3. Заключение по данным геологического разреза площадки строительства, анализ конструктивных особенностей здания и характер нагрузок на фундамент.

9 слой грунта(верхний):

Относится к глинистым грунтам, суглинкам (0,07<I_p=0,14<0,17, по табл. Б.11,[1]).Мощность слоя составляет м. По показателю текучести глина находится в пластичном состоянии (0<I_L=0,642 <1, по табл. Б.14,[1]).Грунт насыщенный водой (0,8 < S_r = 1<=1, по табл.Б.17,[1] ). Модуль деформации составляет Е=6,0 МПа. Условное расчетное сопротивление R₀= 135,8 кПа.

8 слой грунта (средний):

Относится к глинистым грунтам, супесям (0,01<I_p=0,05<0,07, по табл. Б.11,[1]).Мощность слоя составляет м. По показателю текучести глина находится в твёрдом состоянии (I_L=-2<0, по табл. Б.14,[1]).Грунт насыщенный водой (0,8 < S_r = 0,86<1, по табл.Б.17,[1] ). Модуль деформации составляет Е=8,0 МПа. Условное расчетное сопротивление R₀= 246,5 кПа.

14 слой грунта (нижний):

Относится к песок средней крупности (по табл. Б.10,[1]). По степени влажности песок насыщенный водой (0,8<Sr=0.807<1). По коэффициенту пористости - плотный песок (е=0,523<0,55). Модуль деформации составляет Е=40МПа. Условное расчетное сопротивление R₀= 500 кПа.

Заключение по данным геологического разреза:

природный рельеф площадки строительства спокойный с горизонтальным залеганием грунтов. Слои 9,14 могут служить основанием для фундаментов, слой 8 — слабый грунт. Уровень подземных вод составляет –

Анализ конструктивных особенностей здания и характер нагрузок на фундамент:

Здание бункерной галереи с ж/б каркасом, с шагом колонн 6м, высота колонн 10.9 м, сечение основных колонн 10*10 см.Размеры в плане 42*26м, имеется подвал с отметкой -2.5м. На фундаменты 2,3 действуют только поперечные силы, фундамент 1 нагружен также знакопеременными моментом и продольной силой, фундамент 4 — поперечной силой и моментом.

3.1 Выбор возможных вариантов фундаментов.

В качестве возможных вариантов фундаментов будем рассматривать фундамент мелкого заложения и свайный фундамент из забивных призматических свай.

1 Вариант

4. Фундамент мелкого заложения

4.1 Назначения глубины заложения.

Строительство здания ведется в городе Уральске.

Планировочная отметка – 11,00 м. Нормативная глубина промерзания для Уральска d_fn=1,60м. Определим расчетную глубину промерзания грунта.

, где

- коэффициент теплового режима здания без подвала равный 1,1,

с подвалом – 0.5

4.2 Расчет оснований фундаментом меткого заложения по второй группе предельных состояний

1.Определяем в первом приближении площадь подошвы фундамента:

,

где N^II- вертикальная сила на обрезе фундамента,

- усредненное значение удельного веса материалов фундамента и грунта на его уступах, принимаемое 20 кН/м³.

R₀ – условное расчётное сопротивление грунта

d₁ – глубина заложения фундамента

2. Задаемся соотношением сторон и получаем

3. При полученной ширине b₁ определяем расчётное сопротивление грунта

согласно формуле 7 [2]

γ_с1 и γ_с1 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.3 [2];

k – коэффициент, принимаемый 1,1 , если прочностные характеристики грунта определены по таблицам;

M_q , M_γ, M_с – коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [2];

k_z - коэффициент, принимаемый равным:

при b  10 м - =1, при b  10 м - =z₀ /b+0,2 (здесь z₀=8 м);

b – ширина подошвы фундамента, м;

γ_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

γ ^|_II – тоже, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³;

C_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

, где

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_сf - толщина конструкции пола подвала, м;

γ_сf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³ ;

d_b - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B  20 м и глубиной свыше 2 м принимается = 2 м, при ширине подвала B  20 м - = 0).

4. Сравниваем полученное R c R₀, если разница < 15%, то окончательно принимаем фундамент с размером b₁; если >15% - то расчёт повторяем с п.1

5. Проверяем фактическое давления под подошвой сконструированного фундамента и сравниваем его с расчётным сопротивлением:

6. Затем выполняем проверку краевых напряжений под подошвой фундамента:

,

;

;

Фундаменты под колонну

Фундамент №1

- Внецентренно-нагруженный фундамент под колонну, в части сооружения без подвала

- N^II = 6600 кН, М =± 320 кН*м, Q = ± 150 кН;

- Расчётная глубина промерзания

- УПВ = 1.3м

- Глубина заложения фундамента d₁= 5м

- Высота фундамента h_ф = 4.5м

- Обрез фундамента = - 0.500м

- R₀=246.5 кПа

Расчётная схема:

1.Площадь подошвы фундамента:

,

2. Ширина подошвы фундамента

,

;

3. Расчётное сопротивление грунта

;

;

4. Сравнивая R₀ c R₁ получаем погрешность 11% < 15%

5. Фактическое давление под подошвой фундамента:

6. Проверка краевых напряжений под подошвой фундамента:

;

Фундамент №3

- Центрально-нагруженный фундамент под колонну, в части сооружения с подвалом, отметка пола подвала -2.500м, h_под = 2.1м

- N^II = 520 кН

- Расчётная глубина промерзания

- УПВ = 1.3м

- Глубина заложения фундамента d₁=4 м

- Высота фундамента h_ф =1.4 м

- Обрез фундамента = - 0.400м

- R₀=246.5 кПа

Расчётная схема:

1.Площадь подошвы фундамента:

,

2. Ширина подошвы фундамента

,

;

3. Расчётное сопротивление грунта

;

;

4. Сравнивая R₀ c R₁ получаем погрешность 57% >15%

5. Во втором приближении:

- площадь подошвы фундамента:

,

- ширина подошвы фундамента

,

;

- расчётное сопротивление грунта

;

;

6. Сравнивая R₁ c R₂ получаем погрешность 10% <15%

7. Фактическое давление под подошвой фундамента:

Ленточные фундаменты:

Расчётная схема:

Фундамент №2

- Центрально-нагруженный ленточный фундамент, в части сооружения с подвалом, отметка пола подвала -2.500м, h_под = 2.1м

- N^II = 150 кН

- Расчётная глубина промерзания

- УПВ = 1.3м

- Глубина заложения фундамента d₁= 4,1м

- R₀=246.5 кПа

- ФБС 24.6.6 В =600мм, L= 2380мм, h=580мм

- ФЛ 20.12 В =2000мм, L= 1180мм, h=500мм

1.Площадь подошвы фундамента:

2. Ширина подошвы фундамента

;

3. Расчётное сопротивление грунта

;

;

4. Фактическое давление под подошвой фундамента:

Фундамент №4

- Внецентренно-нагруженный ленточный фундамент, в части сооружения с подвалом, отметка пола подвала -2.500м, h_под = 2.1м

- N^II = 450 кН, М= -100 кН*м

- Расчётная глубина промерзания

- УПВ = 1.3м

- Глубина заложения фундамента d₁= 4,1м

- R₀=246.5 кПа

- ФБС 24.6.6 В =600мм, L= 2380мм, h=580мм

- ФЛ 32.12 В =3200мм, L= 1180мм, h=500мм

1.Площадь подошвы фундамента:

2. Ширина подошвы фундамента

;

3. Расчётное сопротивление грунта

;

;

5. Фактическое давление под подошвой фундамента:

6. Проверка краевых напряжений под подошвой фундамента:

;

4.1.2 Расчет осадки подошвы фундамента

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле: ,

где b	-	безразмерный коэффициент, равный 0,8;
szpi	-	среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;
hi и Еi	-	соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;
n	-	число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

1. Определим бытовое давление под подошвой фундамента и на границе слоев по формуле ,

где g_i и h_i - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта;

n- число уровней, в котором определяется давление.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.

Слева от оси фундамента строится эпюра бытовых давлений.

2. Строим эпюру (рис. 2).

3. Вычислим давление от сооружения: ,

Толща грунта под подошвой фундамента разбивают на элементарные слои h не более 0,4b.

Таблица 2

zi, м	hi, м	гi, кН/м3	=	б	уzp, кПа	уzg, кПа	0,2*уzq, кПа	Ei, кПа	Si, см
0	0	8,2	0	1	174,86	22,14	4,43	5	0
0,15	0,15	8,2	0,09	1	174,86	23,37	4,67	5	0,42
1,45	1,3	8,3	0,906	0,785	137,26	34,16	6,8	6	2,3
2,75	1,3	8,3	1,718	0,518	90,57	44,95	8,99	6	1,6
4,05	1,3	8,3	2,53	0,282	49,3	55,74	11,15	6	0,85
5,35	1,3	8,3	3,34	0,191	33,48	66,53	13,3	6	0,58
6,15	0,8	8,3	3,84	0,159	27,8	73,17	14,63	6	0,29

7,45	1,3	10,3	4,65	0,114	19,93	86,56	17,3	31	0,06
8,75	1,3	10,3	5,47	0,085	14,86	99,95	19,99	31	0,05

Вывод: по приложения 4 [2] S_u=10 см>S=6,15 см ,условие S_u>S выполняется.