Заключение по площадке

Природный рельеф площадки строительства спокойный. Грунты основания имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Все они могут служить естественным основанием.

Фундаменты мелкого заложения с небольшими нагрузками можно заложить в пределах слоя глин. Грунтовые воды залегают на отметке 39,000 м и не повлияют в этом случае на выбор типа фундамента.

В целях снижения стоимости и трудоёмкости фундаментных работ целесообразно рассмотреть вариант свайного фундамента.

2. Определение глубины заложения подошвы фундамента.

При выборе глубины заложения подошвы фундамента решается вопрос о несущем слое грунта и типе основания.

Обычно, стремятся принимать возможно меньшую глубину заложения подошвы фундамента. Однако часто самые верхние слои грунтов не соответствуют требованиям, предъявляемым к грунтам основания, так как обладают большой сжимаемостью и малой несущей способностью.

Поэтому при выборе глубины заложения подошвы фундамента задача решается комплексно с учётом:

• инженерно-геологических условий площадки строительства;

• климатических факторов;

• конструктивных особенностей возводимых и соседних сооружений;

• конструктивных особенностей самого фундамента.

Глубина заложения фундаментов назначается в соответствии с п.п. 2.25-2.33 [1].

Отметка верха фундамента под металлическую колонну принимается на 0,7 м ниже уровня пола.

Размеры верха фундамента металлической колонны принимаются не менее размеров опорной плиты её базы, а высота фундамента должна обеспечивать требуемую глубину заделки в бетон анкерных болтов.

Для анкерных болтов с отгибами глубина заделки в бетон должны быть равна 25 ( – диаметр анкерного болта). В нашем случае он равен 60 мм.

Высоту фундамента рекомендуется назначать кратной 300 мм.

Н_ф = 25d + а,

где

а – толщина защитного слоя.

Н_ф = (2560) + 30 =1530 мм.

Принимаем высоту фундамента равной 1800 мм.

3. Определение размеров подошвы.

Требуемые размеры подошвы фундамента зависят от величины передаваемых нагрузок и физико-механических свойств грунтов основания.

Предварительно ширину подошвы фундамента в может быть определена по условному расчётному сопротивлению грунта , значения которого приведены в приложении 2 [1].

, (8)

где

- осреднённый удельный вес фундамента и грунта, принимаемый равным 20 кН/м³;

- отношение сторон подошвы фундамента ( );

- глубина заложения фундамента от уровня планировки.

С учётом найденной ширины фундамента в по формуле (7) [1] вычисляется величина расчётного сопротивления грунта основания , кПа.

По величине расчётного сопротивления грунта основания находится уточнённая ширина фундамента в по формуле:

. (9)

Обозначения те же, что и в формуле (8).

Если найденное значение существенно отличается от полученной ранее (при предварительном определении) ширины фундамента, то с использованием последнего значения в вычисляют новое расчётное сопротивление грунта и вновь определяют ширину фундамента в по формуле (9). Вычисления продолжают до тех пор, пока последующее и предыдущее в не будут близки между собой, разница в пределах 0,1 м. После этого размер в округляют в большую сторону и принимают кратным 300 мм. Затем вычисляют размер и принимают его кратным 300 мм.

При окончательно принятых размерах центрально-нагруженного фундамента среднее давление под подошвой от расчётных вертикальных усилий, передаваемых от вышележащих конструкций веса фундамента и грунта на его обрезах , не должно превышать расчётного сопротивления грунта основания.

. (10)

В случае действия на фундамент моментов ( ) величины краевых давлений под подошвой фундамента должны удовлетворять условиям:

; (11)

, (12)

где

- момент сопротивления подошвы фундамента относительно оси, перпендикулярной плоскости действия момента.

. (13)

В случае залегания в пределах сжимаемой толщи основания на глубине (рис. 5) от подошвы фундамента слоя грунта меньшей прочности, чем прочность вышележащих слоёв, размеры подошвы назначаются с учётом выполнения условия (проверки по слабому подстилающему слою)

, (14)

где

- дополнительное давление на глубине z от подошва фундамента, кПа, определяемое по формуле:

, (15)

где

- среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

- вертикальное нормальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z, кПа;

- коэффициент, принимаемый по табл.1 Приложения 2 [1];

- расчётное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине , кПа, вычисляемое по формуле (7) [1] для условного фундамента шириной .

Ширина условного фундамента определяется по формуле

, (16)

где и определяются из соотношений:

; (17)

. (18)

Здесь:

- суммарная вертикальная нагрузка на основание от фундамента, кН;

и - соответственно длина и ширина подошвы фундамента.

При проверке по слабому подстилающему слою величину принимают равной расстоянию от подошвы фундамента до кровли слабого слоя. Необходимость проверки по слабому подстилающему слою можно установить путём сравнения величин (см. формулу (8)) для грунта, в котором находится подошва фундамента и для следующего слоя грунта.

Определим размеры подошвы фундамента

Для здания без подвала подберём площадь подошвы. Район строительства г. Минск. Среднесуточная температура воздуха в помещении 16С. Сечение металлической колонны 4040 см. Отношение длины сооружения к высоте L/H = 8. Полы на лагах по грунту. Вертикальная нагрузка на обрез фундамента N_II = 2250 кН, момент М_II = 500 кН·м. Максимальная осадка основания S_max = 7,2 см.

Для глин слоя №1 глубина промерзания при М_t = 20 составляет d₀= 0,23 м, коэффициент К_h = 0,5.

м.

В соответствии с п. 2.29 [1] для глин с показателем текучести J_L > 0,25 с учётом глубины расположения уровня грунтовых вод d_w  d_f + 2 (3,5>2,5) глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее d_f = 0,95 м.

Принимаем по конструктивным соображениям высоту фундамента Н_ф = 1800 мм.

Для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим величину условного расчётного сопротивления грунта основания R₀ по табл.3 Приложения 3 [1]. Для глины слоя № 1 с J_L = 0,48 и е = 0,93 по интерполяции получим R₀ = 219,33 кПа.

Определяем ширину подошвы квадратного в плане фундамента:

,

где

- осреднённый удельный вес фундамента и грунта, принимаемый равным 20 кН/м³;

- отношение сторон подошвы фундамента ( );

- глубина заложения фундамента от уровня планировки.

.

Определим расчётное давление на грунт основания по формуле 7 [1]. Значения коэффициентов по табл.3 [1] , . По табл.4 [1] при находим значения коэффициентов ; ; .

Для бесподвального здания при в = 3,6 м и d₁ = 2,5 м получим:

;

кПа.

Вновь определяем ширину подошвы фундамента

.

Так как имеем значительное расхождение величины в с предыдущим значением, то вновь определяем R при в = 3,5 м.

кПа .

По формуле получим:

.

Два последних значения в близки между собой и поэтому принимаем ближайший размер в, кратный 300 мм.

; ;

кПа.

Среднее давление под подошвой фундамента по формуле (10) составит:

кПа < R = 236,4 кПа.

Определим краевые давления под подошвой фундамента по формулам и :

кПа < 1,2R = 1,2 · 240,2 = 288,24 кПа.

кПа > 0.

Условия выполняются. Следовательно, принимаем размеры подошвы фундамента 3,63,6 м.

Выполним проверку напряжений, действующих на кровле тугопластичных супесей (проверка по слабому подстилающему слою).

Кровля слоя супесей расположена на глубине z = 0,9 м от подошвы фундамента. Для супеси , кПа.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине 2,5 м от отметки планировки срезкой, составит:

кПа.

По табл.1 Приложения 2 [1] при и находим .

В соответствии с формулами получим:

кПа;

;

;

;

.

Ширина условного фундамента составит:

м.

По табл. 3 и 4 [1] для супесей с J_L = 0,46 и получим , , ; ; .

Расчётное сопротивление супесей, залегающих под подошвой условного фундамента шириной м.

кПа.

Проверяем условие:

Условие выполняется. Поэтому оставляем принятые размеры подошвы фундамента в = 3,6 м; l = 3,6 м.