МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра механики грунтов, оснований и фундаментов

Проектирование оснований

и фундаментов мелкого заложения

гражданских зданий

Определение классификацилнных признаков грунтов площадки строительства и их расчетных сопротивлений

Исходные данные

На основе исходных данных анализа получаем:

1. 2ой слой ( проба отобрана из скважина №2 с глубины 1,5м)

• По числу пластичности:

(0,07<0,087<0,17) Суглинок ( приложение табл 5)

• По показателю текучести:

= = <0 – твердые (приложение табл 6)

< 0 поэтому считать как = 0

• Коэффициент пористости: е= (1 ) 1= = 0,7976

• Расчетное сопротивление при = 0 и е=0,7976

е= 0,7 =250 кПа

е=0,1 =200 кПа

=1 0,7=0,3

=0,7976 0,7=0,0976 = X

X = = 16,267 =250 16,267=233,733 кПа

Итак расчетное сопротивление суглинка твердого с коэффициентом пористости е=0,7976 = 0 равно = 233,733 .

2. 3й слой ( проба отобрана из скважина №2 с глубины 3,0м)

• По числу пластичности:

(0,01<0,055<0,07) Супесь ( приложение табл 5)

• По показателю текучести:

= = – пластичные (приложение табл 6)

• Коэффициент пористости: е= (1 ) 1= = 0,788 > 0,7

Получается значение больше чем в табл 7 то не нормируется и

3. 4ой слой ( проба отобрана из скважина №2 с глубины 6,0м)

• отсутствуют Песок

• 

0,25мм < 50% (24,47+5,88=28,35%)

0,1мм > 75% (69,10+28,35=97,45%)

мелкий песок ( приложение табл 1 )

• Коэффициент пористости: е= (1 ) 1= = 0,546 <0,6

Плотный песок ( приложение табл 2)

• По степени водоснасыщения:

насыщенный водой

Расчетное сопротивление песка мелкого, плотного =300 кПа.

4. 5ой слой ( проба отобрана из скважина №2 с глубины 10м)

• По числу пластичности:

(0,07<0,127<0,17) Суглинок ( приложение табл 5)

• По показателю текучести:

= =

0,5<0,79<0,75) – мягкопластичные (приложение табл 6)

• Коэффициент пористости: е= (1 ) 1= = 0,805

Расчетное сопротивление находим для значения е= 0,805 путем интерполяция сначала по коэффициенту пористости е между е=0,7 и е=1 при = 0 , , затем интерполяция производится по показателю текучести между =0 и =1 для = 0,74 при е=0,805

• при = 0

е= 0,7 =250 кПа

е= 1 =200 кПа

=1 0,7=0,3

=0,805 0,7=0,105 = X

X = = 17,5 =250 17,5=232,5 кПа

• при = 1

=0,3 =180 = 80 кПа

=0,805 0,7=0,105 =X

= = 28 =180 28= 152 кПа

• при = 0,74

=1 232,5 152=80,5

= 0,74 X

= = 59,57 =232,5 59,57= 172,93 кПа

• Для получения того же результата можно использоваться интерполяционной формулой:

= +

172,93 кПа

Итак расчетное сопротивление суглинка мягкопластичного с коэффициентом пористости е = 0,805 и = 0,74 равно = 172,93 кПа

Опредение расчетных нагрузок на фундаменты

Расчетная нагрузка на ленточный фундамент:

Необходимо запроектировать фундамент под наружную стену 7-этажного здания с подвалом в городе Великие Луки.

Стены наружные-кирпичные толщиной 64см

Стены внутренние-кирпичные толщиной 15см

Колонны –ж/б 40*40см

Отметка пола подвала -2,2м

Отметка пола первого этажа 0,00 на 0,60м

Выше отметки спланированной поверхности земли.

Грунты основания:

• Первый слой: растительный слой мощностью 0,3м

• Второй слой: твердый суглинок мощностью 2,2м =233,733кПа =20кН/ , удельный вес твердых частиц =27,3кН/ естественная влажность w=0,205, расчетное значение угла внутреннего трения = , расчетное значение удельного сцепления =16 кПа.

На наружную стену здания с подвалом (оси...) действуют нормитваные нагрузки в основном сочетании, приложенные на отметке верхнего обреза фундамента:

• Постоянная = 263 кН/пог.м

• Временная = 20 кН/пог.м

К ним прибавляются отдельно указанный в задании нагрузки: постоянная и временная от надподвального перекрытия и пола подвала.

• Постоянная = 14кН/пог.м

• Временная = 2кН/пог.м

Вычисляем нагрузки:

Для расчетов по первой группе предельных состояний:

• = 1,2 [(263+14) + (20+2)]= 358,8 кН/пог.м

Для расчетов по второй группе предельных состояний:

• = 1.[(263+14)+(20+2)]= 299 кН/пог.м

Расчетнай нагрузка на отдельный фундамент под колонну

Внутренние стены здания с подвалом опираются через ригели на ряд колонн.

Нормитивные нагрузки на колонну, приложенные на отметке низа пола первого этажа следующие:

• Постоянная = 752 кН/пог.м

• Временная = 139 кН/пог.м

К ним прибавляются отдельно указанный в задании нагрузки: постоянная и временная

• Постоянная = 65кН/пог.м

• Временная = 3кН/пог.м

Вычисляем нагрузки:

Для расчетов по первой группе предельных состояний:

• = 1,2 [(752+65) + (139+3)]= 1150,8 кН/пог.м

Для расчетов по второй группе предельных состояний:

• = 1.[(752+65)+(139+3)]= 959 кН/пог.м

Определяем глубину заложения фундамента с учетом:

1. Конструктивных особенностей подземной части здания:

d=

d= 2,2+0,2+(0,3…0,5)-0,6=2,1…2,3м

толщина (высота) опорной плиты, в зависимости от ее ширины b, по результатам дальнейших расчетов может измениться от 0,3 до 0,5

Конструктивная схема подьземной

части здания.

2. Климатические условия района строительства ( глубины промезрания)

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта =

Где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. При t=+ в подвале =0,6

- нормативная глубина промезрания: =

= 0,23- суглинок.

=24,8 – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицительных температур за зиму в городе Велики Лучи.

= 0,23. = 1,145м.

= 0,6.1,145= 0,687м.

=2,5м< +2 = 2,687 м глубина заложения не менее .

3. Инженерно-геологических условий площадки застройки.

Под верхним слоем растительным залегает слой твердого суглинка мощностью 2,2м, имеющий расчетное сопротивление = 233,733 кПа.

Проверяем возможность использования его в качестве рабочего слоя при максимальной ширине стандартной фундаментной плиты b= 3,2м и нагрузке = 299 кН/пог.м

= + 20.2,1= 135,44 кПа.

< ( 135,44<233,733 )

4. Гидрогеологические условия:

Грунтовые воды глубиной 2,5м от поверхности земли, то есть на глубине 2,1м п подошва фундамент не находится в грунтовой воде.

Подбор графическим методом площади подошвы фундамента:

Так как давление при подовой фундамента зависит от размеров площади подошвы, то этот размер подбирается методом последовательных приближений по условию < R

Для этого задаемся как минимум тремя размерами ширины b фундамента, так как площадь подошвы ленточного фундаментв равновелика его ширине b

1. Определяется среднее давление ,I под подошвой фундамента для каждой ширины

Неизвестная расчетная нагрузка N_фII,i от веса еще не запроектированного фундамента, включающая вес опорной железобетонной плиты, стены подвала из бетонных блоков, часть бетонного пола подвала и грунта обратной засыпки, пригружающих внутренний и внешний консольные выступы опорной плиты, определяется для принятых 3-х значений ширины b

= .1.d. 42кН

= .2.d. 84кН

= .3.d. 126кН

Где b- ширина подошвы фундаментв, численно равная площади подошвы

d-глубина заложения фундамента, d=2,1м.

-осредненный удельный вес материалов фундамента, пола и грунта на

Консольных выступах плиты, принимаемый равным 20кН/ .

По полученным значениям в зависимости от строится график =

= =341 кПа

= =191,5 кПа

= =141,6 кПа

2. Вычисляется расчетное сопротивление грунта основания по формуле:

R= [ + +( + ]

Где - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием, определяемые по приложению табл 10.

- зависит от вида и разновидности грунта, лежающего под полошвой фундамента, в нашем примере-суглинка твердого, имеющего <0 =0,125

=1 для гибкой конструктивной схемы здания.

k- коэффициент, принимаемый равным 1.

, -коэффициенты, принимаемые по табл 4. = =0,43, =2,73, =5,31.

- коэффициент, принимается равным 1 при b<10 а =b/ при =8 b>10.

b-меньшая сторона(ширина)подошвы фундамента,м

- осредненное (по осям) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки подошвы фундамента, то есть в пределах грубины заложения фундаментв d=2,1м, = ; ( - мощности слоев грунтов в пределах глубины заложения фундамента)

= =19,5 кН/

удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы фундамента, в примере – суглинка твердого, имеющего =20 кН/м3

-приведенная глубина заложения фундаментв со стороны подвала, м

= +

Где -толщина слоя грунта от отметки полошвы фундамента до отметки низа пола подвала м

толщина конструкции пола подвала м

=0,3+0,2. =0,526м

-глубина подвала- расстояние от уровня планировки до пола подвала, =1,6м

Определяем при b=0м

= [0,43.1.0.20+2,73.0,526.19,5+(2,73-1).1,6.19,5+5,31.16]=200,352 кПа

Определяем при b=3м

= [0,43.1.3.20+2,73.0,526.19,5+(2,73-1).1,6.19,5+5,31.16]=231,29 кПа

Полученным двум значениями и в зависимости от b строится график R=f(b)