Расчет грунта, основания и фундамента

         По числу пластичности  , %, определяют по формуле

45-26=19;

53-29=24;

47-25=22>17% глина песчаная или  пылеватая.

       По показателю текучести характеризует консистенцию грунта в его природном залегании и определяется по формуле                       

                                                         

;

  (0 J 0,25)-глина полутвердая

                                                 ;  для 1 слоя = ;

                    для 2слоя =

=14,73;

                  для 3слоя =

 

;    для1слоя = ;

                       для 2 слоя =

;

 

                   для 3 слоя =

 

 

          

          Вывод: I слой, ІІ слой, ІІІ слой

Глина, число пластичности J_P = 19>17 глина легкая песчанистая или пылеватая, по показателю текучести J_L = 0,21 0,25- глина полутвердая; так как S_r = 0,98 >0,8 грунт насыщенный водой, по относительности просадочности грунт - просадочный , также при J_P = 19  J_SS = 6,28 <19 ; J_SS>0,3, относят к набухающим грунтам.

 

 

 

 

 

 

 

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

В качестве основания  принимаем  I слой грунта - глина. В курсовом проекте рассчитывается 2 вида фундамента.

Первый вид фундамента мелкого заложения отдельно стоящий  стаканного типа под сборную железобетонную колонну монолитный железобетонный.

Второй вид – свайный  куб состоящий из низкого монолитного  железобетонного ростверка и  куста сборных железобетонных свай призматического сечения висячих  забивных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве основания  принимаем  I слой грунта - глина. В курсовом проекте рассчитывается 2 вида фундамента.

Первый вид фундамента мелкого заложения отдельно стоящий  стаканного типа под сборную железобетонную колонну монолитный железобетонный.

Второй вид – свайный куб состоящий из низкого монолитного железобетонного ростверка и куста сборных железобетонных свай призматического сечения висячих забивных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве основания  принимаем  I слой грунта - глина. В курсовом проекте рассчитывается 2 вида фундамента.

Первый вид фундамента мелкого заложения отдельно стоящий  стаканного типа под сборную железобетонную колонну монолитный железобетонный.

Второй вид – свайный  куб состоящий из низкого монолитного  железобетонного ростверка и  куста сборных железобетонных свай призматического сечения висячих забивных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1Определение глубины заложения фундамента

Определим нормативную  глубину промерзания грунта, м:

,

где  - нормативная глубина сезонного промерзания, м;

- величина, принимаемая равной  для глины, 0,23м;

- коэффициент, численно равный  сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе.

.

.

Определим расчетную глубину заложения  фундамента, м:

,

Для колонны по оси З-1

где - 0,6 коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения,не учитываем  

м

           Выбираем ГЗФ исходя из конструктивных  соображений. В проекте конструктивными  соображениями будем считать  величину заглубления колонны  стакан и минимальный размер  под колонны части фундамента  из расчета ее на продавливание колонны.

м

С учетом инженерно-геологических, гидрогеологических условий возможности морозного пучения и конструктивных требований назначаем глубину заложения фундамента 1,95 м

Перед отрытием котлована  делаем водопонижение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   

4.2 Определение расчетного сопротивления грунта основания и площади подошвы фундаментов

 

Определение в первом приближении  расчетное сопротивление грунта R, приняв меньший размер площади подошвы фундамента b равным 1.0 м или ширине обреза фундамента.

Величина расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента определяется по формуле, кПа:

         где = 1,3, =1,0 – коэффициенты условий работы, кН/м³;

k = 1 – если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями;

      –  коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м , k _z =1;

b = 1,0 – ширина подошвы фундамента, м;

 – удельный вес грунта, залегающего под подошвой фундамента, кН/м³;

 – удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м³;

С_II = 14,0 - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b =0 - глубина подвала, м;

= 1,95 м.

 

 

  

 

 

 

 

                                

    

 Тогда: кПа

                                              Р = кН/м

         Условие удовлетворяется: Р =263,6кПа < R=301,5 кПа, недонапряжение составило :          %

В данном проекте примем двухветвевую колонну размером 1000 x 400.

                     Рисунок  - Конструкция подколонника

                ΣN_II = 450 кН;

               

 

 

                  Определим:             ;

                                                 м³

кН

;

;

.

.

     Для фундамента Ж-Е-7: ;

,

  где  h₁ = 4,7 - толщина первого слоя, м;

h₂ = 2,8 - толщина второго слоя, м;

h₃ = 0,5 - толщина третьего слоя, м;

  ,

М_γ = 0,41, М_q = 2,65, М_с =5,23 – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения φ_II;

Принимаем глубину заложения 1,95м.

 кПа;

 

 

 

Сумма вертикальных нагрузок в уровне обреза фундамента, кН:

,

 кН

         Площадь подошвы фундамента, м²:

. ,

где = (20 ¸ 23) – средний удельный вес грунта и материала фундамента, кН/м³;

= (1,1 ¸ 1,2) – поправка на действие момента и поперечных сил.

                                      м.

Для фундаментов с прямоугольной подошвой значение k =1,2…1,4.

Ширина подошвы    b=    ,

                                   b= м  м

Исходя из конструктивных соображений и требований стандартизации и унификации принимаем: = 2,7 м,  =  3,9м.

Рисунок 4.4- Конструкция  колонны 7

Уточняем расчетное  сопротивление грунта основания  в соответствии с принятыми размерами  подошвы фундамента, кПа:

 кПа.

                                              Р = кН/м

              Условие удовлетворяется: Р =151,5  кПа < R=212,6 кПа,

Определяем максимальное Р_max, среднее Р_ср и минимальное P_min давления под подошвой фундамента от фактических нагрузок с учетом веса фундамента и грунта на его уступах и сравнить эти давления с расчетным сопротивлением грунта.

            Полученные результаты должны удовлетворять следующим ограничительным условиям:

для фундаментов, находящихся под  действием моментов относительно   двух   осей   инерции   давления   ограничиваются   условиями:

P_max<1,2 · R;  P_min >0;

для колонны  Е-7

ΣN_{0I I} = N_II + N_IIст;

ΣN_II = 1080+145,8=1225,8 кН;

               

Определим:             ;

 м^{3  ;} м^3;

кН;

;

;

                                     .

                                      

                         

                                       .

Для колонны Ж-7

ΣN_{0I I} = N_II + N_IIст;

ΣN_II = 450+145,8=595,8 кН;

               

Определим:             ;

 м³  

 

кН

;

                                       ;

                                     .

                                      

                                       .

 

          4.4Расчет осадки фундамента

При наличии слабого  подстилающего слоя необходимо обеспечить проверку условия:

,

где – дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от подошвы фундамента, кПа;

– напряжение на глубине z от собственного веса грунта, кПа;

R_z - расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z, кПа.

Определим напряжение от собственного веса грунта на кровле слабого слоя                            ,

                              кН/м

Рисунок - Расчетная схема проверки слабого подстилающего слоя грунта

 Определим дополнительные вертикальные напряжения на кровле каждого слоя                         

                                               

где α =0,182 - коэффициент рассеивания напряжений в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон и относительной глубины.

             

               кПа,

где - напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы проектируемого фундамента

кН/м

  

Определим расчетное  сопротивление на кровле слабого слоя грунта по формуле

где - М_γ = 0,46, М_q = 2,87, М_с =5,46 коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения слабого грунта.

           Ширину подошвы условного фундамента b_z определим по формуле:

где l и b - соответственно длина и ширина подошвы проектируемого фундамента.

           

Условие проверки 98 кН/м² + 39,8 кН/м² < 460,9 кН/м²          соблюдается.

Размеры подошвы фундамента определены правильно.

Осадка фундамента определяется по формуле:

,

где β – безразмерный коэффициент равный 0,8;

σ_zpi – среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-м слое грунта, равное среднему арифметическому между напряжениями на кровле и подошве элементарного слоя грунта, кПа;

h_i – толщина i-го слоя грунта, м;

Е_oi – модуль общей деформации i-го слоя грунта, кПа;

 n – число элементарных слоев грунта.

Определим напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы  фундамента кН/м².