Определение глубины заложения подошвы фундамента

 

Оглавление

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ 3

2. АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ 5

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА  ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ 8

3.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента 8

3.2. Определение размеров подошвы фундамента 9

3.3. Определение сопротивления грунта 9

3.4. Уточнение размеров фундамента и расчетного сопротивления грунта 10

3.5. Конструирование фундамента 11

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ И КУСТОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ 14

4.1. Определение расчетных нагрузок 14

4.2. Назначение размеров ростверка и глубины его заложения 14

4.3. Выбор типа свай и их предварительных размеров 15

4.4. Определение несущей способности свай по грунту 16

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: 21

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

В соответствии с заданием необходимо запроектировать фундаменты для  жилого дома в 2-х вариантах:

1) фундаменты мелкого заложения  на естественном основании; 

2) свайные фундаменты.

Схема здания приведена на рисунке 1.1

 Рисунок 1.1 – Жилой дом на 56 квартир

Нагрузки, действующие в уровне обреза фундамента, по расчетным 

данным сечения приведены в  таблице 1.1

Таблица 1.1 – Нормативные нагрузки на обрезах фундамента

Вариант схемы здания	Номер фундамента	Нагрузки
		N11, кH	M11, кH	Fn11, кH
Жилой дом (вариант №12)	5 6	580 320	- -	- -

 

Вариант геологического разреза и  исходные данные физико-механические характеристики грунтов строительной площадки приведены соответственно в таблицах 1.2 и 1.3-1.4.

Таблица 1.2 – Вариант геологического разреза

 

Номер геологического разреза	Номер грунтов Отметка подошвы слоя				Отметка У.Г.В.
5	5 0,35	31 4,35	21 12,35	43	-6,350

 

По данным таблицы 1.2 строится геологический  разрез рисунок 1.2.

 

Рисунок 1.2 – Геологический разрез

 

 

 

Номер грунта	Наименование грунта	Удельный вес γ  , кН/м3	Удельные вес частиц грунта γ s, кН/м3	Влажность W, доли единиц	Влажность на границе текучести  WL,%	Влажность на границе раскатывания, Wр, %	Удельное сцепление С, кПа	Угол внутреннего трения, φ, град	Модуль общей деформации Е, кПа
5	Растительный грунт	14,1	-	-	-	-	-
31	Глинистый грунт	19,1	27,1	0,13	18	13	21	23	21000
21	Песок	19,5	26,6	0,10	-	-	6	38	3700
43	Глинистый грунт	18,6	27,4	0,25	50	23	32	18	26000

Строительная площадка находится  в Владивостоке и характеризуется следующими данными:

-нормативная глубина промерзания грунтов 1,51м;

-уровень подземных вод (У.П.В.)  - 5,4

Таблица 1.3 – Нормативные характеристики грунтов

 

Таблица 1.4 – Гранулометрический состав песчаных грунтов

№ грунта (по табл. 1.2)	Размер частиц, мм
	>10	10-5	5-2	2-1	1-0.5	0.5-0.25	0.25-0.1	<0.1
21	-	1	13	13	15	11	30	17

 

Примечание: содержание отдельных  фракций дано в процентах

 

Определяем наименование песчаных грунтов по гранулометрическому  составу:

№21– песок мелкий

2. АНАЛИЗ  ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ  СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

На основании известных исходных данных физических характеристик грунта определяем недостающие вычисляемые  характеристики, а по ним определяем наименование грунтов и их несущую  способность (расчетное сопротивление). Все результаты вычислений сводятся в таблицу 2.1.

 

 

 

Таблица 2.1 – Сводная таблица физико-механических свойств грунтов

Показатель	Обозначение, ед.изм.	Номер геологического слоя				Формулы для расчета
		5-й	31-й	21-й	43-й
Удельный вес твердых  частиц	γs, кН/м3	-	27,1	26,6	27,4	Из задания
Удельный вес грунта	γ, кН/м3	14,1	19,1	19,5	18,6	Из задания
Влажность	W, д.е.	-	0,13	0,10	0,25	Из задания
Удельный вес скелета  грунта	γd, кН/м3	14,1	16,9	17,727	14,88
Коэффициент пористости	е	-	0,6	0,5	0,84
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии	γsb, кН/м3	-	10,69	11,1	9,46
Коэффициент водонасыщения	Sr	-	0,59	0,69	0,33
Граница текучести	WL, %	-	18	-	50	Из задания
Граница раскатывания	WP,%	-	13	-	23	Из задания
Число пластичности	IP, %	-	5	-	27
Показатель текучести	IL	-	0	-	0,07
Модуль общей деформации	Е, кПа	-	21000	3700	26000	Из задания
Угол внутреннего трения грунта	φ, град	-	23	38	18	Из задания
Удельное сцепление	с, кПа	-	21	6	32	Из задания
Наименование песчаных грунтов  по е и Sr				Песок гравелистый крупные и средней крупности плотные. Водонасыщение среднее		прил.4, табл.2, 3
Наименование глинистых  грунтов по Ip и IL			Супесь твердая		Глина твердая	прил.4, табл.4, 5
Расчетное сопротивление  грунтов	Ro, кПа		275	500	293	табл. 2.2, 2.3

 

По данным таблицы 2.1 строим геологическую  колонку и эпюру расчетных  давлений (рис.2.1)

 

 

 

Рисунок 2.1 – Геологическая колонка  и эпюра R₀

Проектирование фундаментов осуществляется по двум группам предельных напряжений: по несущей способности; по деформациям.

В расчетах используются расчетные  характеристики грунта, которые определяются по формуле:

,      (2.1)

где Х_n  - нормативное значение данной характеристики грунта;

– коэффициент надежности по грунту (см. табл. 2.2)

Все расчеты сведены в таблицу 2.3.

 

Таблица 2.2 – Коэффициенты надежности по грунту

Характеристики грунта	γg при расчетах
	По несущей способности	По деформациям
Удельное сцепление С Угол внутреннего трения φ Удельный вес грунта γ Модуль общей деформации Е	1.3 1.1 1.1 1.0	1.1 1.05 1.05 1.0

 

 

Таблица 2.3 – расчетные характеристики грунтов

№ слоя	Наименование грунта	Норм	1,3	1,1	Норм	1,1	1,05	Норм	1,1	1,05	1,0
		сн	сI	сII	φн	φI	φII	γн	γI	γII	ЕII
1	Насыпной грунт	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Супесь твёрдая	21	16,15	19,1	23	20,91	21,9	19,1	17,36	18,2	21000
3	Песок гравелистый крупные  и средней крупности плотные.  Водонасыщение среднее	6	4,61	5,45	38	34,54	36,2	19,5	17,72	18,57	37000
4	Глина твердая	32	24,62	29,1	18	16,36	17,14	18,6	16,91	17,7	36000

 

На основании результатов  геологических условий строят площадки пригодные для основания являются грунты (т.е. грунты, где R₀≥200кПа)

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ  МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА  ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ

1. Определение глубины заложения подошвы фундамента

Глубина заложения подошвы фундамента должна приниматься с учетом следующих  факторов:

1. Инженерно-геологических условий  площадки строительства: 

d = h_{сл. слоя} + 0. 5      (м)

d = 0 + 0. 5 = 0. 5 м.

2. Климатических (глубины сезонного  промерзания грунта), которая определяется  по следующей формуле:

 

d_f = k_h ∙ d_fn,

где d_f – расчетная глубина промерзания; d_fn – нормативная глубина промерзания;

k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима на глубину промерзания грунта у фундаментов стен, принимается по таблице 3. 2 (1)

3. Глубина заложения из конструктивных  соображений:

 

d = d_в + 0. 5  (м),

где d_в – глубина подвала, принимаемая равной от уровня планировки до пола подвала, м.

 

РАСЧЕТ:

сечение 5: фундамент ленточный, внутренняя стена с подвалом

1) = 2,5+0,5=3 м.

2) = 0,5 м;

сечение 6 : фундамент ленточный, наружная стена, без подвала

1) = 0,5 м.

2) = 0,5 м;

3) = 1,51×0,6=0,91 м;

Вывод:  для всех сечений принимаем  глубину заложения 3 м.

2. Определение размеров подошвы фундамента

Форма и размеры фундамента в  плоскости обреза определяются размерами  толщины стены. Площадь подошвы  в первом приближении определяется по формуле:

,       (3.1)

где – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента, кН (см задание);  – расчетное сопротивление грунта основания, кПа (по табл. 2.2) =275 кПа; – средний удельный вес грунта и материала фундамента, кН/м³, принимаемый равным 20 кН/м³, а при наличии подвала 16 кН/м³; – глубина заложения фундамента от планировочной отметки, = 3 м.

Сечение 5:  2,56; назначаем b=2,8м.

Сечение 6:  1,49; назначаем b=1,6 м

3. Определение сопротивления грунта

По полученной в п.3.2 величине b и глубине заложения d, определяем расчетное сопротивление грунта R, кПа по формуле

,   (3.2)

где , - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.3.3 [1] =1,25, =1,2;

- коэффициент, принимаемый  =1,1, т.к. прочностные характеристики грунта и определены непосредственными испытаниями;

, , - коэффициенты, принимаемые по табл.3.4[1] в зависимости от =21,9 град: =0,461, =3,44, =6,04;

- коэффициент, принимаемый  =1, т.к. <10м;

- осредненное расчетное значение  удельного веса грунтов, залегающих  ниже подошвы фундамента;

- то же, залегающих выше подошвы; 

- расчетное значение удельного  сцепления грунта, залегающего непосредственно  под подошвой фундамента (по табл.2.3), = 19,1 кПа;

- глубина заложения фундаментов  бесподвальных сооружений от  уровня планировки или приведенная  глубина заложения наружных или  внутренних фундаментов от пола  подвала, определяемая по формуле:

,     (3.3)

где - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, =0,4 м; - толщина пола конструкции подвала, назначаемая 0,1 м; - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, приминаем 24 кН/м³;

= 0,53 м;

- глубина подвала – расстояние  от уровня планировки до уровня  пола подвала, 

= 2,5 м;

 

Осредненное расчетное значение удельного  веса грунтов, залегающих выше подошвы  в пределах глубины  , определяется по формуле

,      (3.4)

где - мощность i-го слоя грунта; - удельный вес i-го слоя грунта.

= 18,54 кН/м³.

Сечение 5:

395,3 кПа

Сечение 6:

480,2 кПа

4. Уточнение размеров фундамента и расчетного сопротивления  грунта

Уточняем размеры подошвы фундамента по формуле (3.1), подставляя вместо вычисленное :

Сечение 5:  1,57 м; назначаем b=1,6 м;

Сечение 6:  0,86 м; назначаем b=1м.

Полученные размеры подошвы  отличаются от ранее принятых, поэтому  необходимо уточнить значения расчетного сопротивления грунта основания  при вновь принятых размерах подошвы  фундамента

 

Сечение 5:

413,5кПа

Сечение 6:

472,63 кПа

5. Конструирование фундамента

Конструируем ленточный фундамент  из сборного железобетона.

 

Сечение 5: фундамент под внутреннюю стену (толщина 380 мм) с подвалом состоит из железобетонной подушки марки ФЛ 16.24 и 4-х блоков марки ФБС 9.3.6-Т;

 

Сечение 6: фундамент под наружную стену (толщина 510 мм) без подвала состоит из железобетонной подушки марки ФЛ 10.12 и 4-х блоков марки ФБС 9.4.6-Т;

 

Схемы сечений 2 и 3 приведены на рис. 3.1 – 3.2.

 

 

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ  СВАЙНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ И КУСТОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ