Висновок

1 шар (суглинок озерний) знаходиться напівтвердому у стані; його загальний модуль деформації . Приймаємо цей шар несучим і надалі використовуємо його фізико-механічні характеристики, винесені у табл. 2.2.

2 шар (суглинок делювіальний) знаходиться у тугопластичному стані.

3 шар (суглинок делювіальний) знаходиться у твердому стані.

Практичне завдання №3 Визначення розмірів фундаменту

Вихідні дані

1	Нормативне навантаження N на 1 п. м., кПа	227,164
2	Розрахунковий опір ґрунтів основи R0, кПа	300
3	Глибина закладення фундаменту d, м	1,2
4	Глибина підвалу db, м	0,7
5	Питома вага ґрунту у природному стані γ, кН/м3	21,582
6	Питоме зчеплення ґрунтів cII, кПа	47
7	Кут внутрішнього тертя φII, °	26

Хід роботи

1. Визначення ширини підошви фундаменту b₁, м

де N – розрахункове навантаження за деформаціями на 1 погонний метр, кН ( );

R₀ – розрахунковий опір ґрунтів основи, кПа ( );

G_гр – вага ґрунту на обрізі фундаменту ( );

d – глибина закладання підошви фундаменту, м ( ).

2. Вибір марки фундаментної плити

Обираємо найближчу плиту марки Ф10 з наступними параметрами:

3. Визначення приведеної глибини закладання зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу d₁, м

де h_s – товщина шару ґрунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м ( );

h_cf – товщина конструкції підлоги підвалу, м ( );

γ_cf – розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу, кН/м³ ( );

γ'_II – питома вага ґрунту відповідно нижче підошви фундаменту, кН/м³

( ).

4.1. Визначення розрахункового опору ґрунту основи R₁, кПа

де γ_cI і γ_cII – коефіцієнти умов роботи, що визначаються за табл. Е.7 [2]

( );

k – коефіцієнт ( );

M_γ, M_q та M_c – коефіцієнти, що визначаються за табл. Е.8 [2]

( );

b – ширина підошви фундаменту, м ( );

γ_II і γ'_II – питома вага ґрунту відповідно вище та нижче підошви фундаменту, кН/м³ ( );

d₁ – приведена глибина закладання зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, м ( );

d_b – глибина підвалу – відстань від рівня планування до підлоги підвалу ( );

c_II – розрахункове значення питомого зчеплення ґрунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту, кПа ( ).

5. Визначення рівнодіючої активного тиску ґрунту на 1 м стіни фундаменту T, кН

де q – рівномірно розподілене навантаження, кН/м² ( );

d – глибина закладання підошви фундаменту, м ( );

γ'_II – питома вага ґрунту відповідно нижче підошви фундаменту, кН/м³

( );

φ_II – кут внутрішнього тертя, ° ( ).

6. Визначення приведеної висоти шару ґрунту h_пр, м

де q – рівномірно розподілене навантаження, кН/м² ( );

γ'_II – питома вага ґрунту відповідно нижче підошви фундаменту, кН/м³

( ).

7. Визначення відстані від підошви фундаменту до точки прикладення рівнодіючої активного тиску ґрунту a₀, м

де d – глибина закладання підошви фундаменту, м ( );

h_пр – приведена висота шару ґрунту, м ( );

8. Визначення моменту відносно центру ваги підошви фундаменту від рівнодіючої активного тиску ґрунту M_T, кН∙м

T – рівнодіюча активного тиску ґрунту на 1 м стіни фундаменту, кН

( );

a₀ – відстань від підошви фундаменту до точки прикладення рівнодіючої активного тиску ґрунту, м ( ).

9. Вибір марки фундаментних блоків

Обираємо блоки марки ФС5 з наступними параметрами:

10.1. Визначення ваги 1 м стіни фундаменту G_ф, кН

де g – прискорення вільного падіння, кН/м² ( );

m_пл та m_бл – маса фундаментних плити та блоків відповідно, т

( );

l_пл та l_бл – довжина фундаментних плити та блоків відповідно, м

( );

n – кількість фундаментних блоків ( ).

11.1. Визначення моменту опору фундаментної плити W_пл, м³

l_пл – довжина фундаментної плити, м ( );

b_пл – ширина фундаментної плити, м ( ).

12.1. Визначення максимального та мінімального напружень у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження , кПа

де – нормативне навантаження від зовнішньої стіни, кН ( );

G_ф – вага 1 м стіни фундаменту, кН ( );

A_ф – площа підошви фундаменту, м² ( );

M_T – момент відносно центру ваги підошви фундаменту від рівнодіючої активного тиску ґрунту, кН∙м ( );

W_пл – момент опору фундаментної плити, м³ ( ).

13.1. Визначення середнього напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження p_ср, кПа

де – нормативне навантаження від зовнішньої стіни, кН ( );

G_ф – вага 1 м стіни фундаменту, кН ( );

A_ф – площа підошви фундаменту, м² ( ).

14.1. Перевірка умов

де p_min – мінімальне напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

p_ср – середнє напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

p_max – максимальне напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

R – розрахунковий опір ґрунту основи, кПа ( ).

Оскільки умова 4 не виконується, з урахуванням раціонального використання бетону, приймаємо найближчу плиту марки Ф8-12 з наступними параметрами:

та перерахуємо залежні від них величини.

4.2. Визначення розрахункового опору ґрунту основи R₁ , кПа

де γ_cI і γ_cII – коефіцієнти умов роботи, що визначаються за табл. Е.7 [2]

( );

k – коефіцієнт ( );

M_γ, M_q та M_c – коефіцієнти, що визначаються за табл. Е.8 [2]

( );

b – ширина підошви фундаменту, м ( );

γ_II і γ'_II – питома вага ґрунту відповідно вище та нижче підошви фундаменту, кН/м³ ( );

d₁ – приведена глибина закладання зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, м ( );

d_b – глибина підвалу – відстань від рівня планування до підлоги підвалу ( );

c_II – розрахункове значення питомого зчеплення ґрунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту, кПа ( ).

10.2. Визначення ваги 1 м стіни фундаменту G_ф, кН

де g – прискорення вільного падіння, кН/м² ( );

m_пл та m_бл – маса фундаментних плити та блоків відповідно, т

( );

l_пл та l_бл – довжина фундаментних плити та блоків відповідно, м

( );

n – кількість фундаментних блоків ( ).

11.2. Визначення моменту опору фундаментної плити W_пл, м³

l_пл – довжина фундаментної плити, м ( );

b_пл – ширина фундаментної плити, м ( ).

12.2. Визначення максимального та мінімального напружень у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження , кПа

де – нормативне навантаження від зовнішньої стіни, кН ( );

G_ф – вага 1 м стіни фундаменту, кН ( );

A_ф – площа підошви фундаменту, м² ( );

M_T – момент відносно центру ваги підошви фундаменту від рівнодіючої активного тиску ґрунту, кН∙м ( );

W_пл – момент опору фундаментної плити, м³ ( ).

13.2. Визначення середнього напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження p_ср, кПа

де – нормативне навантаження від зовнішньої стіни, кН ( );

G_ф – вага 1 м стіни фундаменту, кН ( );

A_ф – площа підошви фундаменту, м² ( ).

14.2. Перевірка умов

де p_min – мінімальне напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

p_ср – середнє напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

p_max – максимальне напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

R – розрахунковий опір ґрунту основи, кПа ( ).

15. Оскільки умова 4 не виконується, з урахуванням раціонального використання бетону, аналогічно виконуємо наступні розрахунки в табличній формі

Марка плити	Ширина плити b, м	Вага 1 м стіни ф-ту для 4-х блоків Gф, кН	Момент опору ф-тної плити Wпл, м3	Розрахунковий опір ґрунту основи R*(1,2R), кПа	Напруження у ґрунті під підошвою ф-ту p, кПа			Недонапруження, %
					max	min	ср
Ф6	0,6	31,253	0,143	493,504	467,310	394,080	430,695		21,09
Ф6-12		31,249	0,071	(592,205)	504,435	356,942	430,688		14,82
Ф8	0,8	26,024	0,254	497,624	337,099	295,870	316,485		43,55
Ф8-12		32,744	0,126	(597,149)	366,441	283,329	324,885		38,64
Ф10	1,0	33,353	0,397	501,744	273,706	247,328	260,517		54,54
Ф10-12		33,408	0,197	(602,093)	288,151	234,993	261,572		52,14
Ф12	1,2	34,341	0,571	505,864	227,091	208,751	217,921		62,59
Ф12-12		34,322	0,283	(607,037)	236,407	199,403	217,905		61,11
Ф14	1,4	35,824	0,777	509,985	194,587	181,110	187,849		68,20
Ф14-12		35,817	0,385	(611,982)	201,444	174,244	187,844		67,08
Ф16	1,6	37,265	1,015	514,105	170,427	160,110	165,268		72,37
Ф16-12		37,311	0,503	(616,926)	175,706	154,887	165,297		71,52
Ф20	2,0	47,942	1,587	522,345 (626,814)	140,852	134,254	137,553		77,53
Ф24	2,4	51,762	2,285	530,586 (636,703)	118,511	113,928	116,219		81,39
Ф28	2,8	56,330	3,110	538,826 (646,591)	102,931	99,564	101,248		84,08
Ф32	3,2	61,230	4,062	547,066 (656,479)	91,412	88,834	90,123		86,08

* – для та .

В усіх випадках усі умови, крім четвертої, виконуються, тому остаточно приймаємо в якості подушки фундаменту збірну плиту марки Ф6-12 з найменшим існуючим недонапруженням 14,82% ˃ 10%.