Основания и фундаменты (стр. 2 из 4)

Данные о напластовании грунтов по осям «А» и «Б»

Ось здания	Мощности слоев						Абсолютная отметка поверхности	Уровень грунтовых вод
Раст. слой	1	2	3	4	5	земли
«А» скв. 1	0,2	1,8	2,4	2,5	3,7	14,6	134,2	132,4
«Б» скв.2	0,2	1,7	2,6	3,8	3,5	13,4	134,6	132,9

Отметку планировки земли DL назначаем исходя из минимума земляных работ на площадке.

DL = ( H_{скв 1} + Н_{скв 2} ) / 2 = ( 134,2 + 134,6 ) / 2 = 134,4 м.

Относительно уровня чистого пола DL = -0,1 м., тогда абсолютная отметка пола составит 134,5 м.

По данным наплоставания грунтов строим инженерно-геологический разрез по оси скважин 1 и 2.

3.3 Выводы

В целом площадка пригодна для возведения здания . Рельеф площадки ровный с небольшим уклоном в сторону скважины 1. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов ( уклон кровли грунта не превышает 2 % ). Подземные воды расположены на достаточной глубине.

В качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании может быть принят 1 слой - песок крупнозернистый. 2 слой песка по своему состоянию ( е = 0,76 ) песок рыхлый ( е > 0,7 ). Нормы проектирования не допускают использования в качестве естественного основания песчанных грунтов в рыхлом состоянии без их предварительного уплотнения.

В качестве альтернативного варианта может быть рассмотрен свайный фундамент с заглублением свай в 5 слой - суглинок твердый. 2 слой - не может быть использован, потому что песок находится в рыхлом состоянии. 3 слой - не рационально использовать, так как он рыхлее 1 слоя. 4 слой - Суглинок - находится в текуче-пластичном состоянии ( 0.75 < J_l =0.78 < 1 ). 5 слой -Суглинок ( J_l < 0 ) находится в твердом состоянии и может выступать в качестве несущего слоя.

4 Проектирование фундамента на естественном основании

4.1 Определение глубины заложения подошвы фундамента.

Согласно СНиП 2.02.01-83 (п.2.29а) глубина заложения фундамента на крупных песках не зависит от глубины промерзания. Глубину заложения фундамента принимаем из конструктивных соображений.

4.2 Определение размеров подошвы фундамента.

Расчетное сопротивление грунта в основании

R = (g_c1 g_c2 / k) ( M_g K_z b g₁₁ + M_g d₁ g₁₁^` + ( M_g - 1 ) d_b g₁₁^` + M_c c₁₁ )

g_c1 = 1.4 g_c2 = 1 К = 1,1

при j = 38 М_g = 2,11 М_g = 9.44 M_c = 10.8

K_z = 1 b = 2.5

g₁₁ = 1000 g₁₁^` = 1000 c₁₁ = 0

d₁ = 2 м d_b = 0

R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2 1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 5275 + 18880 ) = 307 кПа

задаемся L/b = 1.5

а) Крайний ряд

A_ф = N / ( R - g d ) = 2.34 / ( 0.307 - 0.02 2 ) = 8.76 м²

Увеличиваем на 20 % получаем А_ф = 10,5 м²

Принимаем размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (А_ф = 10 м² )

Конструирование фундамента

при R^бетона = 0,19 Мпа

и при марке М 100

a = 31 tg a = 0.61

h = ( b - b₀ ) / 2 tg a =

= (4.0 - 1.2 ) / 2 0.61 = 2.4 м

Необходимо принять в качестве несущего слоя 2 слой - песок крупнозернистый, но так как он находится в рыхлом состоянии ( е = 0,76 ) необходимо выполнить мероприятия по его уплотнению.

( е^max = 0.65 ) j = 38 E = 30 C - нет

пересчитываем расчетное сопротивление

R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2,4 1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 5275 + 22656) = 354,72 кПа

A_ф = N / ( R - g d ) = 2.34 / ( 0.354 - 0.02 2 ) = 7,5 м²

Увеличиваем на 20 % получаем А_ф = 9 м²

Оставляем размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (А_ф = 10 м² )

V_ф = 0,7 1,2 0,4 + 0,5 ( 1,6 1,1 + 2,4 1,5 + 3,2 1,9 + 4 2,5) = 11,06 м³

V_гр = 2,5 4 2,4 - 11,06 = 12,94 м³

G_ф = 11,06 2400 = 0,265 МН

G_гр = 12,94 1900 = 0,246 МН

Р ^{max ( min )} = ( N + G_ф + G_гр ) / А ± М / W = ( 2.34 + 0.265 + 0.246 ) / 10 ± 0.72 / 6.67 = 0.40 ( 0.18 ) Мпа

W = b L² / 6 =2.5 4² / 6 = 6.67 м³

Р ^max £ 1,2 R

0.4 Мпа £ 0,42 Мпа

Р_ср = 0,29 £ R = 0.354

б) Средний ряд

A_ф = N / ( R - g d ) = 3,98 / ( 0.307 - 0.02 2 ) = 14,9 м²

Увеличиваем на 20 % получаем А_ф = 17,9 м²

Принимаем размеры фундамента 3,5 на 5,0 м (А_ф = 17,5 м² )

Конструирование фундамента

пересчитываем расчетное сопротивление

R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 3.5 1000 + 9.44 2,4 1000 + 0 + 0 ) = 1.27 ( 7385 + 22656) = 380 кПа

A_ф = N / ( R - g d ) = 3,98 / ( 0.38 - 0.02 2 ) = 11,64 м²

Увеличиваем на 20 % получаем А_ф = 14 м²

Оставляем размеры фундамента 3,5 на 5,0 м (А_ф = 17,5 м² )

V_ф = 0,7 1,2 0,4 + 0,5 ( 2 1,3 + 3 1,9 + 4 2,5 +5 3,5 ) = 18,236 м³

V_гр = 3,5 5 2,4 - 18,236 = 23,764 м³

G_ф = 18,236 2400 = 0,437 МН

G_гр = 23,764 1900 = 0,452 МН

Р ^{max ( min )} = ( N + G_ф + G_гр ) / А ± М / W = ( 3,98 + 0.437 + 0.452 ) / 17,5 ± 1,92 / 14,6 = 0.41 ( 0.15 ) МПа

W = b L² / 6 = 3.5 5² / 6 = 14,6 м³

Р ^max £ 1,2 R

0,41 МПа £ 0,46 МПа

Р_ср = 0,28 £ R = 0.38

4.3 Расчет осадки фундамента по методу послойного

суммирования осадок.

Вся толща грунтов ниже подошвы фундамента разбивается на отдельные слои толщиной 0,2 b_f

Для подошвы каждого слоя определяется :

- дополнительное напряжение от нагрузки на фундамент

s_{zp i} = a_i + P₀ Р₀ = Р - s_{zg 0}

- природное напряжение от собственного веса грунта

s_{zg i} = s_{zg i -1} +H_i g_i

Если s_{zp i} < 0,2 s_{zg i} то нижняя граница сжимаемой толщи грунтов основания принимается расположенной на уровне подошвы i - го слоя. В противном случае принимается i = i + 1 и продолжается поиск границы сжимаемой толщи грунтов.

Расчет осадки фундаментов производим в табличной форме, как сумму осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи грунтов основания.

а) Крайний ряд ( ось «А» , скв.1 )

0,2 b_f = 0,2 2,5 = 0,5 м

s_{zp i} = a_i + P₀ Р₀ = Р - s_{zg 0} = 290 - 45,6 = 244,4

s_{zg 0} = g d = 1900 2.4 = 45.6

s_{zg i} = s_{zg i -1} +H_i g_i

Отметка слоя	Z (м)	Коэф. a	Напряжения в слоях			Е₀	Осадка слоя (м)
Природное	20%	Дополнительное
132,00	0,0	1,000	45,6	9,12	244,4	30	-
131,50	0,5	0,972	55,1	11,02	237,56	30	3,96
131,00	1	0,848	64,6	12,92	207,25	30	3,45
130,50	1,5	0,682	74,1	14,82	166,68	30	2,78
130,00	2	0,532	83,6	16,72	130,02	30	2,17
129,50	2,5	0,414	93,1	18,62	101,18	25	2,02
129,00	3	0,325	102,6	20,52	79,43	25	1,59
128,50	3,5	0,260	112,1	22,42	63,54	25	1,27
128,00	4	0,210	121,6	24,32	51,32	25	1,03
127,50	4,5	0,173	131,1	26,22	42,28	25	0,85
127,00	5	0,145	140,6	28,1	35,44	17	1,04
126,50	5,5	0,123	150,1	30	30,10	17	0,89
126,00	6	0,105	159,6	31,9	25,66	17	0,75
Всего	21,8

Осадка фундамента S = 0.8 21,8 = 17,44 мм. < 80 мм.