6. По гидрогеологическим условиям в период строительства и экс­плуатации сооружения.

В период эксплуатации здания значительных изменений уровня грунтовых вод не ожидается. Поэтому, глубина заложения по этому условию не ограничена.

Сравниваем полученные отметки FL по всем условиям:

1 условие – 141,70 м;

2 условие - ограничений нет;

3 условие – 142,6 м

4 условие - ограничений нет;

5 условие – 143,42 м;

6 условие - ограничений нет.

В качестве расчетной принимаем минимальную отметку 141,70 м. Тогда глубина заложения

d = DL - FL = 144,40 - 141,70 = 2,7 м.

4. Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения

Рисунок 4. - Схема действия сил, возможные эпюры контактных давлений

Размеры подошвы фундамента Ф6 определяем методом последовательного приближения.

1. Вычисляем площадь подошвы А в первом приближении

м²

Расчет ведется на 1 м длины здания: принимаем b=2,45 (м); l=1 (м);

2. Определяем расчетное сопротивление грунта основания (формула 7 СНиП 2.02.01-83)

По таблице 5.4-5.5 СП 22.13330.2011 определим:

_с1=1,1; _с2=1,0; K=1,1; К_z=1; М_=0,434; М_q=2,746; М_c=5,327.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

кН/м³

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента:

кН/м³

Так как здание с подвалом, то приведенную глубину заложения d₁ определяем по формуле:

,

где h_s=0,65 м - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

h_cf = 0,2 м- толщина конструкции пола подвала,

g_cf =2,5 кН/м³ - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала.

.

Глубина подвала

С_II=20,5 - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м²).

2. Проверяем выполнение следующих условий:

а) Среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания, т.е. Р ≤ R;

Принимаем блок-подушку шириной 2,4 м м; длиной 2,38; высотой 0,5 м; удельный вес – 47,5 кН. Фундаментные блоки: шириной 0,6 м, высотой 0,58 м, длиной 2,38 м, удельный вес – 19,6 кН.

Определяем вес одного метра длины фундамента:

Вычислим среднее давление под подошвой фундамента:

кПа

G_гр,II=0,15dּbּlּγ_гр = 0,15ּ2,7·2,4·1,0·19,13= 18,59 кН.

Условие выполняется: 198,46<244,60

б) При действии момента давление под наиболее и наименее нагруженной гранью фундамента должно быть, соответственно:

267,41<293,52; 129,5>0.

Условия выполняются.

Окончательно принимаем размеры подошвы b=2,4 м.Принимаем плиту ФЛ.24.24.-1( l=2,380 м b=2,4 м, H=0,5 м)ГОСТ 13580-85.

5. Расчет осадки фундамента мелкого заложения

Так как ширина подошвы фундамента меньше 10 м, для расчета осадок применяем метод послойного суммирования.

Последовательность расчета.

1.Вычерчиваем расчетную схему.

2.Вычисляем вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта

и строим эпюру σ_zq слева от оси z и эпюру 0,5σ_zq справа от оси.

а) на поверхности земли σ_zq=0, 0,5σ_zq=0

б) на уровне подошвы фундамента

б) на уровне подошвы 3-го слоя

в) в 4-м слое на уровне грунтовых вод

г) на уровне контакта 4 и 5 слоя с учетом взвешивающего действия воды

д) на уровне контакта 5 и 6 слоя с учетом взвешивающего действия воды

3.Определяем величину дополнительного (осадочного) давления на грунт под подошвой фундамента

где P = 198,46 кН – определено ранее.

4.Разбиваем толщину основания на элементарные слои толщиной h_i = 0,4м, исходя из условия h_i≤0,4b. Определяем координаты подошв элементарных слоев, причем z = 0 соответствует подошве фундамента, и начинаем заполнять таблицу 3.

5.Вычисляем вертикальные нормальные напряжения на границах слоев грунта по формуле

где α – коэффициент учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления.

Строим эпюру σ_zp. Точка пересечения эпюр σ_zp и 0,5 σ_zq соответствует нижней границе сжимаемой толщи.

6. Определяем величины средних дополнительных давлений в каждом из дополнительных слоев.

7.Находим величины осадок каждого элементарного слоя

где β – коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения при деформировании грунтов в условиях компрессии.

8.Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет расчетную величину осадки основания S.

Результаты всех вычислений заносим в таблицу

Таблица 1. – Результаты расчета фундамента Ф6 методом послойного суммирования

Номер точек	z, м		α	кПа	Номер слоя
0	0	0,000	1	198,46
					1	196,57	0,40	0,8	12500		0,005032
1	0,40	0,333	0,981	194,69
					2	187,94	0,40	0,8	12500		0,004811
2	0,80	0,666	0,913	181,19
					3	171,77	0,40	0,8	12500		0,004397
3	1,20	1,000	0,818	162,34
					4	153,81	0,40	0,8	12500		0,003937
4	1,60	1,333	0,732	145,27
					5	134,85	0,40	0,8	12500		0,003452
5	2,00	1,666	0,627	124,43
					6	116,79	0,40	0,8	16400		0,002279
6	2,40	2,000	0,550	109,15
					7	103,1	0,40	0,8	16400		0,002012
7	2,80	2,333	0,489	97,05
					8	94,47	0,20	0,8	16400		0,000922
8	3,00	2,500	0,463	91,89
					9	89,51	0,20	0,8	16400	0,000873
9	3,20	2,667	0,439	87,12
					10	82,96	0,40	0,8	16400	0,001619
10	3,60	3,000	0,397	78,79
					11	75,32	0,40	0,8	16400	0,00147
11	4,00	3,333	0,362	71,84
12	4,40	3,666	0,332	65,89	12	68,87	0,40	0,8	16400	0,001344
13	4,8	4,000	0,306	60,73	13	63,31	0,40	0,8	16400	0,001235
											S=0,033383= =3,33 см

Общая осадка составила S = 3,33 см < S_u = 18 см, следовательно фундамент запроектирован правильно.

Рисунок 5. - Схема для расчета осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования