Разработка вариантов фундаментов

Проанализировав инженерно-геологические условия строительства, наилучшим решением будет расположить пятно застройки возле скважины №5, где нет выклинивающих слоев и большого слоя техногенного грунта, а так же пологость слоев грунта.

Фундамент на естественном основании

Для расчета варианта фундамента выбираем фундамент №2, как наиболее нагруженный по второму сочетанию нагрузок: N_0II = 1270 кН; M_0II = 120 кН∙м; Q_0II =T_0II = -26 кН.

а) Так как проектируемое здание имеет подвал, глубина заложения фундамента не будет зависеть от глубины промерзания, а определяющим фактором будут конструктивные требования. Учитывая заданную глубину подвала, толщину перекрытий и конструкцию фундамента:

d=d_b+h_cf+h_f=1,85+0,2+0,8= 2,85 м.

где d_b – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м; h_cf – толщина конструкции пола, м; h_f – высота ступени фундамента, м

Примечание: т.к. УГВ будет находиться выше гидроизоляционного слоя пола ямы, поэтому гидростатическое давление необходимо погашать пригрузочным слоем бетона или устраивать ж/б плиту, заделываемую под несущие конструкции здания. В этом случае, h_f=(0,7-0,8) м.

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента d = 2,85 м.

Определим значение расчётного сопротивления грунта R на уровне заложения подошвы фундамента при b = 1 м. с учетом третьего слагаемого в формуле (R- с учетом подвала):

,где d₁=h_s+h_cf = 0,8+0,2- приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов со стороны подвала,

,где h_s- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; h_cf - толщина конструкции пола подвала, м; - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³;

-расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;- глубина подвала, отсчитываемая от уровня планировки до отметки пола подвала.

Ориентировочная площадь фундамента:

где N_OII ‒ усилие, передаваемое по обрезу фундамента №2, кН;

R ‒ расчетное сопротивление грунта на глубине d при b = 1 м, кПа;

g_m – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его ступенях, принимаемое для сооружений с подвалом:

Выбираем фундамент с площадью подошвы:

A=l·b=2,7·2,4= 6,48 м²

Фактическая площадь подошвы:

A_ф=6,48 м²> A_тр = 6,4 м²

Вычислим значение расчётного сопротивления грунта R с учетом принятой ширины подошвы фундамента b = 2,4 м:

Сопоставление давления по подошве фундамента и расчетного сопротивления грунта основания:

p_II=

где = A·d··=4,32·2,85·20·1,1=271 кПа

- осредненный вес грунта и фундамента.

Фундамент не имеет экономическую целесообразность т.к. величина p_II отличается от R на 10%. Недогрузка составляет: 14,8%

Конструкция фундамента:

Рисунок 6. Конструкция фундамента.

Проверка фундамента по деформациям

Выполняется методом послойного суммирования.

h_i < 0,4b = 0,4·2,4 = 0,96 м.

Таблица 5. Вспомогательная таблица для подсчета осадки

Грунт	№ точки	, см	ɤ2	, кПа	0,2, кПа				, кПа	, кПа	, кПа
Супесь Суглинок	0	0	10	29	5,8	1,13	0	1,0	208,8	36,7	14000
	1	80		37	7,4		0,7	0,824	172,1
										62,1
	2	170	18,5	60,45	12,09		1,4	0,527	110		10000
										48,2
	3	260		77,1	15,42		2,2	0,296	61,8
										23,6
	4	350		93,75	18,75		2,9	0,183	38,2
										11,7
	5	440		110,4	22,08		3,7	0,127	26,5
										18,2
	6	530		127,05	25,41		4,4	0,099	20,7
	7	620		143,7	28,74		5,2	0,072	15	5,7
	8	710		160,35	32,07		5,9	0,056	11,7	3,3

1. Природное напряжение на уровне подошвы фундамента:

.

2. Дополнительное давление:

.

3. Формулы вычисления напряжений в грунте:

; .

4. Осадка фундамента вычисляется:

.

5. Проверка осадки фундамента: , где - допускаемая осадка для здания с железобетонным каркасом.

Рисунок 7. Определение осадок фундамента послойным суммированием.