1.5. Описание геологического разреза. Оценка грунтовых условий строительной площадки.

В строительной площадке для возведения фундамента представлено 4 слоя. Слой насыпи мощностью 0.5 м залегает с поверхности. Под ним залегает слой пластичной супеси мощностью 3.9 м. Супесь подстилается мелким песком средней плотности, насыщенный водой. Последним слоем на пластовании залегает глина полутвердая мощностью 7.2 м. Грунтовые воды расположены на глубине 4.5 м от поверхности земли и приурочены к слою песка.

1. Оценка слоев грунта по качествам:

2 слой – Супесь пластичная с J_L = 0.47 => среднего качества

3 слой – Песок мелкий средней плотности, насыщенный водой с е=0.67 => прочный

4 слой – Глина полутвердая с J_L=0.1 => прочный

2. Оценка по сжимаемости:

2 слой – Супесь пластичная с Е=32.8 => слабосжимаемый

3 слой – Песок мелкий средней плотности, насыщенный водой с Е=26 => слабосжимаемый

4 слой – Глина полутвердая с Е=25.6 => слабосжимаемый

ВЫВОД: На основе анализа инженерно-геологических условий строительной площадки в качестве основного варианта принят фундамент мелкого заложения, а в качестве дополнительного – свайный.

2. Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании.

2.1. Отметка планировки

За отметку планировки принимаем верх слоя насыпи в абсолютной величине +18.8, что соответствует относительной отметке -1.100 м

2.2. Глубина заложения фундамента.

При назначении глубины заложения фундамента учитывается глубина промерзания для наружных стен и фундамента, конструкция подземной части здания, а также наличие подвала.

где d_f – расчетная глубина сезонного промерзания,

k_h– теплотехнический коэффициент, учитывающий влияние теплового режима зданий, принимается по пп. 2.26 и 2.27 СНиП 2.02.01-83.

k_h1 = 0.5 – для подвальной части здания

k_h1 = 0.8 – для бесподвальной части здания

d_fn – нормативная глубина промерзания

• Стена без подвала:

• Стена с подвалом:

_{Учет влияния грунтовых вод:}

_{dw = 4.5> df +2 = 1.76+2 = 3.76 м => глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной величины df.}

2.3. Определение габаритных размеров фундаментов графическим методом.

При неизвестном расчетном сопротивлении грунта ширину подошвы фундамента мелкого заложения можно определить графически.

Среднее давление по подошве фундамента (Р) есть функция от ширины подошвы фундамента: . Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента (R) также есть функция от ширины подошвы фундамента:

• Уравнение среднего давления Р по подошве фундамента:

, где

- нагрузка на обрез фундамента (при наличии подвала постоянные и временные нагрузки увеличиваются)

А – площадь подошвы фундамента

, где

коэффициент, учитывающий разницу удельных весов материалов фундамента и грунта на уступах фундамента;

удельный вес материала фундамента.

В предварительных расчетах принимают = 20 кН/м³

глубина заложения фундамента

• Уравнение расчетного сопротивления грунта по формуле Пузыревского:

, где

коэффициент условий работы грунтов, учитывающие особенности работы разных типов грунтов в основании фундаментов, определяется по СНиП 2.02.01-83 по табл. 3;

коэффициент, принимаемый равным 1, если физико-механические характеристики грунтов определены непосредственными лабораторными испытаниями, коэффициент равен 1,1, если физико-механические характеристики грунтов определены по СНиПу;

коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта (φ), залегающего в пределах одного метра под подошвой фундамента, если в пределах этой глубины располагается не один слой, то φ следует усреднить (СНиП табл.4);

принимается равным 1, если ширина подошвы фундамента (b), предполагается < 10 м;

удельный вес грунта, расположенного ниже подошвы фундамента в пределах глубины 1,5 м;

удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента в пределах 1,5 м; если выше подошвы фундамента проходит уровень грунтовых вод и если грунт выше подошвы песок, то следует учесть взвешивающие действия воды:

;

для бесподвальной части – глубина заложения, если есть подвал, то

; где

толщина конструкции пола подвала;

толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, (25 кН/м²;

глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола повала, если нет повала то = 0;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

РАСЧЕТ:

• для наружной стены без подвала (стена 1):

= 1.2 , = 1.1; k = 1.1 , k_z = 1

при = 0.996, = 4.994, = 7.454

= ρ∙g = 2.17∙10 = 21.7

^, = (16∙0.5 + 21.7∙1.4) /(0.5+1.4) = 20.2

с_II = 19.4

;

Рис.1 – График определения ширины подошвы (стена 1)

b≈0,97 м – требуемая ширина подошвы фундамента.

Принимаем b = 1.0 м

Проверка: b = 1.0 м,

, .

Принимаем ж/б плиту марки ФЛ 10.30

• для наружной стены с подвалом (стена 6):

= 1.2 , = = 1.1; k = 1.1 , k_z = 1

при = 0.996, = 4.994, = 7.454

= ρ∙g = 2.17∙10 = 21.7

^, = (16∙0.5 + 21.7∙1.1)/(0.5+1.1) = 19.92

с_II = 19.4

= 1.1

;

Рис.2 – График определения ширины подошвы (стена 6)

b ≈ 1,48м – требуемая ширина подошвы фундамента.

Принимаем b = 1.6

,

Принимаем ж/б плиту марки ФЛ 16.30

• для внутренней стены без подвала (стена 2):

= 1.2 , = 1.1; k = 1.1 , k_z = 1

при = 0.996, = 4.994, = 7.454

= ρ∙g = 2.17∙10 = 21.7

^, = (16∙0.5 + 21.7∙0.2)/( 0.5+0.2) = 17.63

с_II = 19.4

Рис.3 – График определения ширины подошвы (стена 2)

b ≈ 2 м – требуемая ширина подошвы фундамента.

Принимаем b = 2

,

Принимаем ж/б плиту марки ФЛ 20.30

• для внутренней стены с подвалом (стена 5):

= 1.2 , = 1.1; k = 1.1 , k_z = 1

при = 0.996, = 4.994, = 7.454

= ρ∙g = 2.17∙10 = 21.7

^, = (16∙0.5 + 21.7∙1.1)/(0.5+1.1) = 19.92

с_II = 19.4

= 1.1

;

Рис.4 – График определения ширины подошвы (стена 5)

b ≈ 2.07 м – требуемая ширина подошвы фундамента.

Принимаем b = 2.4

Принимаем ж/б плиту марки ФЛ 24.30

• для внутренней стены без подвала (стена 3):

= 1.2 , = 1.1; k = 1.1 , k_z = 1

при = 0.996, = 4.994, = 7.454

= ρ∙g = 2.17∙10 = 21.7

^, = (16∙0.5 + 21.7∙0.2)/( 0.5+0.2) = 17.63

с_II = 19.4

;

Рис.5 – График определения ширины подошвы (стена 3)

b ≈ 2 м – требуемая ширина подошвы фундамента.

Принимаем b = 2.0

,

Принимаем ж/б плиту марки ФЛ 20.30

• для внутренней стены с подвалом (стена 4):

= 1.2 , = 1.1; k = 1.1 , k_z = 1

при = 0.996, = 4.994, = 7.454

= ρ∙g = 2.17∙10 = 21.7

^, = (16∙0.5 + 21.7∙1.1)/(0.5+1.1) = 19.92

с_II = 19.4

= 1.1

;

Рис.6 – График определения ширины подошвы (стена 4)

b ≈ 2.03 м – требуемая ширина подошвы фундамента.

Принимаем b = 2.4

Принимаем ж/б плиту марки ФЛ 24.30.4д