Расчет фундаментов

Работу оснований и фундаментов конструкций следует рассматривать как единую систему, отдельные части которой оказывают взаимное влияние друг на друга. Осадки грунтов оснований зависят от действующей нагрузки, параметров и конструктивных особенностей фундаментов, а также от типа самого сооружения и жесткости его конструктивной схемы.

В большинстве случаев строительство ведется с применением типовых проектов. Основной задачей в этом случае является обеспечение передачи нагрузки на основание через рационально подобранный тип фундамента в соответствии со сложившимися инженерно-геологическими условиями площадки строительства. Принятый тип фундаментов и схема их расположения должны обеспечить требуемые уровни деформаций основания и несущую способность.

1 Оценка инженерно-геологических условий площадки

Площадка расположена на пересечении ул. Советской и ул. Князева в г. Калинковичи. Поверхность ровная, условия поверхностного стока удовлетворительные, неблагоприятные геологические процессы не установлены. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов составляет 113см.

В геологическом строении участвуют пески пылеватые средней прочности, пылеватые прочные а также супеси. На поверхности по всей площадке расположен растительный слой мощностью 0,3-0,4м.

На площадке вскрыты воды спорадического распространения и межпластовые воды на глубине 4,2-4,6м

Характеристики грунтов приведены в таблице 2.1.1

Таблица 2.2.1 Характеристики физико-механических свойств грунтов строительной площадки.

№ слоя грунта

Наименование грунта

Удельный вес, кН/м3

Удельное сцепление, кПа

Угол внутр. трения, кПа

Модуль деформации Е, Па

Показатель текучести I, д.е.

Коэфф. пористости

Расчетное сопротивление Ro, кПа

1

Почвенный слой

--

--

--

--

--

--

--

2

Песок пылеватый сред. прочности

20,6

3,4

29

14

--

0,67

220

3

Супесь сред. прочности

22

28

27

12

0,24

0,37

240

4

Супесь прочная

21,9

34

28

22

0,49

0,39

390

5

Песок пылевой прочный

20,7

5,5

34

26

--

0,56

330

Оценка инженерно-геологических условий площадки начинается с изучения напластования грунтов. Для этого по исходным данным строим геологический разрез, а также в колонке скважины показываем уровень воды зафиксировав его отметку.

Геологический разрез

Рисунок 2.2.1 - Геологический разрез

2. Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундамента.

Тип фундамента выбирается в зависимости от характера передачи нагрузки на фундамент. В нашем случае устраиваются ленточные фундаменты из сборных элементов.

Глубина заложения фундамента зависит от следующих факторов:

- инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки и положения несущего слоя грунта;

- глубины промерзания грунта;

- конструктивных особенностей подземной части здания (наличие или отсутствие подвала).

Предварительно глубина заложения фундамента назначается из конструктивных соображений с учетом глубины промерзания грунта.

Расчетная глубина заложения фундамента определяется по формуле:

,

где db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

hcf - толщина конструкции пола подвала, м;

hf - высота подошвы фундамента, м.

d=1,45+0,2+0,3=1,95 м.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта для г. Калинковичи dfn = 1,13 м.

Принимаем глубину заложения фундамента 2м. Основанием фундамента является супесь средней прочности.

3 Нагрузки, учитываемые в расчетах оснований фундаментов

Основания фундаментов, сложенные несколькими грунтами, в соответствии с СНБ 5.01.01 - 99 рассчитываются по предельному состоянию второй группы, т.е. по деформациям.

Воздействия и нагрузки на основания должны устанавливаться расчетом, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения с основанием с учетом перераспределения нагрузок надфундаментной конструкцией. Нагрузки допускается определить без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией и принимать в соответствии со статической схемой без учета неразрезности конструкции.

Проектируемое здание имеет 2 этажей. Выполняется из сборного железобетона и имеет жесткую бескаркасную схему с поперечными и продольными несущими стенами.

Нагрузки, действующие на обрез фундамента, приведены в таблице

Таблица 2.2.2 - Нагрузка на фундамент, кН/м

Наименование нагрузки

Норм.

Хf

Расч.

1. Постоянная

?

1.1 Нагрузка от покрытия

а) 3 слоя Техноэласта (15 кг/м2)

0,46

1,3

0,59

б) плиты минераловатные (плотность 175кг/м3, толщина 180 мм)

0,96

1,3

1,24

в) керамзитобетон (плотность 1400 кг/м3, толщина 180 мм)

7,65

1,3

9,95

г) ж.б.плита покрытия (плотность 2500кг/м3, толщина 160 мм)

12,15

1,1

13,36

итого:

21,21

25,15

1.2 Нагрузки от перекрытия

а) линолеум (плотностью 1600 кг/м3, толщиной 4 мм)

0,19

1,3

0,25

г) ж.б.плита перекрытия (плотность 2500кг/м3, толщина 180 мм)

13,67

1,1

15,03

итого от двух перекрытий:

27,72

30,57

1.5 Нагрузки от стен

а) каменная кладка (плотностью 1600кг/м3, толщина 380мм)

48,03

1,1

52,84

б) вент. фасад (утеплитель из минераловатных плит плотность 75 кг/м3,

толщина 80 мм + фасадная панель 5 кг/м2)

0,87

1,1

0,96

в) блоки стен ФБС

37,50

1,1

41,25

итого :

86,40

95,04

Итого постоянная:

135,34

150,76

2. Временная

а) снеговая

2,43

1,4

3,40

б) нагрузка на перекрытие

6,07

1,3

7,90

Итого временная:

8,50

11,30

3. Суммарная нагрузка

143,84

162,06

грузовая площадь для фундамента по оси "Е-8", м2

16,40

Нагрузка действующая в уровне обреза фундамента:

для расчета по деформациям (gf = 1)

для расчета по несущей способности (gf > 1)

расчет ведется на 1 м длины фундамента

4 Определение размеров подошвы фундамента

Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных между собой параметров и устанавливаются путем последовательного приближения. В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента А определяется по формуле:

где N0II - расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента для расчета основания по предельному состоянию второй группы, кН;

R0 - расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента;

m - осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 21 кН/м3;

d - глубина заложения фундамента от уровня планировки равная 2 м.

Определим в первом приближении ширину подошвы как для центрально нагруженного фундамента:

Принимаем ширину фундамента b=0,8 м.

Принятые в первом приближении размеры подошвы фундамента уточняются исходя из требований СНБ, выражаемых неравенствами: PR;

где P - среднее давление под подошвой фундамента, кПа,

;

Gф - вес фундамента;

Gгр - вес грунта на уступах фундамента.

Предварительно определим R - расчетное сопротивление грунта основания, кПа,

где Мг, Мс, Мq - коэффициент принимаемый в зависимости от угла внутреннего трения II, принимаемые по приложению В2 СНБ;

С1 и С2 - коэффициент условия работы, принимаемые по приложению В3 СНБ;

С1=1,4, С2=1,2

k - коэффициент, принимаемый равным 1,0 если характеристики прочности грунта определены непосредственным испытанием и равен 1,1, если они приняты по таблицам;

кZ - коэффициент, принимаемый при b<10м кZ=1; при b?10м кZ=z0/b + 0,2;

b - ширина подошвы фундамента, м;

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

I2 - то же, залегающих выше подошвы фундамента;

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d1 - расстояние от пола подвала до подошвы фундамента

db - глубина подвала от плоскости планировки.

Определим осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента

супесь средней прочности



супесь прочная


песок пылеватый прочный



Вычислим расчетное сопротивление грунта основания:

Приводим все расчетные нагрузки действующие в плоскости обреза фундамента к плоскости подошвы фундамента при высоте ленточного фундамента и его веса , вес грунта на уступах фундамента

Вычислим среднее давление под подошвой фундамента.

P=203,68 кПа< R= 338,23 кПа.

Очевидно, что все условия выполняются.

Окончательно принимаем фундамент ФЛ b=800 мм, h=300 мм.

5. Расчет осадки фундамента

Определим значение конечной осадки ленточного фундамента у стены здания по методу послойного суммирования. Ширина подошвы b = 0,8 м; глубина заложения d = 2,0 м; среднее давление под подошвой фундамента p = 203,7 кПа; напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента g = d= 20,62= 41,2 кПа, дополнительное давление pо = 203,7- 41,2 = 162,5 кПа. Результаты вычислений осадки данного фундамента сведены в таблицу 3, а эпюры напряжений показаны на рисунке 2.2.2

Эпюры напряжений в основании фундамента под стену здания

Рисунок 2.2.2 - Эпюры напряжений в основании фундамента под стену здания

6. Расчёт осадки фундамента во времени

Выполним расчёт консолидации основания ленточного фундамента с шириной подошвы b = 0,8 м, глубиной заложения d = 2,0 м. Под подошвой фундамента залегает пласт супеси мощностью h = 2,1 м. Конечная осадка фундамента за счёт уплотнения s = 1,421 см. Коэффициент фильтрации kf = 210-3 см/с = 0,73 см/год = 0,0073 м/год.

Коэффициент относительной сжимаемости

mv = 0,8/Е = 0,8/(12106) = 6,710-8 кПа-1.

Вычисляем значение коэффициента консолидации

cv = kf / (mvw) = 0,0073/(6,710-810) =10895 м2/год.

Время осадки

.

График осадки фундамента во времени

Рисунок 2.2.3 - График осадки фундамента во времени.

При цитировании материалов в рефератах, курсовых, дипломных работах правильно указывайте источник цитирования, для удобства можете скопировать из поля ниже:

Поделиться материалом

Содержание