Расчет фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов

R=163,71 кПа,

Так как одно из условий не выполняется, принимаем, решение принять в качестве расчетных размеров размеры, равные bf =3 м.

 

7.5.Вычисление вероятной осадки  фундамента.

 

Вычисление вероятной осадки производится методом послойного суммирования в следующей последовательности.

10. Вычисление ординаты эпюр природного давления szg и вспомогательной 0,2szg по формуле

szgi=szgi-1 +g2ihi,

где hi- толщина i-ого слоя грунта; g2i- удельный вес  i-ого слоя грунта.

Точка 0 –на поверхности земли

szg=0;

0,2szg=0;

Точка 1 –на уровне подошвы фундамента (на уровне подземных вод)

szgо=(szgw ) =g1×h1/1=19,1×1,65=31,5 кПа;

0,2szgо=6,3 кПа;

Точка 2- на границе первого и второго слоя с учетом взвешивающего действия воды

szg1= szgо (szgw )+gsb1×h1/2=31,5+10,4×5,35=87,14 кПа;

0,2szg1=17,43 кПа;

Ниже второго слоя находится суглинок, поэтому к вертикальному напряжению на кровлю суглинка добавляется гидростатическое давление столба воды, находящиеся над суглинком.

sw = g w ×h1=10×7=70 кПа;

Полное вертикальное напряжение, действующее на кровлю глины

szg2 = szg1 +sw =87,14+70=157,14 кПа;

0,2szg2=31,43 кПа;

Точка 3- на границе 2-го и 3-го слоев

szg3 = szg2 +g2×h2=157,14+19×1=176,14 кПа;

0,2szg3=35,22 кПа;

Точка 4- на границе 3-го и 4-го слоев

szg4 = szg3 +g3×h3=176,14+20×4=256,14 кПа;

0,2szg4=51,23 кПа;

Точка 5- на границе 4-го и 5-го слоев

szg5 = szg4 +g4×h4=256,14+19,5×8=412,14 кПа;

0,2szg5=82,43 кПа;

Точка 6- вертикальное напряжение по подошве фундамента 5-го слоя

szg6 = szg5 +g5×h5=412,14+19,5×2=451,14 кПа;

0,2szg6=90,23 кПа;

 

11. По полученным значениям ординат на геологическом разрезе в масштабе строим эпюру природного давления szg и вспомогательной 0,2szg. (рис.)
12. Определяем дополнительное вертикальное давление на основание от здания или сооружения по подошве фундамента:

ро=р-szgо =133-31,5=101,5 кПа

13. Разбиваем толщу грунта под подошвой фундамента на элементарные подслои толщиной i=(0,2¸0,4)bf. Принимаем i=0,3bf=0,3×1,5=0,45 м.
14. Определяем дополнительные вертикальные нормальные szр напряжения на глубине zi от подошвы фундамента:

szр =ai pо,

где ai –коэффициент рассеивания напряжений для соответствующего слоя грунта, зависит от формы подошвы фундамента и соотношений x= 2zi / bf и h=lf/bf, где zi –глубина i-го элементарного слоя от подошвы фундамента

zi , определяется прл. 5 настоящих методических указаний.

Принимаем x=0,66×zi и h=1

15. По полученным данным строим эпюру дополнительных вертикальных напряжения szр от подошвы фундамента (рис.)
16. Определяем высоту сжимаемой толщи основания Hс, нижняя граница которой ВС принимается на глубине z=Hс, где выполняется условие равенства szр =0,2szg (рис.)
17. Определяем величину общей осадки по формуле

где b - безразмерный коэффициент, b=0,8; среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения от подошвы фундамента в i-ом слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр фундамента;  - толщина    i-ого слоя грунта; Ei –модуль деформации i-ого слоя грунта; n-количество слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

18. Для удобства расчета осадки все вычисления ведем в табличной форме следующего вида

№ ИГЭ	Наименование грунта и его состояние	Мощность слоя, hi,м	, м	zi, м	xi	ai	кПа	кПа	Ei  кПа
ИГЭ-1	Песок средней крупности, средней плотности, влажный, непросадочный.	7	0,00 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45	0,0 0,45 0,9 1,35 1,8 2,25 2,7 3,15 3,6 4,05 4,5 4,95	0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2 2,37 2,67 3 3,26	1,0 0,95 0,88 0,75 0,606 0,49 0,39 0,336 0,257 0,23 0,18 0,154	133 126,35 117,04 99,75 80,6 65,17 51,87 44,69 34,18 30,6 24 20,5	129,67 121,7 108,4 90,17 72,88 58,52 48,28 39,43 32,4 27,3 22	25000   ВС

S1= 129,67×0,45+121,7×0,45+108,4×0,45+90,17×0,45+72,88×0,45+58,22×0,45+

+48,28×0,45+39,43×0,45 ] = 0,00967=0,967 см;

Грунт является непросадочным.

8. Сравниваем полученное расчетное значение вероятной осадки S со значением предельных деформаций основания Su, принимается в зависимости от конструктивной системы здания или сооружения по прил. 7 настоящих методических указаний.

Sобщ= 0,967см <S*u=8 см, условие выполняется.

7.6Расчет прочности нормальных  сечений ленточного фундамента.

 

    Расчет сводится к определению  требуемой площади арматуры вдоль  длинной стороны фундамента см. рис.

    Рассчитываем только подушку, выступы  которой работают как консоли, загруженные реактивным давлением  грунта Р1 (без учета массы веса тела подушки и грунта на его обрезах):

где gf = 1,2- коэффициент надежности по нагрузке; N2 – погонная нагрузка на обрез фундамента при расчете по второй группе предельных состояний; Af =bf ×1п.м. – площадь фундамента, м2.

    Сечение арматуры подушки подбираем  по моменту консоли в сечение 1-1 по формуле:

 

    Определяем значение am по формуле

Где Rb – расчетное сопротивление осевому сжатию (призменная прочность бетона), определяется по табл. 13 [22]; l1- ширина сжатой зоны (в верхней части) сечения ленточного фундамента равная 1 п.м.; hо – рабочая высота рассматриваемого сечения, см; b1 – вылет консоли, м, определяется по формуле

 

 где bf и bс – соответственно ширина подошвы фундамента и стены.

По табл. 20 [14] в зависимости от am(Ao) определяем x и по формуле вычисляем площадь арматуры As:

Где Rs – расчетное сопротивление арматуры для предельных состояний первой группы, кПа (кгс/см2), определяется по табл. 22 [22].

По сортаменту арматурной стали подбираем расчетную арматуру.

Принимаем шаг стержней S=150 мм. As=1,096 см2. Количество стержней принимаем n=20 шт. Тогда

Принимаем диаметр одного стержня Æ= 8 (Аs =0,503 см2).  Так как минимально допустимый диаметр арматуры должен быть не менее 10 мм, окончательно принимаем 20Æ10 Аs =0,785 см2.

 

7.7.Расчет прочности фундамента  по поперечной силе.

 

Расчет на действие поперечной силы не производится при выполнение следующего условия:

Где к1 – коэффициент, для тяжелого бетона принимается равным 0,75; Rbt – сопротивление осевому растяжению бетона.

 

Список литературы.

 

1. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования. – М.: 1985.-41 с.
2. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. Нормы проектирования. – М.: ЦИТИ Госстроя СССР, 1985.-42 с.
3. СНиП 2.01.01-82. Строительная климотология и геофизика. – М.:  Стройиздат. 1983.-136 с.
4. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия./Госстрой СССР. – М.: ЦИТИ Госстроя СССР, 1985.-362с.
5. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции./Госстрой СССР. – М.: ЦИТИ Госстроя СССР, 1985.-79с.
6. Основания и фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. –М: Стройиздат. 1985.-480 с.
7. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.04-83)/НИИОСП им. Герсеванова: –М: Стройиздат. 1986.-415 с.
8. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны промышленных зданий (к СНиП 2.03.01-84) –М., 1985.
9. Берлинов М.В. Основания и фундаменты: Учеб. Для строит. специальностей вузов. –3-е изд., стер: - М.: Высш. шк., 1999:-319с.
10. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов: (основытеории и примеры расчета): Учеб. пособ. для вузов.- 3-е изд., пераб. и доп. –М.: Стройиздат, 1990.-304 с.;ил.
11. Лапшин Ф.К. Основания и фундаменты в дипломном проектировании. Саратов: изд-во Саратовского университета, 1986.-224с.;ил.
12. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии). – 2-е изд., пераб. и доп. –Л.: Стройиздат, 1988.-415 с.;ил.
13. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: Учеб. Пособие/Под ред. Б.И. Далматова. –М.: Изд-во АСВ;СПб.: СПбГАСУ,1999.-340 с.;ил.
14. Байков В.А., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: учеб. Для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. –М.: Стройиздат, 1991.-767 с.;ил.
15. Авазов Р.Р. Основания и фундаменты: Методические указания к курсовому пректу. –Казань, КИСИ, 1989.