2.2. Инженерно-геологический разрез.

Рисунок 2.1 Инженерно-геологический разрез.

3. Вариантное проектирование

3.1. Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании в сечении 2-2

3.1.1. Определение глубины заложения фундаментов

Глубина заложения фундамента устанавливается с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства, необходимости исключения возможности промерзания пучинистого грунта под подошвой фундаментов и конструктивных особенностей возводимого здания.

По инженерно-геологическим условиям первый слой (песок пылеватый, рыхлый) не может служить основанием фундаментов. В качестве основания фундаментов можно использовать второй слой (супесь пластичная).

Определяем нормативную глубину сезонного промерзания:

(3.1)

где сумма отрицательных среднемесячных температур за зимний период.

Однако можно определить и по климатической карте. Для города Москва м. Определяем расчетную глубину сезонного промерзания:

(3.2)

где принимаем по т.5.3., [4].

Сечение 2-2 находится внутри здания, следовательно глубина его заложения назначается без учета глубины промерзания грунта.

Сечение 3-3 находится в крайнем рядя фундаментов отапливаемых зданий следовательно глубину заложения следует принимать не менее d₁ — в случае залегания ниже подошвы фундамента песков и глинистых грунтов с показателем текучести I_L  0,25 и супеси с I_L  0, а также крупнообломочных грунтов с глинистым заполнителем с I_L  0,25 независимо от уровня расположения подземных вод d_w. В нашем случае это супесь с I_L =0,71

Т.к. первый слой не является несущим, то фундамент заглубляется в несущий слой на 20см, при этом глубина заложения равна 4,37 м от планировочной отметки, что больше глубины сезонного промерзания грунтов.

Окончательно принимаем глубину заложения фундаментов .

3.1.2. Определение размеров фундамента.

Глубина заложения d = 4,37 м, расчетная нагрузка показана на рис. 3.1., схема фундамента и ориентировочный разрез показаны на рис. 3.2, в стакан фундамента устанавливается колонна сечением 40х40см, нагрузка, действующая на фундамент, равна N_II=1824,5кН.

Рис. 3.1. Схема нагрузок

Грунтовые условия: первый слой – песок пылеватый, рыхлый, влажный, мощностью 3,5 м, удельный вес – 16,68 кН/м³; второй слой – супесь пластичная, мощностью 2 м, удельный вес – 19,82 кН/м³, с =15 кПа,  =26⁰, Е =23 МПа,

R₀ =277 кПа.

1. Определяем площадь подошвы фундамента в плане:

(3.3)

где принимаем 20 кН/м³,

расчетная нагрузка (для расчета оснований по деформациям) по обрезу фундамента, кН;

глубина заложения фундамента.

расчётное сопротивление грунта, находящегося под подошвой фундамента.

Размеры в плане прямоугольного фундамента:

Ширина ; (3.4)

Принимаем размеры кратные 100 мм: l=b = 3,1 м,.

Определяем расчётное сопротивление грунта основания:

,, (3.5)

где - коэффициенты условий работы, принимаем по т. В.2 [1] ( , при ).

- коэффициент, принимаемый равным k=1.1, если они приняты на основе статистических данных;

, по т. В.3 [1], при ;

, т.к.

осреднённое значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

значение удельного веса грунтов на отметке подошвы фундамента

Рис. 3.2. К определению и

- расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

- глубина заложения фундамента;

глубина подвала- расстояние от уровня планировки до пола подвала;

_{Уточняем значение ширины при R1=468,5 кПа:}

Принимаем l=b=2,2 м. Длина фундамента:

При расчете центрально нагруженных фундаментов должно выполняться следующее условие:

Проверяем выполнение условия.

Условие не выполняется, следовательно, увеличиваем размеры фундамента:

Принимаем l=b=2,3 м. Длина фундамента:

При расчете центрально нагруженных фундаментов должно выполняться следующее условие:

(3.6)

Проверяем выполнение условия.

Все условия выполняются, при этом P_ср<R₂ на 4,6%, что меньше 5,0%.

Следовательно, принимаем размер фундамента l=b=2,3 м,

2. Ширина ленточного фундамента под стену, когда подсчет нагрузок производится на 1 пог. м длины фундамента равна

Принимаем размеры фундаментной подушки b = 1,4 м,.

Определяем расчётное сопротивление грунта основания:

,

где - коэффициенты условий работы, принимаем по т. В.2 [1] ( , при ).

- коэффициент, принимаемый равным k=1.1, если они приняты на основе статистических данных;

, по т. В.3 [1], при ;

, т.к.

осреднённое значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

(3.7)

значение удельного веса грунтов на отметке подошвы фундамента

Рис. 3.3. К определению и

- расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

- приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов

от пола подвала, определяемая по формуле:

, (3.8)

где м - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

- расчетное значение удельного веса материала пола подвала;

м- толщина конструкции пола подвала;

м;

глубина подвала- расстояние от уровня планировки до пола подвала;

Рис. 3.4. Расчетная схема ленточного фундамента под стену при наличии подвала

_{Определим давление на подпорную стенку у подошвы:}

(3.9)

осреднённое значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

L – высота подпорной стенки с учетом фиктивного слоя:

(3.10)

среднее значение угла сдвига, зависящего от и с обратной засыпки.

Определим усилия, действующие в плоскости подошвы фундамента:

расчетный вес фундамента;

(3.11)

расчетный вес грунта на уступах фундамента;

Момент с учетом давления, приложенного к поверхности грунта, найдем по формуле:

(3.12)

е₁ – эксцентриситет, указан на рисунке 3.4

е₀ – эксцентриситет нагрузки в плоскости надподвального перекрытия, е₀=0

Определим краевое давление:

(3.13)

Значение N_II определяют по формуле:

(3.14)

N_0II – расчетная нагрузка в сечении на отметке поверхности грунта при расчете по II группе предельных состояний

(3.15)

расчетный вес грунта на уступах фундамента с двух сторон

кН

е– эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести площади подошвы фундамента, м

(3.16)

Следовательно все условия удовлетворены.