4. Инженерно-геологический разрез

5. Выбор оптимального варианта фундамента

5.1 Определение глубины промерзания грунта

Нормативная глубина промерзания

df,n = do * Мt*с .

do – величина, принимаемая для глинестого насыпного. do = 0,28.

Мt - абсолютное значение суммы среднемесячных отрицательных температур за зимний период.

с – коэффициент, учитывающий возможное промерзание. с = 1,15.

df,n = 0,28 * 45,6*1,15 = 2,1744 м.

Расчетная глубина промерзания (здание без подвала)

df = df,n * kL.

kL - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. kL =0,65.

df = 2,1744*0,65 =1,413 м.

Расчетная глубина промерзания ( здание с подвалом)

df = df,n * kL.

kL - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. kL =1,1.

df = 2,1744 * 1,1 = 2,39 м.

5.2 Схемы вариантов фундаментов

5.3 Расчёт фундамента на естественном основании

I

1. Расчётная схема.

2. Расчет площади подошвы фундамента.

А = N0II / (R0 - IIm * d)= 150,4 / (243 - 16 * 3,2)=0,7842 м.

N0II–вертикальная нагрузка на обрез фундамента по деформациям.

N0II = 150,4 кН, сечение III-III.

R0–условно расчетное сопротивление грунта. R0 = 243 кПа для грунта №8.

IIm–средний удельный вес материала фундамента и грунта на уступах.

IIm = 16 кН / м³.

d–глубина заложения подошвы фундамента. d =3,2 м.

А = b*l

Принимаем l=1м, тогда b=А/l=0,7842/1=0,8м Примем b=1.2.

b – ширина подошвы фундамента.

3. Расчетное сопротивление грунта основания.

R = ((c1 * c2) / К) * [М * Кz * b * II + Mq * d1 * II`<sup>’</sup> + (Mq – 1) * dв * II`^’ + Мс * сII].

c1 и c2 – коэффициенты условия работы основания и здания. ( табл. №3 СНиП 2.02.01 – 83^*). c1 = 1, c2 = 1.

К – коэффициент зависящий от метода определения прочностных характеристик, К = 1,1.

М, Mq, Мс - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиП 2.02.01 – 83^*. М = 0,69; Mq = 3,65; Мс = 6,24.

Кz – коэффициент, завищащий от ширины фундамента, принимаемый равным: при b  10  Кz = 1.

b – ширина подошвы фундамента.

d1 – приведенная глубина заложения фундамента.

d1 = hs + hcf * ( cfII^’ / II^’ ).

hs - толщина слоя грунта со стороны подвала.

hs = 2,4 м.

hcf – толщина конструкции пола подвала. hcf = 0,2 м.

cfII^’ – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала.

cfII^’ = 22 кН / м³.

d1 = 2,4 + 0,2 * ( 22 / 14,77) =2,7 м.

dв – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала.

dв = 0,6 м.

сII – расчетное сцепление грунта, залегающего под подошвой фундамента.

сII = 8 кПа.

II^` –средний удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундамента

II –средний удельный вес грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента

(при наличии подземных вод определяют с учетом взвешивающего действия воды)

4.Среднее давление по подошве фундамента:

PmII = (NoII +mII*d*b*l)/(l*b)=(150.4+16*3.2*1.2*1)/(1*1.2) =176,5кН/м².

NoII – вертикальная нагрузка на фундамент. N0II = 150.4 кН, сечение III-III.

IIm – средний удельный вес материала фундамента и грунта на уступах.

IIm = 16 кН / м³, для жилых зданий.

d – глубина заложения подошвы фундамента. d = 3.2 м.

5. Проверка:

Разница между расчетным сопротивлением грунта и средним давлением по подошве фундамента составляет 3,8%.

II. Проверка подстилающего слоя

zp + zq  Rz.

zp =  * P0.

 - коэффициент, принимаемый таблице №1 приложения 2 СНиП 2.02.01 – 83^* в зависимости:  = ( 2 * z ) / b=( 2 * 1.7 ) / 1=3.4 и  = l / b=>10

z – глубина от подошвы фундамента до слоя слабого грунта. z = 1,7 м, следовательно =0,3555

zp – вертикальное нормальное напряжение на глубине z от подошвы фундамента от внешнего давления.

Р0 = pmII - zg0.

P0 – дополнительное давление по подошве фундамента.

zg0 – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

zg0 = i * hi.

Р0 = 176.5 – 1.916 = 174.584кН / м².

zp =  * P0=0,3555*174.584=62.06 кН / м².

zg = i * hi..

Rz - расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z от подошвы фундамента

Rz = ( ( c1 * c2 ) / К ) * [ М * Кz * bz * II + Mq * d1 * II^’ + ( Mq – 1 ) * dв * II^’ + Мс * сII ].

c1 и c2 – коэффициенты условия работы основания и здания. ( табл. №3 СНиП 2.02.01 – 83^* ). c1 = 1, c2 = 1.

К – коэффициент надежности, так как прочностные характеристики грунта II и СII приняты по табл. №1-3 прил. 1 СНиП 2.02.01 – 83^* ). К = 1,1.

Кz – коэффициент, принимаемый равным: при b  10  Кz = 1

М, Mq, Мс - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиП 2.02.01 – 83^*.

М = 0,32; Mq = 2,3; Мс = 4,84.

Аz – условная площадь фундамента на подстилающий слой.

Аz = N0II / zp.

Аz = 150.4 / 62.06= 2.42 м².

bz = Аz / l.

bz = 2.42 / 1 = 2.42 м.

II^` –средний удельный вес грунтов, залегающих выше слоя толщиной zR.

II –средний удельный вес грунтов, залегающих ниже слоя толщиной zR.

(при наличии подземных вод определяют с учетом взвешивающего действия воды)

d1 – приведенная глубина заложения фундамента.

d1 = hs + hcf * ( cfII^’ / II^’ ).

cfII^’ – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала.

cfII^’ = 22 кН / м³.

hcf – толщина конструкции пола подвала. hcf = 0,2 м.

hs = 4,1 м.

d1 = 4,1 + 0,2 * ( 22 / 10.62 ) = 4.51 м.

dв – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала.

dв = 0,6 м.

сII – расчетное сцепление грунта, залегающего под подошвой фундамента.

сII = 15 кН / м².

zp + zg = 62.06 + 18.2 = 80.26 кН / м².

zp + zg  Rz  80.26  182.11

Условие выполнено.

III. Определение осадок методом послойного суммирования

Осадка основания S определяется методом послойного суммирования

S =  *  ( zpi * hi ) / Ei.

 - безразмерный коэффициент.  = 0,8

zpi – среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i – ом слое грунта.

hi – толщина i – го слоя грунта.

Ei – модуль деформации i – го слоя грунта.

S=*S=27,47мм<100мм. Условие выполняется.

Hc=8845мм.