Определение расчетных характеристик физического состояния грунтов (стр. 4 из 7)

2.2. Определение размеров подошвы фундамента

2.2.1. Общие положения.

- определить предварительные размеры подошвы фундамента;

- определить величину расчетного сопротивления грунтов (R);

- определить значение среднего, максимального и минимального давления под

подошвой фундамента.

2.2.2. Назначение предварительных размеров подошвы фундамента.

Принимаем глубину заложения фундамента 1,95м в в зависимости от величины слоя слабых грунтов. Размеры подошвы фундамента определяем путем последовательных приближений.

В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента определяем по формуле:

где N₀_II - расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента для расчета основания по предельному состоянию второй группы, кН;

R₀ - расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента;

g_m - осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 20 кН/м³;

d - глубина заложения фундамента от уровня планировки.

Путем последовательных приближений нахожу, что мне подходит фундамент с площадью подошвы 4,2х3,0 = 12,6

2.2.3. Определение расчетного сопротивления грунта

Расчетное сопротивление грунта основания R для зданий без подвала определяется по формуле:

Принятые в формуле обозначения:

g_с1 и g_с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3 [2]: для пылевато-глинстых грунтов и сооружений с жёсткой конструктивной схемой при соотношении длины сооружения к высоте 72/12 = 6

= 1,2 и

= 1,0.

k – коэффициент, принимаемый 1,1 т.к. прочностные характеристики определены по таблицам СНБ;

По таблице 4 [2] определяем коэффициенты

b – ширина подошвы фундамента;

Средневзвешенное значение удельного веса грунта выше и ниже подошвы фундамента определяется по формуле:

где h_i - расчетная толщина слоев ниже и выше подошвы фундаментов соответственно.

При этом обязательно должно учитываться, что:

- ниже подошвы фундамента средневзвешенное значение удельного веса определяется в пределах глубины Z_T, которая принимается равной 0,5b для фундаментов шириной до10м;

- для водопроницаемых грунтов, находящихся ниже уровня грунтовых вод, удельный вес грунта принимается с учетом взвешивающего действия воды, т.е. g_II^w.

кН/м³

кПа

2.2.4. Проверка давления под подошвой фундамента

По предварительным размерам фундаментов определяется полная нагрузка, действующая на основание с учетом усилий, возникающих от собственного веса фундамента, веса стеновых блоков и панелей подвальной части здания, веса грунта на уступах фундамента.

Полную нагрузку на уровне подошвы принимаем равной:

где G_F_,_II - осредненный вес фундамента и грунта на его уступах:

где А_F - площадь подошвы фундамента.

Согласно СНБ

, где P – среднее давление под подошвой фундамента.

кН/м

кПа < R =

кПа

Условие

удовлетворяется. Расхождение составляет:

% = 21,23%

Условие

удовлетворяется: 192,968 < 1,2·209,878 = 251,85

Условие

удовлетворяется:

Рисунок 2.3. Расчётная схема к определению расчетного сопротивления грунта.

Проверку несущей способности кровли слабого подстилающего слоя грунта не производим, т.к. в пределах сжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы нет слоя грунта меньшей прочности.

2.3. Определение осадки фундамента

2.3.1. Общие положения.

Осадку основания определяем методом послойного суммирования – как сумму осадок элементарных слоев грунта в пределах сжимаемой толщи в следующей последовательности:

- основание под фундаментом разбивается на 8-10 элементарных слоев;

- под центром подошвы фундамента строится эпюра природного (бытового)

давления (σ_zg);

- под центром подошвы фундамента строится эпюра дополнительного давления (σ_zp);

- находится граница сжимаемой толщи ВС;

- определяются средние значения дополнительного давления в пределах каждого

элементарного слоя (σ_zp_,_i);

- определяется величина средней осадки фундамента (S).

2.3.2. Разбивка основания на элементарные слои грунта.

Разбивку основания на элементарные слои выполняем с учетом следующих требований:

- толщина элементарного слоя принимается в пределах 0,2 – 0,4 ширины фундамента,

но не более 1м;

- физико-механические свойства грунта в пределах элементарного слоя не должны

изменяться, т.е. границы элементарных слоев должны совпадать с границами

инженерно-геологических элементов и уровнем подземных вод.

2.3.3. Построение эпюр природного и дополнительного давления под центром подошвы фундамента и определение осадки основания.

Величина природного давления определяется по формуле:

s_zg_,_i = Sg_II_,_ih_i

Значения эпюры дополнительного давления под центром подошвы фундамента определяется по формуле:

s_zp = aP₀ ,

где a– коэффициент рассеивания, принимаемый в зависимости от формы подошвы

фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной

глубины z , принимаемый по табл.1, прил.2 [1].

P₀ = P - s_zg_,_F ,

где s_zg,_F - природное давление грунта на уровне подошвы фундамента.

Вычислим ординаты эпюры природного давления:

- на поверхности земли:

s_zg = 0;

0,2·s_zg=0

- на контакте насыпного и 1-го слоёв:

s_zg,_F,(1-2) = 17·0,4 = 6,8 кПа;

0,2·s_zg,_F,(1-2)= 0,2·6,8 =1,36 кПа

- на контакте 1 и 2-го слоёв:

s_zg,_F,(1-2) = 6,8 + 18,9·1 = 25,7 кПа;

0,2·s_zg,_F,(1-2)= 0,2·25,7 = 5,14 кПа

- на уровне подошвы фундамента:

s_zg,(2-3) = 25,7 + 18,5·0,45 = 34,025 кПа;

0,2·s_zg,(2-3)=0,2·34,025 = 6,805 кПа

- на контакте 2-го и 3-го слоёв:

s_zg,(3) = 34,025 + 18,5·4,55 = 118,2 кПа.

0,2·s_{zg,( 3)}= 0,2·118,2 = 23,64 кПа

- на уровне грунтовых вод:

12413г5н430894761089476081г

- на нижней границе разреза без учета взвешивающего действия воды:

- s_zg,(3) = 118,2 + 20,5·4= 200,2 кПа.

- 0,2·s_{zg,( 3)}= 0,2·200,2 = 40,04 кПа

- на нижней границе разреза с учетом взвешивающего действия воды: