Проектирование фундаментов под 9-этажное здание в открытом котловане

d – глубина заложения фундамента от уровня планировки срезкой или подсыпкой, м. Согласно проведенным выше вычислениям

 

 

 

где h_s – толщина грунта от отметки подошвы фундамента до отметки низа пола подвала, h_s =9.4 м;

h_cf – толщина конструкции пола подвала, h_cf =0,2м;

g_cf – расчетное значение веса конструкции материала пола подвала, g_cf =22 кН/м³.

 

 

d_в – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала

d_в=1.6 м

 

Итак:         

435.98 кН/м²<658.41кН/м² – условиевыполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет оснований фундаментов мелкого заложения и свайных по второй группе предельных состояний — по деформациям

 

1. Расчет стабилизированной  осадки фундамента мелкого заложения  стена 1, 5.

а) вычисление ординат эпюры природного давления σzg,i

 

При планировке срезкой  эпюра природного давления на отметке пов-ти земли  принимается равной нулю. Далее:

На границе 1 и 2 слоев:

Поскольку далее расположен водоупорный  слой из текучей супеси, с учетом давления толщи воды h=1.0м,

_{На отметке  подошвы фундамента}

На границе 2 и 3 слоев:

На границе 3 и 4 слоев:

На границе 4 и 5 слоя:

Поскольку далее песок находится  в водонасыщенном состоянии, мощностью 2 м, то

б) вычитание ординат вспомогательной эпюры 0,2 σzg,i

 

	15.8	25.8	52.58	60.82	124.82	205.01	218.25
0,2*	3.16	5.16	10.52	12.16	24.96	41.0	43.65

 

 

в) вычисление ординат эпюры дополнительного давления σzp,i

 

Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры σ_zp0непоср. под подошвой фундамента при z = 0:

 

Затем вычисляются другие ординаты по формуле  для различных глубин zi откладываемых от подошвы фундамента. Коэффициенты αi для условий данного примера берутся в зависимости от отношения длины фундамента стены l к ширине фундамента b, то есть для ленточного фундамента принимаем >10. Вычисления удобно вести в табличной форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Заполн. Из табл.)		(Заполн. Из табл.)	кПа	Слои
0	0	1	69.66	супесь текучая
0.285	0.4	0.983	68.52
0.4	0.56	0.977	68.06	супесь текучая
0.8	1.12	0.881	61.37
1.2	1.68	0.754	52.52
1.6	2.24	0.640	44.58
2	2.8	0.546	38.03
2.4	3.36	0.471	32.80
2.57	3.6	0.445	31.01
2.8	3.92	0.411	28.63	суглинок полутвердый
3.2	4.48	0.363	25.28

 

 

Глубина сжимаемой толщи  , природное давление на этой глубине составит

 

 

 

 

 

 

 

г) вычисление деформационных характеристик слоев грунта основания.

 

После вычисления ординат и построения эпюр природного σ_zg , 0,2σ_zg и дополнительного σ_zp давлений появилась возможность увидеть, каким было в середине каждого (i-го) грунтового слоя давление σ_zg,iот собственного веса вышележащей толщи грунтов в природном состоянии и каким стало полное давление σ_z^полное=σ_zg +σ_zp, когда к природному давлению добавилось давление

σ_zpот построенного сооружения. Это позволяет получить интервал изменения напряжения и соответствующий ему интервал изменения коэффициентов пористости e по компрессионной кривой или осадки s по графику испытаний штампом, которые необходимы для расчета деформационных характеристик грунта m_o, m_v, Е

 

Штамповые испытания грунта отобранного на глубине заложения 2.3 м. штампом d=27.7см слой "Супеси текучей".

 

 

S₁= 1.29мм S₂=2.89см

 

 

;            , где

d -  диаметр штампа

S -  осадка

- безразмерный  коэффициент = 0,79

- вертикальные напряжения

-  коэффициент Пуассона:

 для глин и суглинков  тв. и полутв.

= 0,15;

 для глин и суглинков  тугопластичных = 0,22 ;

 для глин и суглинков  пластич. и текучепластич.= 0,4 ;

 для глин и суглинков  текучих = 0,5

 для супесей = 0,15-0,3 ;

 песков= 0,25 ;

Е - модуль общей (линейной) деформации

 

Копмрессионны испытания грунта отобранного на глубине 5м.- слой "Супесь текучая".

 

 

e₁= 0,679 8e₂=0.670

 

;        , где

-  коэффициент сжимаемости

-  коэффициент относительной  сжимаемости

е - коэффициент  пористости

- вертикальные напряжения

-  коэффициент,учитывающий отсутствие  поперечного расширения грунта:

 для песков и супесей  = 0,74 ; для суглинков = 0,62 ; для глин = 0,40

Е - модуль общей (линейной) деформации

 

Штамповые испытания грунта отобранного на глубине заложения 8 м. штампом d=27.7 см слой "Суглинок полутвердый".

 

 

S₁= 1.57мм S₂=1.92см

 

 

;            , где

d -  диаметр штампа

S -  осадка

- безразмерный  коэффициент = 0,79

- вертикальные напряжения

-  коэффициент Пуассона:

 для глин и суглинков  тв. и полутв.

= 0,15;

 для глин и суглинков  тугопластичных = 0,22 ;

 для глин и суглинков  пластич. и текучепластич.= 0,4 ;

 для глин и суглинков  текучих = 0,5

 для супесей = 0,15-0,3 ;

 песков= 0,25 ;

Е - модуль общей (линейной) деформации

 

 

д) Вычисление осадки.

 

Осадка в каждом грунтовом слое складывается из осадок входящих в  него элементарных слоев полных и  неполных).

I слой –(1 элементарный слой):

 

II слой (7 элементарных слоев):

 

 

 

III слой (2 элементарных слоя):

 

 

ИТОГО:

Суммарная осадка S=0.239см+1.855см+0.073см=2.167см<S_пред.=8см

 

Полученная осадка оказалась значительно  меньше Su=8см – предельной величины осадки, приведенной в СНиП для многоэтажных безкаркасных зданий. Следовательно, условие расчета по второму предельному состоянию s≤ sивыполнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет стабилизированной  осадки ленточного фундамента мелкого заложения по оси 2,3,4

 

 

При планировке срезкой  эпюра природного давления на отметке пов-ти земли  принимается равной нулю. Далее:

На границе 1 и 2 слоев:

Поскольку далее расположен водоупорный  слой из текучей супеси, с учетом давления толщи воды h=1.0м,

_{На отметке  подошвы фундамента}

На границе 2 и 3 слоев:

На границе 3 и 4 слоев:

На границе 4 и 5 слоя:

Поскольку далее песок находится  в водонасыщенном состоянии, мощностью 2 м, то

б) вычитание ординат вспомогательной эпюры 0,2 σzg,i

 

	15.8	25.8	52.58	60.82	124.82	205.01	218.25
0,2*	3.16	5.16	10.52	12.16	24.96	41.0	43.65

 

 

в) вычисление ординат эпюры дополнительного давления σzp,i

 

Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры σ_zp0непоср. под подошвой фундамента при z = 0:

 

Затем вычисляются другие ординаты по формуле  для различных глубин zi откладываемых от подошвы фундамента. Коэффициенты αi для условий данного примера берутся в зависимости от отношения длины фундамента стены l к ширине фундамента b, то есть для ленточного фундамента принимаем >10. Вычисления удобно вести в табличной форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Заполн. Из табл.)		(Заполн. Из табл.)	кПа	Слои
0	0	1	74.15	супесь текучая
0.25	0.4	0.985	73.08
0.4	0.64	0.977	72.44	супесь текучая
0.8	1.28	0.881	65.32
1.2	1.92	0.754	55.91
1.6	2.56	0.639	47.38
2	3.2	0.545	40.41
2.25	3.6	0.498	36.93
2.4	3.84	0.470	34.85	суглинок полутвердый
2.8	4.48	0.410	30.40
3.2	5.12	0.360	26.69

 

 

Глубина сжимаемой толщи  , природное давление на этой глубине составит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Штамповые испытания грунта отобранного на глубине заложения 2.3 м. штампом d=27.7см слой "Супеси текучей".

 

 

S₁= 1.29мм S₂=3.03см

 

 

;            , где

d -  диаметр штампа

S -  осадка

- безразмерный  коэффициент = 0,79

- вертикальные напряжения

-  коэффициент Пуассона:

 для глин и суглинков  тв. и полутв.

= 0,15;

 для глин и суглинков  тугопластичных = 0,22 ;

 для глин и суглинков  пластич. и текучепластич.= 0,4 ;

 для глин и суглинков  текучих = 0,5

 для супесей = 0,15-0,3 ;

 песков= 0,25 ;

Е - модуль общей (линейной) деформации

 

Копмрессионны испытания грунта отобранного на глубине 5м.- слой "Супесь текучая".

 

 

e₁= 0,679 8e₂=0.669

 

;        , где

-  коэффициент сжимаемости

-  коэффициент относительной  сжимаемости

е - коэффициент  пористости

- вертикальные напряжения

-  коэффициент,учитывающий отсутствие  поперечного расширения грунта:

 для песков и супесей  = 0,74 ; для суглинков = 0,62 ; для глин = 0,40

Е - модуль общей (линейной) деформации

 

 

Штамповые испытания грунта отобранного на глубине заложения 8 м. штампом d=27.7 см слой "Суглинок полутвердый".

 

 

S₁= 1.57мм S₂=1.96см

 

 

;            , где

d -  диаметр штампа

S -  осадка

- безразмерный  коэффициент = 0,79

- вертикальные напряжения

-  коэффициент Пуассона:

 для глин и суглинков  тв. и полутв.

= 0,15;

 для глин и суглинков  тугопластичных = 0,22 ;

 для глин и суглинков  пластич. и текучепластич.= 0,4 ;

 для глин и суглинков  текучих = 0,5

 для супесей = 0,15-0,3 ;

 песков= 0,25 ;