5. Проектирование фундамента на песчаной подушке

Исходные данные:

кН;

кН;

кН;

Глубина заложения м, так как сооружение имеет подземные коммуникации на отметке -3,0 м.

Грунт под подошвой (материал песчаной подушки): песок крупный;

Обратная засыпка выполняется этим же песком.

Глубина заложения грунтовых вод 1 м

кН/м³; º; E = 30 МПа; кН/м³;

Фундамент монолитный из бетона B22,5.

Грунт под подошвой песчаной подушки: суглинок тяжелый с включением гравия и гальки;

кН/м³; º; E = 22 МПа; кПа; e = 0,42; ;

1. Принимаем b (диаметр подошвы фундамента) 4,8 м:

Находим расчетное сопротивление R:

, для песков крупных по таблице 5.4 СП 22.13330.2016

= 1,4, так как L/H составляет 1,5 и менее по таблице 5.4 СП 22.13330.2016

k = 1,0, так как прочностные характеристики грунта (φ_II) определены экспериментально.

; ; , при φ_II = 38 град. для песка крупного.

b = 4,8 м;

= 1,0, так как b < 10 м

кН/м³

кН/м³

кПа

Определяем вес фундамента G_f:

где м³; = 23 кН/м³ – удельный вес бетона.

кН

Определяем вес грунта на уступах G_g:

= 23 кН/м³ – удельный вес бетона.

м³

м³

м³

кН

Определяем вес грунта на уступах G_g:

кН

Проверка давления на грунт:

кН

кНм

м³

м²

Среднее давление по подошве:

кПа < R = 991,76 кПа – условие выполняется

< 1,2R = 1190,11 кПа – условие выполняется.

2. Расчет песчаной подушки:

1. Назначаем толщину песчаной подушки h_п = 2 м

2. Определяем размеры подушки в плане при β = 30°:

Задаем размеры котлована при α = 30°:

3. Определяем напряжение от внешней нагрузки:

Давление P (по подошве) принимаем равным P = P_сред = 273,24 кПа.

т. 0:

z₀ = 0 – расстояние от подошвы;

= 0 – относительное заглубление; α₀ = 1

σ_zp0 = α₀ · P = 1·273,24 = 273,24 кПа

т. 1: z₁ = 2 м; ; α₁ = 0,789;

σ_zp1 = 0,789·273,24 = 215,57 кПа

4. Определяем напряжения от собственного веса грунта в сечении 0-1:

т. 0: σ_zg0 = γ_I·1 +γ_sb1·d₁+ γ_sb2·d₂= 14,19+8,86·2,5+11,72·0,4 = 41,02 кПа

т. 1: σ_zg1 = σ_zg0 + γ_sb·2 = 41,02 + 9·2 = 59,02 кПа

5) Определяем напряжение от веса грунта в уровне подошвы фундамента.

т. 0: z₀ = 0 = 0 α₀ = 1

σ_zγ0 = α₀ · σ_zg0 = 1· 41,02 = 41,02 кПа

т. 1: z₁ = 2 = = 0,425 α₀ = 0,572

σ_zγ1 = 0,925·41,02 = 37,94 кПа

6) Определяем расчетное сопротивление под подошвой.

- Определяем вертикальную силу на отметке подошвы фундамента.

= · 273.24 = 4942 кН

- Площадь условного фундамента

м²

- Находим ширину условного фундамента.

7) Определяем расчетное сопротивление грунта R_z на отметке подошвы условного фундамента:

, так как > 0,5

= 1,0, так как L/H составляет 1,5 и менее

k = 1,0, так как прочностные характеристики грунта (φ_II и c_II) определены экспериментально.

M_y = 0,51 М_g =3,06 М_с = 5,66 С₂ = 40 при φ_II = 24 град. для суглинка.

b_z = 5,5 м;

d_z = d + h_п = 3,9 + 2 = 5,9м

= 1,0, так как b < 10 м

кН/м³

кН/м³

= 6 кПа

кПа

(215,57 - 37,94) + 59,02 = 236,65 кПа < 317,30кПа. Условие выполняется.

3. Расчет крена дымовой трубы.

Для круглых фундаментов крен:

Где где Е₀ и ν - соответственно модуль деформации = 30000, кПа, и коэффициент Пуассона грунта основания (песок - 0,25);

k_e=0,75 - коэффициент, принимаемый по табл. (круглый);

N_II = 3600 кН - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы;

e = 0,89 - эксцентриситет;

k_m = 1

R = 5,5 - радиус фундамента, м;

= 0,0025< i_пред =0,005 условие выполняется.