5. Оценка инженерно-геологических условий

Характер напластования грунтов:

Напластование слоистое, слои грунта относительно горизонтальны и каждый подстилающий слой менее сжимаем.

1. Суглинок мягкопластичный

Е = 10 МПа – грунт средней прочности, водонасыщенный грунт, мощность слоя 8…10 м, средний уклон кровли i = 0,04

2. Сланец – несжимаемый грунт

Е = 10 МПа – грунт средней прочности, средний уклон кровли i = 0,03

Категория сложности геологических условий (по СП 11-105-97) – II (средней сложности). Имеется 3 слоя грунта, залегающих преимущественно горизонтально (уклон i = 0,02…0,03). Выклиниваний не имеется. Скальный грунт перекрыт большой толщей нескального грунта – суглинка (мощность 8…10,2 м).

Категория сложности гидрогеологических условий (по СП 11-105-97) – I (простая). Имеется один выдержанный горизонт.

Сооружение целесообразно расположить по разрезу II – II, т. к. рельеф местности и кровля скального грунта имеют в данном направлении наименьший перепад высот, что способствует уменьшению неравномерности осадок.

2. Разработка вариантов фундаментов

   1. Фундамент на естественном основании

Выбор глубины заложения

1. В зависимости от ИГУ площадки

За несущий слой принимаем суглинок

2. В зависимости от климатических условий

Место строительства – г. Челябинск

Нормативная глубина промерзания:

= 1,51 м

= 43 (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»)

– 0,23 м для суглинка

Расчетная глубина промерзания

=1,66 м

– коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимается по СНиП 2.02.01-83* для неотапливаемых зданий = 1,1

3. В зависимости от конструктивных особенностей здания

Конструктивное решение здания предусматривает наличие подвала.

=2,8 м

Высота подвала

= 2 м

Толщина пола подвала

= 0,2 м

Толщина плиты

= 0,6 м

Проектируем фундамент с глубиной заложения не менее = 2,8 м

Определение площади подошвы фундамента

1. d = 3,0 м

= 12,61 кН/м³

= 162,49 кПа

= 87,22 м²

Принимаем 1

b = l = = 9,33 м

Принимаем 0,85

= 10,13

= 8,6 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

2. d = 4,0 м

= 11,68 кН/м³

= 185,34 кПа

= 84,87 м²

Принимаем 1

b = l = = 9,2 м

Принимаем 0,85

= 9,99

= 8,5 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

3. d = 4,5 м

= 11,37 кН/м³

= 196,77 кПа

= 83,73 м²

Принимаем 1

b = l = = 9,15 м

Принимаем 0,85

= 9,93

= 8,4 м

Принимаем 0,7

= 10,94

= 7,65 м

Принимаем 0,85

= 9,93

= 8,4 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента: d = 4,5 м

Размеры подошвы фундамента:

= 9,2 м

= 9,2 м

= 84, 64 м²

Расчетное сопротивление при b = 9,2 м

Данные по СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» для суглинка:

грунт
cуглинок	1	1	1	0,39	1	2,57	5,15

d = 4,5 м

= 11,37 кН/м³

= 225,22 кПа

Конструирование фундамента

Определение собственного веса фундамента и веса грунта на его уступах

=98,4 м³

= 282,48 м³

·98,4 = 2460 кН

= 11,37·282,48 = 3211,8 кН

Проверка давления по подошве

= 0,11 м

= 185,03 кПа

= 160,21 кПа

Требуемые условия:

= 172,62 кПа < R = 225,22 кПа

кПа

Расчет прочности фундамента на продавливание

Площадь продавливания:

=0,5(1,8+2·1,75+9,2)1,95 = 14,14 м²

Среднее арифметическое величины периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания:

= 3,55 м

МПа (для бетона В15)

= 222,036 кПа

Продавливающая сила:

= 3139,59 кН

= 4659,38 кН

= 3139,59 кН < = 4659,38 кН

Условие выполняется, прочность достаточна.

Расчет ростверка на смятие торцом колонны

Расчетное сопротивление бетона смятию:

кН/м²

Площадь смятия:

, т.к. распределение местной нагрузки по площади смятия равномерное

кН

Условие прочности выполняется.

Расчет осадки

Расчет осадки производим методом послойного суммирования (метод СНиП 2.02.01-83*).

Грунт	Номер точки	z, м	, кПа			α	, кПа	E, кПа
Суглинок γII = 8,9 кН/м3	0	0	44,17	1	0	1	140,86	10000
	1	2	61,97	1	0,435	0,957	134,8
	2	4	79,77	1	0,869	0,766	107,9
	3	6	97,57	1	1,304	0,567	79,87
	4	6,7	103,8	1	1,457	0,504	70,97

Осадка основания S определяется методом послойного суммирования по формуле:

Полученное значение осадки сравниваем с допустимым:

Осадки:

= 0,028 м

= 0,024 м

= 0,019 м

= 0,005 м

= 0,061 м = 6,1 см

= 8 см

Осадка фундамента в пределах допустимой.