Проектирование фундаментов мелкого заложения

При проектировании определяются конструкция и размеры фундаментов, глубина заложения подошвы, производится расчет оснований по деформациям. По выполненным расчетам производится конструирование.

3.2.1. Глубина заложения подошвы фундамента

Зависит от целого ряда факторов:

1. Конструктивных особенностей сооружения. У зданий и сооружений без подвальных помещений глубина заложения зависит от высоты фундаментов, при наличии подвалов фундамент заглубляется ниже пола подвала.

2. Глубины сезонного промерзания грунтов. Подошва фундаментов должна располагаться ниже глубины сезонного промерзания грунтов с учетом теплового режима здания.

,

d_fn – 0, 6 – нормативная глубина промерзания (г. Одесса);

k_n = 0, 8 – коэффициент, который учитывает влияние теплового режима сооружения.

3. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия участка строительства. Фундамент необходимо заглубить в несущий слой не менее чем на 0, 3 м. За несущий принимается слой с модулем деформации Е > 3 МПа. При значительной мощности сжимаемых грунтов возможна их замена песчаной подушкой на глубину зоны деформации или к кровле несущего слоя.

Проектируют грунтовую подушку с заданными физико-механическими показателями. Назначается плотность сухого грунта r_d ≥ 1, 65 г/см³. Определяют влажность грунта, при которой будет достигнуто требуемое уплотнение w= w_opt = w_р - (0, 01 ÷ 0, 03).

По формулам определяют: r =r_d (1+w); n; е; S_r; I_L.

Для г. Одесса нормативная глубина промерзания равна 0, 7 м.

k_h = 0, 8 d_f = 0, 8 ´ 0, 7 = 0, 56 м < 1, 5 м.

Несущим слоем грунта для фундаментов мелкого заложения является послойно уплотненный грунт – суглинок. Исходя из вышеизложенного, принимаем глубину заложения подошвы фундамента d_n = 1, 5 м.

Для замены основания принимается суглинок.

Задаются:

rd =1, 65 г/см3, rs = 2, 68 г/см3, wp = 0, 20; wl = 0, 34. По формулам определяют: w=wopt=0, 20 – 0, 02 = 0, 18; Ip = 0, 34 – 0, 20 = 0, 14; e = (2, 68/1, 65) – 1 = 0, 62; n = 1 – (1, 65/2, 68) = 0, 38;

S_r = (0, 18 · 2, 68)/(0, 62 · 1, 0) = 0, 78;

I_L = (0, 20 – 0, 20)/0, 14 = < 0 (твердый).

с=32, 8 кПа; j =24, 3˚; Е=23, 5МПа

Для достижения требуемой степени уплотнения грунта рекомендуется использовать катки массой не менее 10...12 т, а толщину уплотняемого слоя принять 20...25 см. В процессе выполнения работ необходимо вести операционный контроль качества уплотнения путем определения значения r_d, которое должно быть не менее заданного.

3.2.2 Определение размеров подошвы фундаментов

Нагрузка на обрезе фундаментов составляют:

3.2.3. Определение предварительной площади подошвы столбчатого фундамента

Глубина заложения подошвы ленточного равна d_n=1, 5м.

Расчетное сопротивление под подошвой R_o=275 кПа

Требуемая ширина ленточного фундамента для ФЛ-1кр:

b = n/(R_o – ´ d_n) = = 0, 08 м

Принимаем b = 0, 2 м;

Требуемая ширина ленточного фундамента для ФЛ-1ср:

b = n/(R_o – ´ d_n) = = 0, 15 м

Принимаем b = 0, 2 м;

где, R₀ – условное расчетное сопротивление для предварительных расчетов, принимается по таблице (R₀ = 275 кПа);

= 20 кН/м³ – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах;

d_п – глубина заложения подошвы фундамента, м (d_п = 1, 5 м).

3.2.4. Определение расчетного сопротивления грунта основания

где, γ _{с 1}, γ _{с 2} – коэффициенты условий работы:

ar w: top=" 1134" w: right=" 850" w: bottom=" 1134" w: left=" 1701" w: header=" 720" w: footer=" 720" w: gutter=" 0" /> < w: cols w: space=" 720" /> < /w: sectPr> < /wx: sect> < /w: body> < /w: wordDocument> ">

γ _ІІ – средневзвешенное значение удельного веса грунтов ниже подошвы фундамента, кН/м³:

; (в пределах 1, 5 b)

d_п = 1, 5 м – глубина заложения фундамента;

γ _ІІ’ – средневзвешенное значение удельного веса грунтов выше подошвы фундамента, кН/м³:

с_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего под подошвой фундамента, кПа.

ФЛ-1кр и ФЛ-1ср:

Вес фундамента: G_Ф = 1, 5 · 0, 2· 1, 0 ·20 =6 кН

Среднее давление под подошвой фундамента:

р = = 127, 5 кПа

р= 127, 5 кПа < R = 304, 25 кПа

(304, 25-127, 5)/ 304, 35·100% =58% ≤ 15%

Условия не выполняются.

ФЛ-1ср:

Вес фундамента: G_Ф = 1, 5 · 0, 2· 1, 0 ·20 =6 кН

Среднее давление под подошвой фундамента:

р = = 215 кПа

р= 215 кПа < R = 304, 35 кПа

(304, 35-215)/ 304, 35·100% =29% ≤ 15%

Условия не выполняются.

3.3. Расчет осадки

Выполняем расчет осадки фундамента методом послойного суммирования:

1) строим расчетную схему основания и фундаментов, на которую наносим: геологический разрез с необходимыми для расчета параметрами основания, и поперечное сечение фундамента «b» с принятой глубиной заложения его подошвы «d_n», в масштабе 1: 100.

2) определяем напряжения от собственного веса грунта:

и наотметке подошвы фундамента ФЛ-1:

ФЛ-1кр и ФЛ-1 ср:

3) напряжение от дополнительного давления на уровне подошвы фундамента:

ФЛ-1кр:

ФЛ-1ср:

4) сжимаемую толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои толщиной:

ФЛ-1кр: ФЛ-1ср:

5) расчет напряжений от внешней нагрузки на отметке кровли каждого элементарного слоя и расчет осадок выполняется в табличной форме. При этом коэффициент α определяется по таблице для соотношения:

t wx: val=" Cambria Math" /> < w: i/> < w: sz w: val=" 26" /> < w: sz-cs w: val=" 26" /> < /w: rPr> < m: t> b< /m: t> < /m: r> < /m: den> < /m: f> < m: r> < w: rPr> < w: rFonts w: ascii=" Cambria Math" w: h-ansi=" Cambria Math" /> < wx: font wx: val=" Cambria Math" /> < w: i/> < w: sz w: val=" 26" /> < w: sz-cs w: val=" 26" /> < /w: rPr> < m: t> & gt; 10 < /m: t> < /m: r> < /m: oMath> < /m: oMathPara> < /w: p> < w: sectPr wsp: rsidR=" 00000000" wsp: rsidRPr=" 00041591" > < w: pgSz w: w=" 12240" w: h=" 15840" /> < w: pgMar w: top=" 1134" w: right=" 850" w: bottom=" 1134" w: left=" 1701" w: header=" 720" w: footer=" 720" w: gutter=" 0" /> < w: cols w: space=" 720" /> < /w: sectPr> < /wx: sect> < /w: body> < /w: wordDocument> ">

6) осадка фундамента определяется по формуле:

где, b – безразмерный коэффициент, который равняется 0, 8;

σ _{zp , i} – среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в і -том слое грунта на вертикали, которая проходит через центр подошвы фундамента, кПа;

h_і – толщина і -го слоя грунта, м;

n – количество слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания;

s_{zg , i} – среднее значение вертикального напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, в і -ом слое грунта на вертикали, которая проходит через центр подошвы, на глубине z от подошвы фундамента, кПа;

E_i – модуль деформации і -го слоя грунта по ветви первичной нагрузки, МПа;

7) Полученную осадку сравниваем с предельным значением осадки: