине основания.
Таким образом , все грунты строительной площадки можно использовать в качестве естественного основания (Е>5МПа, R>100 кПа), кроме верхнего насыпного слоя.
Проектируемое здание размещаем на скв.2 буквенными осями по разрезу I-I.
3. Выбор вариантов фундамента.
На основании инженерно-геологических условий площадки строительства (рис.2), конструктивных особенностей здания (рис.1), выводов и заключений изложенных в п.2.5 выбираем следующие варианты фундамента для наиболее нагруженного фундамента под несущую стену №2, для которых Nmax=74тс, М=0, Q=0:
1. Сборный ленточный фундамент с опиранием на ИГЭ-2 .
2. Монолитный ленточный фундамент с опиранием на ИГЭ-2.
3. Плитный фундамент под всем зданием с опиранием на ИГЭ-2.
4.Сборный ленточный фундамент на песчаной подушке с опиранием на ИГЭ-2.
5. Ленточный свайный фундамент из забивных висячих свай с заглублением в ИГЭ-3 и сечением 300х300 и длинной 10м.
6. Ленточный свайный фундамент с заглублением в ИГЭ-4 и сечением 400х400 и длинной 20м.
3.1. Расчет сборного ленточного фундамента(№2) под несущую стену с использованием ИГЭ-2 в качестве естественного основания
3.1.1. Исходные данные
Фундамент №2 является центрально-загруженным по результатам статического расчета: NII=740 кН; MII=0 кНм; QII=0 кН (см.табл.1).
К фундаменту примыкает подвальный этаж с отметкой -2,500 от уровня чистого пола первого этажа (0,000), который поднят над уровнем планировки на 1,150 (см.рис.1).
Назначим конструкцию пола подвала. Учитывая, что уровень грунтовых вод располагается ниже пола подвального этажа, примем конструкцию, изображенную на рис.7.
Рис.7 Конструкция ленточного фундамента
3.1.2. Выбор глубины заложения фундамента
1) Учет геологического разреза территории:
Насыпной слой не рекомендуется использовать в качестве несущего слоя. В качестве несущего слоя принимаю ИГЭ-2 (рис.3). Принимаю глубину заложения фундамента .
2) Учет конструктивных требований:
В здании не имеется колонн, поэтому d2=0.
3) Учет конструктивных особенностей здания – наличие подвального этажа (рис.1):
Отметка обреза фундамента вследствие наличия подвального этажа равна -2,650 м (см.рис.7). Глубина заложения фундамента будет равна:
4) Учет климатических воздействий – глубины возможного промерзания грунтов:
Нормативная глубина промерзания:
Абсолютные значения среднемесячных отрицательных температур Согласно СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»:
- ноябрь -0,50,
- декабрь -5,10,
- январь -7,70,
- февраль -7,00,
- март -4,20,
Тогда Мt=0,5+5,1+7,7+7,0+4,2=24,5
Расчетная глубина промерзания:
5) Учет уровня грунтовых вод
д) Учет технологии и организации работ
Этот показатель не учитываем
е) всем перечисленным требованиям отвечает dmax=3м, который и будем учитывать в дальнейшем.
3.1.3. Определение необходимой ширины фундаментных плит
а) первое приближение, b=1м. Определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле (7) СНиП [2]. При L/H=1,69;
Величина с учетом взвешивающего действия воды:
γII=(20,2*0,8+10,58*6,1+21,3*6,6+19,1*3,9)/(0,8+6,1+6,6+3,9)=17 кН/м3
R1=1*1,0*(0,47*1*1*17+2,89*3*18,1+(2,89-1)* 2,5* 18,1+5,48 *8)/ 1= =294,28 кПа
б) второе приближение. Определяем примерную площадь подошвы на 1м длины фундамента:
где - средний удельный вес грунта и материала фундамента.
R2=1*1,0*(0,47*1*3,04*17+2,89*3*18,1+(2,89-1)* 2,5* 18,1+5,48 *8)/ 1= =310,58 кПа
в) третье приближение.
Принимаем для последующих расчетов b=3,2м (подушка ФЛ 32.12-6). Для стены подвала принимаем фундаментные блоки ФБС 12.6.6.
3.1.3. Конструирование фундамента минимального объема
В качестве материала фундамента назначим тяжелый бетон класса В15. Размеры подушки принимаем шириной 3,2 м; длиной 1,2 м; высотой 0,6м, толщину стены подвала 0,6м; высоту 2,5 м.
3.1.4. Определение нагрузки на основание на 1 м длины подошвы
а) находим объем и вес фундамента
- плита ; ;
- стенка ; .
б) находим вес грунта обратной засыпки на фундаменте:
- справа ;
- слева (вес пола) .
в) определяем усилия от горизонтального давления грунта обратной засыпки на стену подвала. В данном расчете принимаем временную нагрузку на поверхность земли q=10 кПа. По заданию грунт обратной засыпки песок - .
Составляем расчетную схему. Расчеты выполняем, применяя теорию давления грунтов на подпорные стенки.
Приведенная высота слоя грунта выше поверхности планировки:
Вычисляем величины активного давления грунта на стенку:
Рис.8 Определение нагрузок на основание ленточного фундамента
Горизонтальную нагрузку на стену раскладываем на равномерную и треугольную. Для полосы длинной 1м ,
.
Статическую схему подпорной стенки принимаем по рис. Для дальнейшего расчета необходимо определить момент и горизонтальную силу на уровне подошвы. Эти усилия вычисляем по формулам для статически необходимых балок [4]:
где .
г) составляем таблицу усилий на уровне подошвы фундамента на 1м длинны (табл.3 и рис.9 ).
Таблица 3
Определение нагрузок на основание
|
Нагрузки |
NoII, кН/м |
MII, кНм/м |
TII, кН/м |
|
По заданию NoII |
740 |
- |
- |
|
Вес фундамента NфII |
46,08 33 |
- - |
- - |
|
Вес грунта на уступах фундамента N’s N’’s |
60,84 5,72 |
-54,76 5,15 |
- - |
|
Боковое давление грунта |
- |
12,32 |
17,91 |
|
Суммарные |
885,64 |
-37,29 |
17,91 |
Рис.9 Определение нагрузок на основание (пояснение к табл.3)
Эксцентриситеты: е1=е2=1,3/2+0,25=0,9м
Моменты от веса грунта:
3.1.5. Проверка давления на грунт
а) проверяем среднее давление:
R2=1*1,0*(0,47*1*3,2*17+2,89*3*18,1+(2,89-1)* 2,5* 18,1+5,48 *8)/ 1= =311,86 кПа > pII
Конструкция фундамента принята удачно;
б) определяем максимальное давление на грунт:
Проверять минимальное напряжение (условие pmin,II>0) в данном случае нет необходимости.
3.1.6. Определение конечной осадки основания по методу эквивалентного слоя
Вычисляем природное вертикальное напряжение на уровне подошвы фундамента:
Дополнительное давление на грунт:
Определяем коэффициент эквивалентного слоя по табл. Н.А. Цытовича [9] для ленточного фундамента: Aωm=2,54. Толщина эквивалентного слоя hэ= Aωm*b=2,54*3,2=8,128м.
Осадка
Условие не выполняется.
Принимаю:
1) Армированную кладку подземной части, тогда в соответствии с требованиями СНиП Su=15см. Условие выполняется S=13<Su=15 [].
2) для неармированную кладку подземной части условие не выполняется, т.к. S=13<Su=10 []. Принимаю ширину ленточного фундамента b=4,6м.
3.1.7. Определение стоимости варианта
Стоимость варианта определяется в ценах 2004 г. С учетом стоимости подготовительных работ и материалов.
Таблица 4
Объем работ
|
Вид работ |
Ед. изм. |
Объем работ |
|
1. Разработка котлована под 1 фундамент |
1м3 |
0,192+1,5=1,692 |
|
2. Устройство ленточного фундамента |
1м3 |
3,2*0,6*1,0*0,1=0,192 |
|
3. Устройство бетонных фундаментных блоков |
1м3 |
0,6*1*2,5=1,5 |
Таблица 5
Стоимость работ
|
Вид работ |
Объем работ |
Стоимость, руб |
|
|
На единицу |
общая |
||
|
Разработка котлована под 1 фундамент |
1,692 |
4-10 |
6,94 |
|
Устройство ленточного фундамента |
0,192 |
33-50 |
6,43 |
|
Устройство бетонных фундаментных блоков |
1,5 |
29-10 |
43,65 |
3.2. Расчет монолитного ленточного фундамента (№2) под несущую стену с использованием ИГЭ-2 в качестве естественного основания
3.2.1. Исходные данные
Фундамент №2 является центрально-загруженным по результатам статического расчета: NII=740 кН; MII=0 кНм; QII=0 кН (см.табл.1).
К фундаменту примыкает подвальный этаж с отметкой -2,500 от уровня чистого пола первого этажа (0,000), который поднят над уровнем планировки на 1,150 (см.рис.1).
Назначим конструкцию пола подвала. Учитывая, что уровень грунтовых вод располагается ниже пола подвального этажа, примем конструкцию, изображенную на рис.10.
Рис.10 Конструкция ленточного фундамента
3.2.2. Выбор глубины заложения фундамента
1) Учет геологического разреза территории:
Насыпной слой не рекомендуется использовать в качестве несущего слоя. В качестве несущего слоя принимаю ИГЭ-2 (рис.3). Принимаю глубину заложения фундамента .
2) Учет конструктивных требований:
В здании не имеется колонн, поэтому d2=0.
3) Учет конструктивных особенностей здания – наличие подвального этажа (рис.1):
Отметка обреза фундамента вследствие наличия подвального этажа равна -2,650 м (см.рис.7). Глубина заложения фундамента будет равна:
4) Учет климатических воздействий – глубины возможного промерзания грунтов:
Нормативная глубина промерзания:
Абсолютные значения среднемесячных отрицательных температур Согласно СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»:
- ноябрь -0,50,
- декабрь -5,10,
- январь -7,70,
- февраль -7,00,
- март -4,20,
Тогда Мt=0,5+5,1+7,7+7,0+4,2=24,5
Расчетная глубина промерзания:
5) Учет уровня грунтовых вод
д) Учет технологии и организации работ
Этот показатель не учитываем
е) всем перечисленным требованиям отвечает dmax=3м, который и будем учитывать в дальнейшем.
а) первое приближение, b=1м. Определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле (7) СНиП [2]. При L/H=1,69;
Величина с учетом взвешивающего действия воды:
γII=(20,2*0,8+10,58*6,1+21,3*6,6+19,1*3,9)/(0,8+6,1+6,6+3,9)=17 кН/м3
R1=1*1,0*(0,47*1*1*17+2,89*3*18,1+(2,89-1)* 2,5* 18,1+5,48 *8)/ 1= =294,28 кПа
б) второе приближение. Определяем примерную площадь подошвы на 1м длины фундамента:
где - средний удельный вес грунта и материала фундамента.
R2=1*1,0*(0,47*1*3,04*17+2,89*3*18,1+(2,89-1)* 2,5* 18,1+5,48 *8)/ 1= =310,58 кПа
в) третье приближение.
Принимаем для последующих расчетов b=3м.
3.2.3. Конструирование фундамента минимального объема
В качестве материала фундамента назначим тяжелый бетон класса В15. Размеры подушки принимаем шириной 3,0 м; длиной 1,2 м; высотой 0,6м, толщину стены подвала 0,6м; высоту 2,5 м.
3.2.4. Определение нагрузки на основание на 1 м длины подошвы
а) находим объем и вес фундамента
- плита ; ;
- стенка ; .
б) находим вес грунта обратной засыпки на фундаменте:
- справа ;
- слева (вес пола) .
в) определяем усилия от горизонтального давления грунта обратной засыпки на стену подвала. В данном расчете принимаем временную нагрузку на поверхность земли q=10 кПа. По заданию грунт обратной засыпки песок - .
Составляем расчетную схему. Расчеты выполняем, применяя теорию давления грунтов на подпорные стенки.
Приведенная высота слоя грунта выше поверхности планировки:
Вычисляем величины активного давления грунта на стенку:
Рис.11 Определение нагрузок на основание ленточного фундамента
Горизонтальную нагрузку на стену раскладываем на равномерную и треугольную. Для полосы длинной 1м ,
.
Статическую схему подпорной стенки принимаем по рис. Для дальнейшего расчета необходимо определить момент и горизонтальную силу на уровне подошвы. Эти усилия вычисляем по формулам для статически необходимых балок [4]:
где .
г) составляем таблицу усилий на уровне подошвы фундамента на 1м длинны (табл.6 и рис.12 ).
Таблица 6
Определение нагрузок на основание
|
Нагрузки |
NoII, кН/м |
MII, кНм/м |
TII, кН/м |
|
По заданию NoII |
740 |
- |
- |
|
Вес фундамента NфII |
43,2 33 |
- - |
- - |
|
Вес грунта на уступах фундамента N’s N’’s |
60,84 5,72 |
-51,71 4,86 |
- - |
|
Боковое давление грунта |
- |
12,32 |
17,91 |
|
Суммарные |
885,64 |
-34,53 |
17,91 |
Рис.12 Определение нагрузок на основание (пояснение к табл.6)
Эксцентриситеты: е1=е2=1,2/2+0,25=0,85м
Моменты от веса грунта:
3.2.5. Проверка давления на грунт
а) проверяем среднее давление:
R2=1*1,0*(0,47*1*3,0*17+2,89*3*18,1+(2,89-1)* 2,5* 18,1+5,48 *8)/ 1= =310,26 кПа > pII
Конструкция фундамента принята удачно;
б) определяем максимальное давление на грунт:
Проверять минимальное напряжение (условие pmin,II>0) в данном случае нет необходимости.
3.2.6. Определение конечной осадки основания по методу эквивалентного слоя
Вычисляем природное вертикальное напряжение на уровне подошвы фундамента:
Дополнительное давление на грунт:
Определяем коэффициент эквивалентного слоя по табл. Н.А. Цытовича [9] для ленточного фундамента: Aωm=2,54. Толщина эквивалентного слоя hэ= Aωm*b=2,54*3,0=7,62м.
Осадка
Предельную среднюю осадку основания допускается принимать по прил.4 СНиП [1]. Для многоэтажных зданий из армированной кирпичной кладки Su=15 см, что больше S. Условие выполнено [1].
3.2.7. Определение стоимости варианта
Стоимость варианта определяется в ценах 2004 г. С учетом стоимости подготовительных работ и материалов.
Таблица 7
Объем работ
|
Вид работ |
Ед. изм. |
Объем работ |
|
1. Разработка котлована под 1 фундамент |
1м3 |
0,18+1,5=1,68 |
|
2. Устройство ленточного фундамента |
1м3 |
3,0*0,6*1,0*0,1=0,18 |
|
3. Устройство бетонных фундаментных блоков |
1м3 |
0,6*1*2,5=1,5 |
Таблица 8
Стоимость работ
|
Вид работ |
Объем работ |
Стоимость, руб |
|
|
На единицу |
общая |
||
|
Разработка котлована под 1 фундамент |
1,68 |
4-10 |
6,89 |
|
Устройство ленточного фундамента |
0,18 |
33-50 |
6,0 |
|
Устройство бетонных фундаментных блоков |
1,5 |
29-10 |
43,65 |
3.3. Расчет ленточного свайного фундамента под наружную стену жилого дома с несущими стенами из кирпича.
3.3.1 Выбор глубины заложения ростверка
а) учет конструктивных требований. По конструктивным соображениям глубина заложения ростверка принимается:
б) учет возможного промерзания грунта. По табл. 2 СНиП [1] глубина заложения ростверка не зависит от глубины промерзания. Принимаем глубину заложения ростверка d=0,84м;
в) выбор глубины заложения ростверка. Всем перечисленным требованиям удовлетворяет величина d=350 см, которую и принимаем для последующих расчетов.
3.3.2. Выбор типа, материала и конструкции свай
По геологическим условиям тип сваи – висячая.
В прочный грунт (по величине Е) нижний конец сваи рекомендуется заглублять не менее 1,5…3м.
Для заданных геологических условий строительной площадки проектируем свайный фундамент из сборных железобетонных свай марки СНпр10-30 длиной L=10м с размером стороны квадратного поперечного сечения b=0,3м и длиной острия l=0,25м.
Свая погружается с помощью забивки дизель- молотом.
3.3.3. Определение несущей способности
Несущую способность висячей сваи найдем по формуле (8) СНиП [8]:
По табл 1 СНиП [8] для суглинка с показателем текучести IL=0,462 и глуьиной погружения сваи 2,7+0,8+10,0+0,25=13,75м, интерполируя, находим расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R=2,162МПа. По табл.3 СНиП [8] для свай, погруженных с помощью дизель-молотов, находим значение коэффициентов условия работы грунта под нижним концом сваи γcR=1,0 и по боковой поверхности γcf=1,0.
Толщу грунтов, прорезаемую сваей, разбиваем на слой толщиной не более 2м. Для первого слоя грунта при средней глубине расположения слоя z1=4,5 м для суглинка с показателем текучести IL=0,462 по табл. 2 СНиП [8] находим с помощью интерполяции f1=0,0119 МПа. Для второго слоя грунта при средней глубине z2=6,5 м, интерполируя по той же таблице, находим f2=0,01248 МПа. Для третьего слоя грунта z3=8,5 м находим f3=0,0145 МПа. Для четвертого слоя z4=9,7 м находим f4=0,01765 МПа. Для пятого слоя z5=10,9 м f5=0,03 МПа. Для шестого слоя z6=12,7 м f5=0,0308 МПа. Площадь поперечного сечения сваи А=0,3*0,3=0,09 м2, периметр u=0,3*4=1,2 м.
Несущая способность одиночной сваи после подстановки данных в формулу (8) [8] будет равна:
Рис.12 К определению расчетной нагрузки на сваю (размеры в метрах)
3.3.4 Определение несущей способности одиночной висячей сваи по материалу
Несущая способность сваи по материалу рассчитывается в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84 [8] и определяется по формуле:
3.3.5. Выбор несущей способности одиночной висячей сваи
Для дальнейших расчетов выбираем наименьшую из двух значений несущей способности сваи по грунту и материалу, т.е. Fd=0,99МН.
Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, по формуле (2) СНиП [15] составит:
3.3.6. Определение количества свай на 1 м длины
Находим требуемое количество свай на 1 м длины:
Принимаем две сваи на 1 м длины фундамента.
3.3.7. Конструирование ростверка
По конструктивным соображениям высоту ростверка принимаем 0,8 м, ширину 1,6м. Стену подвала примем из четырех стеновых блоков марки ФБС 12.6.6., каждый из которых имеет размеры: высоту 0,6 м, ширину 0,6 м, длину 1,2 м и вес 0,76 т; и одного доборного блока ФБС 12.3.6. размерами: высота 0,3 м, ширина 0,6 м, длина 1,2 м и вес 0,38 т.
Момент инерции ростверка:
Длина полуоснования эпюры нагрузки:
3.3.8. Определение веса ростверка и грунта на его ступенях
Вес ростверка и грунта на его ступенях вычисляем на 1 м длины фундамента:
Вес грунта, расположенного на ростверке:
Вес грунта со стороны подвала:
Вес всех стеновых фундаментных на 1 м их длины:
Определяем нагрузку, приходящуюся на одну сваю:
Условие, вычисленное по формуле (2) СНиП [15], выполняется, следовательно, фундамент запроектирован правильно.
3.3.9. Определение размеров условного свайного фундамента
Вычисляем осредненный угол внутреннего трения основания, прорезаемого сваей, по формуле:
Найдем ширину условного фундамента:
Определим вес свай, имея ввиду, что вес сваи СНпр10-30 равен 0,0229МН.
Определим удельный вес грунта второго слоя с учетом взвешивающего действия воды:
Вес грунта в объеме АБВГ с учетом взвешивающего действия в грунте второго слоя:
Нормативная нагрузка от веса ростверка и пяти стеновых фундаментных блоков была найдена ранее и составила соответственно
3.3.10. Проверка давления на грунт по подошве условного фундамента
Среднее давление под подошвой условного фундамента составит:
3.3.11. Определение расчетного сопротивления грунта основания под подошвой условного фундамента
Расчетное сопротивление грунта основания несущего слоя под подошвой условного фундамента определяется по формуле (7) СНиП [1].
По табл.4 СНиП [1] для супеси, на которую опирается подошва условного фундамента, имеющего угол внутреннего трения φII=18, находим значение безразмерных коэффициентов
С учетом взвешивающего действия воды определим осредненный удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:
Приведенная глубина заложения подошвы условного фундамента от отметки пола подвала в соответствии с п.2.41 СНиП [1] составит:
Значение db=2,5 м. По табл.3 СНиП[1] для суглинка и отношения L/H=1,7 находим значения коэффициентов условия работы .
Расчетное сопротивление грунта основания несущего слоя под подошвой условного фундамента составит:
Основное требование расчета по второй группе предельных состояний выполняется, т.к.
3.3.12.Определение осадки свайного фундамента по схеме деформируемого полупространства методом послойного суммирования
Найдем напряжения от собственного веса грунта в уровне подошвы условного фундамента по формуле:
Вычислим значения напряжений от собственного веса:
Вычислим дополнительное давление в уровне подошвы условного фундамента по формуле:
Полученные значения ординат напряжений отложим на геологическом разрезе и построим эпюру напряжений от собственного веса грунта и вспомогательную эпюру.
Для построения эпюры дополнительных вертикальных напряжений в толще грунта воспользуемся данными таблицы 1 СНиП [1] и формулой 2 СНиП [1]. Чтобы избежать интерполяции, по этой таблице задаемся соотношением ζ=0,4, тогда высота эквивалентного слоя грунта составит
Проверим выполнение условия , т.е. 0,427<0,4*2,136=0,854 – условие выполняется.
Вычисления проведем в табличной форме, воспользовавшись последним столбцом табл. 1 СНиП [1], имея ввиду, что расчет выполняется для ленточного фундамента, у которого =l/b10.
Таблица 9
Расчет осадки свайного фундамента методом суммирования
|
Наименование грунта |
№ точки |
zi, м |
= |
zgi, МПа |
zp,i, МПа |
|
|
Суглинок Е=15 МПа |
0 |
0 |
0 |
1,000 |
0,28 |
0,5733 |
|
1 |
0,427 |
0,4 |
0,977 |
0,284 |
0,5693 |
|
|
2 |
0,854 |
0,8 |
0,881 |
0,288 |
0,5653 |
|
|
3 |
1,281 |
1,2 |
0,775 |
0,292 |
0,5613 |
|
|
4 |
1,708 |
1,6 |
0,642 |
0,296 |
0,5573 |
|
|
5 |
2,135 |
2,0 |
0,550 |
0,300 |
0,5533 |
|
|
6 |
2,562 |
2,4 |
0,477 |
0,304 |
0,5493 |
|
|
7 |
2,989 |
2,8 |
0,420 |
0,308 |
0,5453 |
|
|
Песок мелкий Е=26 МПа |
8 |
3,416 |
3,2 |
0,374 |
0,312 |
0,5413 |
|
9 |
3,843 |
3,6 |
0,337 |
0,316 |
0,5373 |
|
|
10 |
4,270 |
4,0 |
0,306 |
0,320 |
0,5333 |
|
|
11 |
4,697 |
4,4 |
0,280 |
0,324 |
0,5293 |
|
|
12 |
5,124 |
4,8 |
0,258 |
0,328 |
0,5253 |
|
|
13 |
5,551 |
5,2 |
0,239 |
0,332 |
0,5213 |
|
|
14 |
5,978 |
5,6 |
0,223 |
0,336 |
0,5173 |
|
|
15 |
6,405 |
6,0 |
0,208 |
0,34 |
0,5133 |
Рис.13 Расчетная схема к проверке напряжений и осадок свайного фундамента
Вычисляем осадку способом послойного суммирования:
Что меньше предельно допустимой осадки для данного типа здания su=15 см (прил.4 СНиП [2]). Основное условие второй группы предельных состояний выполняется.
Определения осадки с помощью метода послойного суммирования допускается для определения осадок ленточных свайных фундаментов.
В соответствии с рекомендациями приложения СНиП [7] осадка s, м (см) ленточных свайных фундаментов с одно- и двухрядным расположением свай (при расстоянии между сваями 3-4d) определяется по формуле приложения 3 СНиП [7]:
s = ,
где n - погонная нагрузка на свайный фундамент, кН/м, с учетом веса фундамента в виде массива грунта со сваями, ограниченного: сверху - поверхностью планировки; с боков - вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов свай; снизу – плоскостью, проходящей через нижние концы свай,
n =0,74+0,032+0,0285+0,0458+0,6276 = 1,47 МН/м;
v - коэффициент Пуассона грунта в пределах сжимаемой толщи, определяемый в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83, v = 0,3; E – модуль деформации, равный 16400 кПа; 0 - коэффициент, принимаемый по номограмме приложения 3 СНиП [7] в зависимости от коэффициента Пуассона v(), приведенной ширины фундамента (где b - ширина фундамента, принимаемая по наружным граням крайних рядов свай; h – глубина погружения свай) и приведенной глубины сжимаемой толщи Hc/h (Hc - глубина сжимаемой толщи).
Определяем 0 по номограмме приложения 3 СНиП [7] - 0 = 2,4. Тогда осадка свайного фундамента будет равна:
s = 15 см (см. приложение 4 СНиП [2]).
Условие s su выполняется, 6,215 см, значит, свайный фундамент запроектирован правильно.
После завершения расчетов подбирают сваебойное оборудование, определяют технико-экономические показатели данного варианта и, если он окажется рациональным, производят расчет прочности тела ростверка и подбирают необходимое сечение арматуры по нормам проектирования бетонных и железобетонных конструкций.
3.3.12. Определение стоимости варианта
Стоимость варианта определяется в ценах 2004 г. С учетом стоимости подготовительных работ и материалов.
Таблица 10
Объем работ
|
Вид работ |
Ед. изм. |
Объем работ |
|
Монолитный железобетонный ростверк |
1м3 |
0,8*1,6*1=1,28 |
|
Забивка свай |
1м3 |
0,3*0,3*10*10=9 |
|
Рытье котлована, объем вытесненного фундамента |
1м3 |
1,28+9=10,28 |
Таблица 11
Стоимость работ
|
Вид работ |
Объем работ |
Стоимость, руб |
|
|
На единицу |
общая |
||
|
Монолитный железобетонный ростверк |
1,28 |
30,0 |
38,4 |
|
Забивка свай |
9 |
66,0 |
594,0 |
|
Устройство бетонных фундаментных блоков |
10,28 |
4,715 |
48,47 |
4. Расчет и конструирование фундаментов, указанных на схеме здания
Сравнивая стоимость рассмотренных выше вариантов по табл. 8,11, определяем, что наиболее экономичен вариант монолитного ленточного железобетонного фундамента с использованием в качестве естественного основания одного из ИГЭ( см.табл.8).
Расчет фундаментов 1,3,4,5,6 выполняются аналогичным образом по методике, указанной выше.
Расчет и конструирование фундаментов, указанных на схеме здания, после выбора наиболее экономичного варианта можно выполнить и на ЭВМ по программе “Листопад”.
Расчет ленточных фундаментов в программе “Листопад” проводится по 2 группам предельных состояний и сводится к следующему:
1) вводятся исходные данные;
2) в результате расчета получаем размеры подошвы фундамента b и l, конструкцию фундамента минимального объема, осадку фундамента.
Фундамент №1
ОБЩИЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОБЪЕКТА (размерности в тс и м)
Удельный вес Y1=1.17, 2.02, 2.13, 1.91
Y2=1.17, 2.02, 2.14, 1.91
Сцепление C1=0.5 , 2.5,
C2=0.8, 3.7, 0.2
Угол внутр. трения F1=17, 16, 28
F2=19, 18, 31
Коэфф.пористости е=0.607, 0.53, 0.67
Модуль деформации E=1000, 1500, 2600, Грунт засыпки Y11=1.65, Y21=1.80, C11=0.09, C21=0.10, F11=28.0, F21=30.00, e=0.00
Нормат.нагрузки на ┌ N =52
веpх cтены фунда- ┤ M= 0
мента (на 1 пог.м) └ Q = 0
И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е
Номер расчета 1
Отм.планировки OPL=0.00 м
Отм.верха фундам.плиты OVF=-2.50 м
Отм.поверхн.грунта справа (или пола подвала ) OPP=-2.30 м
Отм.верха стены фундамента (или низа перекрыт.) ONP=-0.20 м
Признак наличия перекрытия (есть- 1 , нет- 0 или 2) PP=1
Толщина стены фундам.(BS), толщ.стены 1-го этажа (BSE) BS=0.60 м BSE=0.51 м
Ширина подвала BP=6.00 м
Нагрузка на грунт слева QG=1.00 т/кв.м
Нагрузка на грунт справа ( или на пол подвала ) QGP=0.00 т/кв.м
Материал стены фундам.:сопрот.кладки сжатию RS=1280 т/кв.м
модуль упругости кладки ESZ=2300 т/кв.м
растяж.при изгибе по неперев.сечен. RTB=7500 т/кв.м
Отметка природного рельефа OPR=-0.15 м
Отм.уровня грунтов. вод OGV=-3.8 м
Номер грунта:1 ; 2 ; 3 ; 4
Высота слоя: 2.5 ; 3 ; 4.5 ; 2.5
Привед.коэфф.для определ.расч.сопрот.основания YC1*YC2/K=1.1
Коэфф.условий работы основания на коэфф.надежн. YC/YN=1.0
Коэфф.повыш.расч.сопрот.основан.(если S<0.4*Sпред. ) KR=1.0
Hаличие конcтр. препятcтв. повороту фундам.(еcть-1,нет-0) =0
Длина фундамента LF=40.00
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Ширина фундамента BF – 3.90 м
Расч.сопрот.грунта под подошвой R – 21.48 т/кв.м
Cреднее давление под подошвой РS – 21.23 т/кв.м
Максимальное давление под подошвой PMAX – 23.96 т/кв.м
Осадка S - 0.083 м
Проcадка SP - 0.000 м
Глубина сжимаемой толщи HST – 15.09 м
По устойчивости:
Расчетная нагрузка на основание F – 88.25 т
Сила предельного сопротивления основания NU*YC/YN – 139.57 т
Сдвигающая сила TSD – 4.55 т
Удерживающая сила TUD*YC/YN – 42.24 т
Среднее сечение стены подвала:
расстояние до сечения от верха стены 1.22 м
момент в сечении -1.58 тм
вертикальная сила 83.33 т
максимально возможное усилие по прочности 741.79 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 741.79 т
Нижнее сечение стены подвала:
момент в сечении 0.74 тм
вертикальная сила 85.04 т
максимально возможное усилие по прочности 756.54 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 756.54 т
Габариты монолитного фундамента BF=4.60 м
ZP=0.9 м
KB=15.0 м
FA=14.60 кв.см/м
Ширина раскрытия трещин в сечении у края стены а = 0.35 мм
Фундамент №2
ОБЩИЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОБЪЕКТА (размерности в тс и м)
Удельный вес Y1=1.17, 2.02, 2.13, 1.91
Y2=1.17, 2.02, 2.14, 1.91
Сцепление C1=0.5 , 2.5,
C2=0.8, 3.7, 0.2
Угол внутр. трения F1=17, 16, 28
F2=19, 18, 31
Коэфф.пористости е=0.607, 0.53, 0.67
Модуль деформации E=1000, 1500, 2600, Грунт засыпки Y11=1.65, Y21=1.80, C11=0.09, C21=0.10, F11=28.0, F21=30.00, e=0.00
Нормат.нагрузки на ┌ N =74
веpх cтены фунда- ┤ M= 0
мента (на 1 пог.м) └ Q = 0
И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е
Номер расчета 2
Отм.планировки OPL=0.00 м
Отм.верха фундам.плиты OVF=-2.50 м
Отм.поверхн.грунта справа (или пола подвала ) OPP=-2.30 м
Отм.верха стены фундамента (или низа перекрыт.) ONP=-0.20 м
Признак наличия перекрытия (есть- 1 , нет- 0 или 2) PP=1
Толщина стены фундам.(BS), толщ.стены 1-го этажа (BSE) BS=0.60 м BSE=0.51 м
Ширина подвала BP=6.00 м
Нагрузка на грунт слева QG=1.00 т/кв.м
Нагрузка на грунт справа ( или на пол подвала ) QGP=0.00 т/кв.м
Материал стены фундам.:сопрот.кладки сжатию RS=1280 т/кв.м
модуль упругости кладки ESZ=2300 т/кв.м
растяж.при изгибе по неперев.сечен. RTB=7500 т/кв.м
Отметка природного рельефа OPR=0.00 м
Отм.уровня грунтов. вод OGV=-3.8 м
Номер грунта:1 ; 2 ; 3 ; 4
Высота слоя: 2.5 ; 3 ; 4.5 ; 2.5
Привед.коэфф.для определ.расч.сопрот.основания YC1*YC2/K=1.1
Коэфф.условий работы основания на коэфф.надежн. YC/YN=1.0
Коэфф.повыш.расч.сопрот.основан.(если S<0.4*Sпред. ) KR=1.0
Hаличие конcтр. препятcтв. повороту фундам.(еcть-1,нет-0) =0
Длина фундамента LF=40.00 м
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Ширина фундамента BF – 4.60 м
Расч.сопрот.грунта под подошвой R – 21.10 т/кв.м
Cреднее давление под подошвой РS – 18.51 т/кв.м
Максимальное давление под подошвой PMAX – 20.80 т/кв.м
Осадка S - 0.091 м
Проcадка SP - 0.000 м
Глубина сжимаемой толщи HST – 12.89 м
По устойчивости:
Расчетная нагрузка на основание F – 65.25 т
Сила предельного сопротивления основания NU*YC/YN – 107.96 т
Сдвигающая сила TSD – 4.55 т
Удерживающая сила TUD*YC/YN – 31.91 т
Среднее сечение стены подвала:
расстояние до сечения от верха стены 1.22 м
момент в сечении -1.36 тм
вертикальная сила 59.13 т
максимально возможное усилие по прочности 735.66 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 735.66 т
Нижнее сечение стены подвала:
момент в сечении 0.52 тм
вертикальная сила 60.84 т
максимально возможное усилие по прочности 756.75 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 756.75 т
Габариты монолитного фундамента BF=3.90 м
ZP=0.9 м
KB=15.0 м
FA=8.32 кв.см/м
Ширина раскрытия трещин в сечении у края стены а = 0.00 мм
Фундамент №3
ОБЩИЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОБЪЕКТА (размерности в тс и м)
Удельный вес Y1=1.17, 2.02, 2.13, 1.91
Y2=1.17, 2.02, 2.14, 1.91
Сцепление C1=0.5 , 2.5,
C2=0.8, 3.7, 0.2
Угол внутр. трения F1=17, 16, 28
F2=19, 18, 31
Коэфф.пористости е=0.607, 0.53, 0.67
Модуль деформации E=1000, 1500, 2600, Грунт засыпки Y11=1.65, Y21=1.80, C11=0.09, C21=0.10, F11=28.0, F21=30.00, e=0.00
Нормат.нагрузки на ┌ N =48
веpх cтены фунда- ┤ M= 0
мента (на 1 пог.м) └ Q = 0
И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е
Номер расчета 3
Отм.планировки OPL=0.00 м
Отм.верха фундам.плиты OVF=-2.50 м
Отм.поверхн.грунта справа (или пола подвала ) OPP=-2.30 м
Отм.верха стены фундамента (или низа перекрыт.) ONP=-0.20 м
Признак наличия перекрытия (есть- 1 , нет- 0 или 2) PP=1
Толщина стены фундам.(BS), толщ.стены 1-го этажа (BSE) BS=0.60 м BSE=0.51 м
Ширина подвала BP=6.00 м
Нагрузка на грунт слева QG=1.00 т/кв.м
Нагрузка на грунт справа ( или на пол подвала ) QGP=0.00 т/кв.м
Материал стены фундам.:сопрот.кладки сжатию RS=1280 т/кв.м
модуль упругости кладки ESZ=2300 т/кв.м
растяж.при изгибе по неперев.сечен. RTB=7500 т/кв.м
Отметка природного рельефа OPR=0.00 м
Отм.уровня грунтов. вод OGV=-3.8 м
Номер грунта:1 ; 2 ; 3 ; 4
Высота слоя: 2.5 ; 3 ; 4.5 ; 2.5
Привед.коэфф.для определ.расч.сопрот.основания YC1*YC2/K=1.1
Коэфф.условий работы основания на коэфф.надежн. YC/YN=1.0
Коэфф.повыш.расч.сопрот.основан.(если S<0.4*Sпред. ) KR=1.0
Hаличие конcтр. препятcтв. повороту фундам.(еcть-1,нет-0) =0
Длина фундамента LF=40.00 м
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Ширина фундамента BF – 3.60 м
Расч.сопрот.грунта под подошвой R – 20.94 т/кв.м
Cреднее давление под подошвой РS – 18.53 т/кв.м
Максимальное давление под подошвой PMAX – 20.54 т/кв.м
Осадка S - 0.079 м
Проcадка SP - 0.000 м
Глубина сжимаемой толщи HST – 11.69 м
По устойчивости:
Расчетная нагрузка на основание F – 60.27 т
Сила предельного сопротивления основания NU*YC/YN – 96.74 т
Сдвигающая сила TSD – 4.54 т
Удерживающая сила TUD*YC/YN – 29.57 т
Среднее сечение стены подвала:
расстояние до сечения от верха стены 1.22 м
момент в сечении -1.32 тм
вертикальная сила 54.73 т
максимально возможное усилие по прочности 733.93 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 733.93 т
Нижнее сечение стены подвала:
момент в сечении 0.48 тм
вертикальная сила 56.44 т
максимально возможное усилие по прочности 756.81 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 756.81 т
Габариты монолитного фундамента BF=3.60 м
ZP=0.9 м
KB=15.0 м
FA=6.78 кв.см/м
Ширина раскрытия трещин в сечении у края стены а = 0.00 мм
Фундамент №4
ОБЩИЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОБЪЕКТА (размерности в тс и м)
Удельный вес Y1=1.17, 2.02, 2.13, 1.91
Y2=1.17, 2.02, 2.14, 1.91
Сцепление C1=0.5 , 2.5,
C2=0.8, 3.7, 0.2
Угол внутр. трения F1=17, 16, 28
F2=19, 18, 31
Коэфф.пористости е=0.607, 0.53, 0.67
Модуль деформации E=1000, 1500, 2600, Грунт засыпки Y11=1.65, Y21=1.80, C11=0.09, C21=0.10, F11=28.0, F21=30.00, e=0.00
Нормат.нагрузки на ┌ N =37
веpх cтены фунда- ┤ M= 0
мента (на 1 пог.м) └ Q = 0
И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е
Номер расчета 4
Отм.планировки OPL=0.00 м
Отм.верха фундам.плиты OVF=-2.50 м
Отм.поверхн.грунта справа (или пола подвала ) OPP=-2.30 м
Отм.верха стены фундамента (или низа перекрыт.) ONP=-0.20 м
Признак наличия перекрытия (есть- 1 , нет- 0 или 2) PP=1
Толщина стены фундам.(BS), толщ.стены 1-го этажа (BSE) BS=0.60 м BSE=0.51 м
Ширина подвала BP=0.00 м
Нагрузка на грунт слева QG=1.00 т/кв.м
Нагрузка на грунт справа ( или на пол подвала ) QGP=0.00 т/кв.м
Материал стены фундам.:сопрот.кладки сжатию RS=1280 т/кв.м
модуль упругости кладки ESZ=2300 т/кв.м
растяж.при изгибе по неперев.сечен. RTB=7500 т/кв.м
Отметка природного рельефа OPR=0.00 м
Отм.уровня грунтов. вод OGV=-3.8 м
Номер грунта:1 ; 2 ; 3 ; 4
Высота слоя: 2.5 ; 3 ; 4.5 ; 2.5
Привед.коэфф.для определ.расч.сопрот.основания YC1*YC2/K=1.1
Коэфф.условий работы основания на коэфф.надежн. YC/YN=1.0
Коэфф.повыш.расч.сопрот.основан.(если S<0.4*Sпред. ) KR=1.0
Hаличие конcтр. препятcтв. повороту фундам.(еcть-1,нет-0) =0
Длина фундамента 12м.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Ширина фундамента BF – 2.70 м
Расч.сопрот.грунта под подошвой R – 20.44 т/кв.м
Cреднее давление под подошвой РS – 18.96 т/кв.м
Максимальное давление под подошвой PMAX – 19.57 т/кв.м
Осадка S - 0.049 м
Проcадка SP - 0.000 м
Глубина сжимаемой толщи HST – 8.66 м
По устойчивости:
Расчетная нагрузка на основание F – 46.26 т
Сила предельного сопротивления основания NU*YC/YN – 64.71 т
Сдвигающая сила TSD – 4.54 т
Удерживающая сила TUD*YC/YN – 22.94 т
Среднее сечение стены подвала:
расстояние до сечения от верха стены 1.22 м
момент в сечении -1.21 тм
вертикальная сила 42.63 т
максимально возможное усилие по прочности 727.25 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 727.25 т
Нижнее сечение стены подвала:
момент в сечении 0.37 тм
вертикальная сила 44.34 т
максимально возможное усилие по прочности 757.02 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 757.02 т
Габариты монолитного фундамента BF=2.70 м
ZP=0.9 м
KB=15.0 м
FA=3.33 кв.см/м
Ширина раскрытия трещин в сечении у края стены а = 0.00 мм
Фундамент №5
ОБЩИЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОБЪЕКТА (размерности в тс и м)
Удельный вес Y1=1.17, 2.02, 2.13, 1.91
Y2=1.17, 2.02, 2.14, 1.91
Сцепление C1=0.5 , 2.5,
C2=0.8, 3.7, 0.2
Угол внутр. трения F1=17, 16, 28
F2=19, 18, 31
Коэфф.пористости е=0.607, 0.53, 0.67
Модуль деформации E=1000, 1500, 2600, Грунт засыпки Y11=1.65, Y21=1.80, C11=0.09, C21=0.10, F11=28.0, F21=30.00, e=0.00
Нормат.нагрузки на ┌ N =46
веpх cтены фунда- ┤ M= 0
мента (на 1 пог.м) └ Q = 0
И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е
Номер расчета 5
Отм.планировки OPL=0.00 м
Отм.верха фундам.плиты OVF=-2.50 м
Отм.поверхн.грунта справа (или пола подвала ) OPP=-2.30 м
Отм.верха стены фундамента (или низа перекрыт.) ONP=-0.20 м
Признак наличия перекрытия (есть- 1 , нет- 0 или 2) PP=1
Толщина стены фундам.(BS), толщ.стены 1-го этажа (BSE) BS=0.60 м BSE=0.51 м
Ширина подвала BP=0.00 м
Нагрузка на грунт слева QG=1.00 т/кв.м
Нагрузка на грунт справа ( или на пол подвала ) QGP=0.00 т/кв.м
Материал стены фундам.:сопрот.кладки сжатию RS=1280 т/кв.м
модуль упругости кладки ESZ=2300 т/кв.м
растяж.при изгибе по неперев.сечен. RTB=7500 т/кв.м
Отметка природного рельефа OPR=0.00 м
Отм.уровня грунтов. вод OGV=-3.8 м
Номер грунта:1 ; 2 ; 3 ; 4
Высота слоя: 2.5 ; 3 ; 4.5 ; 2.5
Привед.коэфф.для определ.расч.сопрот.основания YC1*YC2/K=1.1
Коэфф.условий работы основания на коэфф.надежн. YC/YN=1.0
Коэфф.повыш.расч.сопрот.основан.(если S<0.4*Sпред. ) KR=1.0
Hаличие конcтр. препятcтв. повороту фундам.(еcть-1,нет-0) =0
Длина фундамента 5м.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Ширина фундамента BF – 3.00 м
Расч.сопрот.грунта под подошвой R – 20.61 т/кв.м
Cреднее давление под подошвой РS – 20.17 т/кв.м
Максимальное давление под подошвой PMAX – 21.33 т/кв.м
Осадка S - 0.075 м
Проcадка SP - 0.000 м
Глубина сжимаемой толщи HST – 6.40 м
По устойчивости:
Расчетная нагрузка на основание F – 54.53 т
Сила предельного сопротивления основания NU*YC/YN – 80.59 т
Сдвигающая сила TSD – 3.44 т
Удерживающая сила TUD*YC/YN – 26.69 т
Среднее сечение стены подвала:
расстояние до сечения от верха стены 1.24 м
момент в сечении -1.02 тм
вертикальная сила 52.57 т
максимально возможное усилие по прочности 741.12 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 741.12 т
Нижнее сечение стены подвала:
момент в сечении 0.46 тм
вертикальная сила 54.24 т
максимально возможное усилие по прочности 756.84 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 756.84 т
Габариты монолитного фундамента BF=3.00 м
ZP=0.9 м
KB=15.0 м
FA=4.61 кв.см/м
Ширина раскрытия трещин в сечении у края стены а = 0.00 мм
Фундамент №6
ОБЩИЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОБЪЕКТА (размерности в тс и м)
Удельный вес Y1=1.17, 2.02, 2.13, 1.91
Y2=1.17, 2.02, 2.14, 1.91
Сцепление C1=0.5 , 2.5,
C2=0.8, 3.7, 0.2
Угол внутр. трения F1=17, 16, 28
F2=19, 18, 31
Коэфф.пористости е=0.607, 0.53, 0.67
Модуль деформации E=1000, 1500, 2600, Грунт засыпки Y11=1.65, Y21=1.80, C11=0.09, C21=0.10, F11=28.0, F21=30.00, e=0.00
Нормат.нагрузки на ┌ N =20
веpх cтены фунда- ┤ M= 0
мента (на 1 пог.м) └ Q = 0
И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е
Номер расчета 5
Отм.планировки OPL=0.00 м
Отм.верха фундам.плиты OVF=-2.50 м
Отм.поверхн.грунта справа (или пола подвала ) OPP=-2.30 м
Отм.верха стены фундамента (или низа перекрыт.) ONP=-0.20 м
Признак наличия перекрытия (есть- 1 , нет- 0 или 2) PP=1
Толщина стены фундам.(BS), толщ.стены 1-го этажа (BSE) BS=0.60 м BSE=0.51 м
Ширина подвала BP=6.00 м
Нагрузка на грунт слева QG=1.00 т/кв.м
Нагрузка на грунт справа ( или на пол подвала ) QGP=0.00 т/кв.м
Материал стены фундам.:сопрот.кладки сжатию RS=1280 т/кв.м
модуль упругости кладки ESZ=2300 т/кв.м
растяж.при изгибе по неперев.сечен. RTB=7500 т/кв.м
Отметка природного рельефа OPR=0.00 м
Отм.уровня грунтов. вод OGV=-3.8 м
Номер грунта:1 ; 2 ; 3 ; 4
Высота слоя: 2.5 ; 3 ; 4.5 ; 2.5
Привед.коэфф.для определ.расч.сопрот.основания YC1*YC2/K=1.1
Коэфф.условий работы основания на коэфф.надежн. YC/YN=1.0
Коэфф.повыш.расч.сопрот.основан.(если S<0.4*Sпред. ) KR=1.0
Hаличие конcтр. препятcтв. повороту фундам.(еcть-1,нет-0) =0
Длина фундамента 12м.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Ширина фундамента BF – 1.50 м
Расч.сопрот.грунта под подошвой R – 27.93 т/кв.м
Cреднее давление под подошвой РS – 16.50 т/кв.м
Максимальное давление под подошвой PMAX – 19.86 т/кв.м
Осадка S - 0.069 м
Проcадка SP - 0.000 м
Глубина сжимаемой толщи HST – 7.73 м
По устойчивости:
Расчетная нагрузка на основание F – 26.84 т
Сила предельного сопротивления основания NU*YC/YN – 28.93 т
Сдвигающая сила TSD – 4.52 т
Удерживающая сила TUD*YC/YN – 14.00 т
Среднее сечение стены подвала:
расстояние до сечения от верха стены 1.22 м
момент в сечении -1.04 тм
вертикальная сила 23.93 т
максимально возможное усилие по прочности 702.36 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 702.36 т
Нижнее сечение стены подвала:
момент в сечении 0.20 тм
вертикальная сила 25.64 т
максимально возможное усилие по прочности 757.76 т
максимально возможное усилие по трещиноcтойкости 757.76 т
Габариты монолитного фундамента BF=1.80 м
ZP=0.9 м
KB=15.0 м
FA=1.11 кв.см/м
Ширина раскрытия трещин в сечении у края стены а = 0.00 мм
5. Определение относительных осадок оснований фундаментов
Расчет позволяет определить степень неравномерности осадок соседних фундаментов и влияние на эксплуатационные свойства здания. Согласно таблице прил.4 [1] для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования предельно допустимая относительная разность осадок основания , таким образом должно выполняться условие:
1. Фундамент №1-№2: S1=0,089 м, S2=0,083 м,
2. Фундамент №2-№3: S2=0,089 м, S3=0,079 м,
3. Фундамент №2-№5: S2=0,089 м, S2=0,075 м,
4. Фундамент №5-№6: S1=0,075 м, S2=0,069 м,
Во всех случаях условие выполняется, для данных грунтовых условий имеющаяся неравномерность соседних фундаментов допустима.
6. Расчет осадки фундамента №2 во времени
Для расчета затухания осадок во времени воспользуемся методом эквивалентного слоя Н. А. Цытовича, когда слои грунта будут испытывать уплотнение в пределах расчетной мощности сжимаемой толщи, т.е. Н=2hэ=12,89 м.
Поскольку уплотняющее напряжение уменьшается с глубиной, водопроницаемость нижнего слоя меньше водопроницаемости верхнего слоя и ниже Н=12,89 м нет слоев со свободным выходом воды, то выбираем вид уплотняющего давления по эпюре 2 с односторонней фильтрацией воды.
Так как имеется слоистое напластование грунтов, произведем их замену условно однородным грунтом со средними характеристиками.
1) Средний коэффициент относительной сжимаемости mvm=0,46*10-41/кПА
Коэффициент консолидации: kф=0.006 м/год
cv=0,006/(0,46*10-410)=13,4 м2/год.
Тогда время, необходимое для уплотнения грунта до заданной степени U по формуле (6.74) [9], находим следующим образом [для эпюры 2 (N=N2)]:
t===5,03 N2
Задаемся значениями U и вычисляем t:
U=0,1 st=0,19,1=0,91 см t=5,030,005=0,025 года;
U=0,2 st=0,29,1=1,82 см t=5,030,02=0,1 года;
U=0,3 st=0,39,1=2,73 см t=5,030,06=0,3 года;
U=0,4 st=0,49,1=3,64 см t=5,030,13=0,65 года;
U=0,5 st=0,59,1=4,55 см t=5,030,24=1,2 года;
U=0,6 st=0,69,1=5,46 см t=5,030,42=2,11 года;
U=0,7 st=0,79,1=6,37 см t=5,030,69=3,47 года;
U=0,8 st=0,89,1=7,28 см t=5,031,08=5,43 года;
U=0,9 st=0,99,1=8,19 см t=5,031,77=8,9 года;
Рис.14 График затухания осадки фундамента №2 во времени
7. Выбор типа гидроизоляции
Конструкцию гидроизоляции принимаем типовой в зависимости от положения уровня грунтовых вод относительно пола подвала. Принимаем, что глубина залегания грунтовых вод -3.8 м.
Гидроизоляцию пола не производим, т.к. уровень грунтовых вод проходит ниже глубины заложения фундамента. Наружные поверхности фундаментов и стен для защиты от влаги, необходимо обмазать горячей битумной мастикой 2 раза (слой 2...4 мм).
Для противодействия капиллярному подсосу влаги сквозь конструкции используем и горизонтальную гидроизоляцию в 2 уровнях: на уровне цоколя и в сопряжении блоков стен с фундаментной плитой; выполняется из 2 слоев рулонного материала (изола) на мастике. Поверх фундаментных балок горизонтальная гидроизоляция укладывается аналогично или в виде цементно-песчаного раствора.
Для отвода поверхностных вод вокруг здания устраивается отмостка шириной 1 м из асфальта, уложенного но утопленному щебню.
Рис.15 Гидроизоляция ленточного фундамента
8. Рекомендации по производству работ
Основные работы «нулевого цикла» производятся в соответствии со СНиП 3.03.01-87 и СНИП 3.02.01-87 и другими нормативными документами.
1. Подготовительные работы
Помимо внутрипостроечных подготовительных работ, связанных с созданием разбивочной геодезической основы, прокладкой дорог и прочим, необходимо произвести работы по водопонижению и удалению растительного слоя. Поскольку работы «нулевого цикла» чаще всего производятся в зимнее время, последние 2 вида работ по подготовке площадки желательно провести за 2 — 3 месяца до холодов. Кроме того, возможны мероприятия по предохранению грунта от промерзания. Водопонижение осуществляется инфильтровыми установками.
2. Разработка котлована
Размеры котлована понизу назначим из условия возможности перемещения в пазухах людей при выполнении гидроизоляции: при ширине проходов 0,6 м bк х ак – 13.7 х 57.6м. Размеры поверху определяются из условия назначения крутизны откосов.
В поперечнике котлован имеет форму прямоугольника; наибольшая глубина котлована -2.950 м. Грунт разрабатывается одноковшовым экскаватором, оборудованным прямой лопатой, с отгрузкой в автосамосвалы. Планировка дна котлована осуществляется бульдозером. Отрывка котлована производится на всех участках на глубину, меньше проектной на 50... 100 мм. Кроме того, котлован разрабатывается не по всей площади сразу, а по частям во избежание увеличения глубины промерзания.
3. Устройство фундаментов
Ленточный сборный фундамент устанавливается на выравнивающей песчаной подготовке. Монтаж плит и блоков производится с помощью самоходного стрелового крана с приобъектной площадки (склада). Замоноличивание стыков выполняется с их предварительным отогревом. Метод производства бетонных работ в зимних условиях (по устройству монолитных фундаментов) выбирается отдельно в зависимости от наличия на строительной площадке необходимого оборудования, вида цементов, по годных условий и прочего. Бетонирование желательно осуществлять непрерывно, все открытые поверхности по мере бетонирования должны быть укрыты теплоизоляционными материалами (по расчету). Уплотнение бетонной смеси производится обычными методами, но более тщательно, используя внутренние вибраторы. В бетоне обязательны пластифицирующие добавки.
4. Гидроизоляция
Обмазочная гидроизоляция выполняется механизированным газопламенным способом с предварительным обогревом поверхности форсункой. Мастика используется в виде порошкообразного состава. Асфальтовая гидроизоляция подвальных помещений при tн.в.> -20 °С осуществляется без особых технологических мер, но с очисткой и осушением изолируемых поверхностей. Выполнение горизонтальной рулонной гидроизоляции может производиться с помощью наплавления на горячих мастиках с предварительным отогревом поверхности. Кладка защитных (прижимных) стенок выполняется на цементно-песчаном растворе с противоморозными добавками.
5. Обратная засыпка
Работы по обратной засыпке начинаются после завершения всех предшествующих работ. Количество возможных мерзлых комьев в грунте не должно превышать 15 % общего объема засыпки. Грунт отсыпают и уплотняют слоями, причем грунт в непосредственной близости от фундамента (0,8 м) уплотняют слоями 15 - 20 см пневмотрамбовками, а дальнейшие слои - малогабаритными самоходными катками. После выполнения части работ по обратной засыпке (или всего объема) устанавливаются стены.
Пояснительная записка
Гоньшаков
Лист
Нечаев
Пров.
Разраб.
Дата
Подп.
№ док.
Изм.
Кол.уч
Листов
Лист
Стадия
ВлГУ ГСХ-108
6060