Основания и фундаменты

 
 

S=0,8[  (228,5+205,7)·1,2/2·18000  +  (205,7+160)·1,2/2·18000+

+ (160+114,25)·1,2/2·18000  +  (114,25+91,4)·1,2/9·22000  +

+  (91,4+73,12)·1,2/2·22000  +  (73,12+61,7)·1,2/2·22000  +

+  (61,7+52,56)·1,2/2·22000  +  (52,56+45,7)·1,2/2·22000  +

+  (45,7+42,27)·1,2/2·22000  +  (42,27+36,56)·1,2/2·22000  +

+  (36,56+35,19)1,2/2·22000 +  (35,19+31,99)1,2/2·22000 ]= 0,056 м = 5,6см

Сравним  предельную  осадку  с максимальной

S=5,6 см < S_u=10см

Условие  удовлетворяется 
 
 

3.2.Фундаменты  на  УЛУЧШЕнном  основании. 

Расчёт  песчаной или гравийной подушки сводится к определению её размеров и осадки возводимого на ней фундамента.

1. В качестве улучшенного основания принимаем песок средней крупности со следующими характеристиками:

            g_II=20,1кН/м³  j_II=38° с_II=0  g_s=26,4кН/м³

            w=0,16  Е=40·10⁶Па   к_ф=2·10^-2

Рассчитываем  дополнительные характеристики:

      е=(g_s/g_II)·(1+w)-1=(26,4/20,1)·(1+0,16)-1=0,52

      g_sbII=(g_s-g_b)/(1+е)=(26,4-10)/(1+0,62)=10,12кН/м³

2. Глубину заложения подошвы фундамента принимаем аналогично тому, как делали это для фундамента на естественном основании,

     d=2,25 м

3. В соответствии с крупностью выбранного песка для подушки по таблице справочника, устанавливаем расчётное сопротивление R₀ для него, которое даётся применительно к фундаменту, имеющему ширину b=1м и глубину заложения d=2м. Принимаем R₀=500кПа.
4. Исходя из принятого расчётного сопротивления R₀=500кПа, производим предворительное определение площади подошвы фундамента А₀ и его размеров в плане b.

А₀=N_0II/(R₀-g_ср·d₀)=680/(500-17·2,25)=1,5 м²

b=1,5 м

     5)     Для окончательного назначения размеров фундамента

определяем  расчётное сопротивление грунта подушки (d >2м).

R=R₀·(1+k₁·((b-b₀)/b₀))+k₂·γ´_II(d-d₀)

Где b=1,5м k₂=2    d=2,25м     k₁=0,05

R₁=500·(1+0,05·((1,5-1)/1))+2·26,6·(2,25-2)=525,8кПа

А₁=680/(525,8-17·2,25)=1,33м²

b=1,33м

Принимаем  плиты ФЛ 14

      6)   Вычисляем  собственный   вес  фундамента:

N_фII=V_ф· γ_жб,

V_ф=0,6·0,6·1п.м·3.+1,4·0,3·1п.м.=1,5 м³

N_фII=1,5·25=37,5 кН

  Вес грунта, находящегося на  ступенях фундамента, кН

N_грII=V_гр· γ_II^´

N_грII=10,9·(1,4·2,25-37,5)=18 кН

7. Определим  среднее  давление  P по  подошве фундамента

 P=(N_0II+ N_фII+ N_грII)/А≤R

P=(680+37,5+18)/1,4=525,4 МПа≤525,8 МПа

Условие  выполняется. 
 
 
 
 
 
 

        Найдем  дополнительные  вертикальные  напряжения от  собственного  веса грунта σ_{zg 0} на уровне  подошвы  фундамента:

σ_{zg 0} =γ´·d

σ_{zg 0} =2,25·10,9= 24,5 кПа

         Дополнительное  вертикальное  давление  на  уровне  подошвы  фундамента  σ_{zр 0} ;

σ_{zр 0} =P- σ_{zg 0}=525,4 – 24,5 = 500,9 кПа 

8)  Зададимся  толщиной висячей  подушки, h_п=1,0м.

  Проверяем условие s_zg+s_zp £ R_z - проверка напряжений на кровле слабого подстилающего слоя.

s_zg= 24,1·10,12=34,62кПа

s_zp=0,748·525,4=393 кПа

Для  установления R_z  вычислим  площадь  условного фундамента

А_у=N_0II/s_zp=680/393=1,73м², b=1,73м

R_z=1,25·1,2(0,72·1,73·1·10,9+3,27·2,25·10,9+6,45·10)/1=237,42кПа

34,62+393=427,62 > 237,42 кПа – условие  не  удовлетворяется, необходимо  увеличить  толщину подушки.

          Примем  h_п=4 м

s_zg= 24,5+4·10,12=64,98 кПа

s_zp=0,306·525,4=160,77 кПа

64,98+160,77=225,15кПа<237,12 кПа

D=((237,12-225,15)/225,15)·100%=5,05%

           Ширину подушки понизу определяем  по формуле: 

b_п=b+2·h_п·tga,

где   a - угол распределения давления в теле подушки (30°-40°).                               Принимаем a=35°,

тогда  b_п=1,4+2·4·tg35°=7 м

Осадку  фундамента  определяем  по так  же, как для  фундамента на  естественном  основании. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов 

по  методу послойного  суммирования.

 
 

       S=0,8[(525,4+399,3)·0,8/2·40000 + (399,3+257,45)·0,8/2·40000 +  

      + (257,45+186,52)·0,8/2·40000 + (186,52+141,86)·0,8/2·40000 +

      + (141,86+110,33)·0,8/2·40000 + (110,33+94,57)·0,8/2·18000 +  

      + (94,57+83,01)·0,8/2·18000 + (83,01+73,56)·0,8/2·22000 + 

      + (73,56+64,62)·0,8/2·22000 + (64,62+58,32)·0,8/2·22000 +

       + (58,32+52,54)0,8/2·22000 + (52,54+47,29)0,8/2·22000 +

       + (47,29+44,66)0,8/2·22000 + (44,66+42,03)0,8/2·22000 +

       + (42,03+39,41)0,8/2·22000 + (39,41+36,78)0,8/2·22000 +

+ (36,78+34,15)0,8/2·22000] = 0,036м=3,6см

Сравним  предельную  осадку  с максимальной

S=3,6см < S_u=10см

Условие  удовлетворяется. 
 
 

3.3.СВАЙНЫЙ   ФУНДАМЕНТ. 

Определение  глубины  заложения  подошвы  ростверка.

d_р= d_b+h_ef+h_р

d_b – глубина подвала - расстояние  от  уровня  планировки до  пола  

       подвала, м ;

h_р – высота  ростверка

h_{р min}=a_k+t+20см

t- глубина  заделки  свай в  ростверк, м  t=0,05м

a_k- больший размер колонны в плане, a_k=0,5м

h_{р min}=0,4+0,2+0,05=0,65м

h_ef – толщина пола  подвала, h_ef=0,05м

d_р=1,4+0,05+0,65=2,1м

d_р=2,1м>d_f=0,72- условие выполняется. 

Выбор  типа, марки  и  длины  сваи.

Марка сваи С5-30(ГОСТ 19804.1-79). Бетон В25; R_b=14,5Мпа. Продольная арматура 4Æ14 А-III; R_s=340Мпа, А_s=6,16см².  

Определение расчетной  нагрузки  на  сваю.

По  грунту:

P=m·( m_R·R·A+uΣm_f·f_i·l_i)/k_н

m-коэффициент условий работы  сваи  в грунте, m=1

А- площадь  опирания  сваи  на  грунт ,м²

l_i – толщина i-го слоя  грунта

m_R, m_f –коэффициенты условий работы  грунта, соприкасающегося с  

             боковой  поверхностью, м

R, f_i- расчетные сопротивления грунта  под нижним  концом сваи и i-го 

        слоя грунта по боковой  поверхности  сваи определяемые  по  

        таблицам, кПа.

u- наружный  периметр  поперечного сечения сваи, м

Разбивку  грунта  делаем  на  элементарные  слои  толщиной  1м 

 
 
 
 
 
 
 

  
 
 

Р=1(1·370·0,09+4·0,3·(20·1+22·1·1+24·1·1+25+25,5·1))/1,4=337,7 кПа

По  материалу:

Р=φ·γ_с(R_b·A+R_sc·А_s´)=1·0,85(14500·0,09+340000·0,000616)=1287 кПа

В дальнейших расчетах  используем меньшее  значение расчетной  нагрузки, а именно  по  грунту Р=337,7 кПа. 

   Определение условного  давления под подошвой  ростверка

σ_p = P(3d_c)²