Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование и расчет оснований и фундаментов. Учебно-методическое пособие для СПО
.pdf
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
P
P
R
Глубина заложения фундаментов, в рамках выполнения курсового проекта,
должна приниматься с учетом:
- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения,
нагрузок и воздействий на его фундаменты;
- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-
механических характеристик грунта).
Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости
от вышеперечисленных условий
экономического сравнения различных вариантов.
Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать
независимо от расчетной глубины промерзания.
При выполнении расчетов рекомендуется первоначально назначать
глубину заложения фундаментов не менее -1,80 м от уровня планировки, для
бесподвальных частей здания.
рекомендуется выполнять на основе технико-
РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ
Расчет фундаментов на естественном основании
Целью расчета оснований по деформациям является ограничение
абсолютных или относительных перемещений такими пределами, при которых
гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его
долговечность.
Назначенная ширина подошвы фундамента должна удовлетворять
следующему условию:
R
≤
, (1.13)
где
здания и фундамента с грунтом обратной засыпки на его уступах),
рассчитываемого характерного сечения, кПа (т/м
фундамента, кПа (т/м
– среднее фактическое давление под подошвой фундамента (от веса
2
);
– расчетное сопротивление грунта основания под подошвой
2
).
11
11
Предварительную площадь подошвы фундамента вычисляем по
γ
γ
γ
следующей формуле:
F
vo
−
2
, (1.14)
dR
γ
ср
A
пред
=
.
0
F
– нагрузка, приходящаяся на обрез фундамента от веса здания,
2vo
где
кН(т);
R
– расчетное сопротивление грунта, для предварительного назначения
0
2
размеров подошвы фундаментов, кПа (т/м
– осреднённое значение веса конструкции фундамента и грунта
ср
основания на его уступах, принимаемого равным 20 кН/м
бесподвальной части здания и 17кН/м
);
3
– для фундаментов в
3
– для фундаментов в подвальной части
здания;
d
– глубина заложения подошвы фундамента, м.
Ширину подошвы b фундаментов, для характерных сечений, вычислим
по следующим формулам:
Ab =
–ширина подошвы для ленточного фундамента, м. (1.15)
Ab =
– ширина подошвы для центрально нагруженного
столбчатого фундамента, м. (1.16)
b =
A
– ширина подошвы для внецетренно
8151 ,...,
нагруженного столбчатого фундамента, м. (1.17)
Расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента
находим по формуле:
γγ
cc
21
R +
[]
k
γ
+=
′
′
−+
γγγ
1
CMd)M(dMbkM
, (1.18)
IIcbIIqIIqIIz
где
k
– коэффициент надежности, принимаемый равным 1,0;
M
k
z
и
1с
M
,
γ
с
– коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 4;
2с
M
и
– коэффициенты, принимаемые по таблице 5;
q
– коэффициент, принимаемый равным 1,0;
12
12
b
γ
γ
γ
R
– ширина подошвы фундамента;
– осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов,
II
залегающих ниже подошвы фундамента;
′
– осреднённое значение удельного веса грунта, залегающего выше
II
подошвы фундамента;
с
– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего под
II
подошвой фундамента, кПа (т/м
d
– глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений
1
2
);
от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных
и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:
γ
h
cfcf
, (1.19)
′
γ
II
где
1
h
– толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны
s
s
+=
hd
подвала, м;
h
– толщина конструкции пола подвала, м;
cf
– расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3
cf
3
);
(т/м
d
– глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала,
b
м (для сооружений с подвалом шириной
,0,2 мdb=
принимается
при ширине подвала
мB 20≤
и глубиной свыше 2,0 м
d
мB 20>
–
0=
b
).
Если в рассчитываемом сечении подвал не запроектирован, следовательно
d
заложения подошвы фундамента и
фундамента
0=
b
.
В случае невыполнения условия
b
.
P ≤
d
или увеличить ширину подошвы
1
следует увеличить глубину
Давление под подошвой ленточных или центрально нагруженных отдельно
стоящих фундаментов вычисляется по формуле:
+
=
P
02
13
13
А
GF
грфундvo
..2
. (1.20)
Давление под подошвой внецентренно нагруженных фундаментов
γ
γ
осуществляется по следующим условиям:
Определение коэффициентов условий работы
Грунты
Крупнообломочные с песчаным
заполнителем и песчаные, кроме
≤
>
P
min02
Коэффициент
0
1с
1,4 1,2 1,4
RP
2,1
7max02
. (1.21)
Таблица 4
Коэффициент
2с
для сооружений с жесткой
конструктивной схемой
при отношении длины
сооружения или его отсека
к высоте L/H, равном
4 и более 1,5 и менее
мелких и пылеватых
Пески мелкие 1,3 1,1 1,3
Пески пылеватые:
маловлажные и влажные
насыщенные водой
Пылевато-глинистые, а также
крупнообломочные с пылеватоглинистым заполнителем с
показателем текучести грунта
или заполнителя
То же при
То же при
I
L
I
L
I
L
5,0>
25,0≤
5,0<25,0 ≤
1,25
1,1
1,25
1,0
1,0
1,0
1,2
1,2
1,1
1,2 1,0 1,1
1,0 1,0 1,0
14
14
Таблица 5
Определение коэффициентов
Угол внутреннего
трения,
ϕ
град.
II,
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Коэффициенты
М
γ
0
0,01
0,03
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,21
М
1,0
1,06
1,12
1,18
1,25
1,32
1,39
1,47
1,55
1,64
1,73
1,83
Мc
q
3,14
3,23
3,32
3,41
3,51
3,61
3,71
3,82
3,93
4,05
4,17
4,29
M
M
,
γ
,
с
Угол внутреннего
трения, ϕ
град.
II,
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
M
q
Коэффициенты
М
0,72
0,78
0,84
0,91
0,98
1,06
1,15
1,24
1,34
1,44
1,55
1,68
М
γ
q
3.87
4,11
4,37
4,64
4,93
5,25
5,59
5,95
6,34
6,76
7,22
7,71
Мc
6,45
6,67
6,90
7,14
7,40
7,67
7,95
8,24
8,55
8,88
9,22
9,58
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0,23
0,26
0,29
0,32
0,36
0,39
0,43
0,47
0,51
0,56
0,61
0,69
P
max
min
=
1,94
2,05
2,17
2,30
2,43
2,57
2,73
2,89
3,06
3,24
3,44
3,65
4,42
4,55
4,69
4,84
4,99
5,15
5,31
5,48
5,66
5,84
6,04
6,24
+
А
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
1,81
1,95
2,11
2,28
2,46
2,66
2,88
3,12
3,38
3,66
8,24
8,81
9,44
10,11
10,85
11,64
12,51
13,46
14,50
15,64
9,97
10,37
10,80
11,25
11,73
12,24
12,79
13,37
13,98
14,64
GF
грфундvo
..2
±
W
M
02
, (1.22)
где
кН(т);
F
– нагрузка на обрез фундамента от веса здания или сооружения,
2vo
15
15
G
A
σ
σ
β
σ
σ
– вес тела фундамента и грунта обратной засыпки на его уступах,
.. грфунд
кН(т);
– площадь подошвы фундамента, м2;
M
– сумма моментов, действующих на уровне подошвы фундамента,
2vo
– момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3.
2
W =
bl
, (1.23)
⋅м(т⋅м);
кН
W
6
b
где
и l – ширина и длина подошвы фундамента, м.
Расчет осадки фундамента
Расчет оснований по деформациям, а именно по второй группе предельных
состояний производится исходя из условия:
SS ≤
, (1.24)
u
S
где
и сооружения (для заданных схем сооружений
Осадка основания
– предельное значение совместной деформации основания
u
смS
8=
u
S
с использованием расчётной схемы в виде линейно
).
деформируемого полупространства определяется методом послойного
суммирования по формуле:
где
– безразмерный коэффициент, равный 0,8;
– среднее значение дополнительного вертикального нормального
izp,
напряжения в
z
верхней
и нижней
1−i
n
β
=
S
i
-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на
z
границах слоя по вертикали, проходящей через центр
i
=
i
1
−
E
)(
h
,,
γ
iizizp
, (1.25)
i
подошвы фундамента;
– среднее значение вертикального напряжения в i-ом слое грунта по
iz ,
γ
вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса
выбранного при отрывке котлована грунта;
16
16
h
σ
σασ
грунта;
n
E
и
i
– число слоёв, на которые разбивается сжимаемая толща основания.
– соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя
i
Рис. 2. Схема распределения вертикальных напряжений
в линейно-деформируемом полупространстве
Расстояния между точками, в которых определяются бытовые
и дополнительные давления, рассчитываются по формуле:
b
где
фундамента, на уровне FL, рассчитывается по формуле:
где
подошвы фундамента определяются по формуле:
– ширина подошвы, м.
Дополнительное давление (от веса здания или сооружения) под подошвой
=
P
– давление под подошвой фундамента.
02
Вертикальные напряжения от внешней нагрузки, на глубине
, (1.26)
020,Pzp
z
от
i
b,z 40=
,
=
17
17
, (1.27)
0,, zpiizp
где
α
ξ
η
σ
σ
σ
γ
σ
γ
α
у
η
определяется по табл. 6 (табл. 5.8 СП 22.13330.2011 «Основания зданий
– коэффициент убывания дополнительного давления с глубиной,
и сооружений») в зависимости от относительной глубины
длин сторон подошвы фундамента в плане
.
и соотношения
z2
=
ξ
. (1.28)
b
L
=
η
. (1.29)
b
Вертикальное напряжение от собственного веса выбранного при отрывке
z
котлована грунта на глубине
формуле:
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне
0,zg
подошвы фундамента FL, которое в свою очередь вычисляется по формуле:
от подошвы фундамента определяют по
α
zg
=
γ
′
d
=
0,
. (1.30)
0,, zgiz
, (1.31)
где
т/м
ξ
′
– удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента,
3
;
d
– глубина заложения подошвы фундамента, м.
Таблица 6
Определение коэффициента α
Коэффициент
Прямоугольных с соотношением сторон
z2
=
b
круглых
0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
0,4 0,949 0,960 0,972 0,975 0,976 0,977 0,977 0,977
(длины к ширине или диаметр
L
фундамента)
1,0 1,4 1,8 2,4 3,2 5
η
=
b
для фундаментов
ленточных
10≥
0,8 0,756 0,800 0,848 0,866 0,876 0,879 0,881 0,881
1,2 0,547 0,606 0,682 0,717 0,739 0,749 0,754 0,755
18
18
Окончание таблицы 6
γσσ
1,6 0,390 0,449 0,532 0,578 0,612 0,629 0,639 0,642
2,0 0,285 0,336 0,414 0,463 0,505 0,530 0,545 0,550
2,4 0,214 0,257 0,325 0,374 0,419 0,449 0,470 0,477
2,8 0,165 0,201 0,260 0,304 0,349 0,383 0,410 0,420
3,2 0,130 0,160 0,210 0,251 0,294 0,329 0,360 0,374
3,6 0,106 0,131 0,173 0,209 0,250 0,285 0,319 0,337
4,0 0,087 0,108 0,145 0,176 0,214 0,248 0,285 0,306
4,4 0,073 0,091 0,123 0,150 0,185 0,218 0,255 0,280
4,8 0,062 0,077 0,105 0,130 0,161 0,192 0,230 0,258
5,2 0,053 0,067 0,091 0,113 0,141 0,170 0,208 0,239
5,6 0,046 0,058 0,079 0,099 0,124 0,152 0,189 0,223
6,0 0,040 0,051 0,070 0,087 0,110 0,136 0,173 0,208
6,4 0,036 0,045 0,062 0,077 0,099 0,122 0,158 0,196
6,8 0,031 0,040 0,055 0,064 0,088 0,110 0,145 0,185
7,2 0,028 0,036 0,049 0,062 0,080 0,100 0,133 0,175
7,6 0,024 0,032 0,044 0,056 0,072 0,091 0,123 0,166
8,0 0,022 0,029 0,040 0,051 0,066 0,084 0,113 0,158
8,4 0,021 0,026 0,037 0,046 0,060 0,077 0,105 0,150
8,8 0,019 0,024 0,033 0,042 0,055 0,071 0,098 0,143
9,2 0,017 0,022 0,031 0,039 0,051 0,065 0,091 0,137
9,6 0,016 0,020 0,028 0,036 0,047 0,060 0,085 0,132
10,0 0,015 0,019 0,026 0,033 0,043 0,056 0,079 0,126
10,4 0,014 0,017 0,024 0,031 0,040 0,052 0,074 0,122
10,8 0,013 0,016 0,022 0,029 0,037 0,049 0,069 0,117
11,2 0,012 0,015 0,021 0,027 0,035 0,045 0,065 0,113
11,6 0,011 0,014 0,020 0,025 0,033 0,042 0,061 0,109
12,0 0,010 0,013 0,018 0,023 0,031 0,040 0,058 0,106
Вертикальные напряжения от собственного веса вышерасположенных
слоёв грунта при горизонтальном напластовании вычисляется по формуле:
h
+=
−1,,
. (1.32)
iiizgizg
19
19
Вычисления дополнительных давлений и давлений от собственного веса
σ
σ
ξ
α
σ
σ
σ
σ
σ
σ
(
)
γγγ
γ
напластования грунтов ведут до нахождения расстояния от подошвы
фундамента до точки, в которой выполняется условие:
5,0
≤
. (1.33)
izgizp ,,
Плоскость или линия, проведённая через выше описанную точку,
называется нижней границей сжимаемой толщи (НГСТ).
После выполнения условия (1.33) суммируются осадки основания во всех
деформируемых слоях и проверяют выполнение следующего условия:
SS ≤
. (1.34)
u
Расчет дополнительных давлений и давлений от собственного веса
напластования грунтов рекомендуется проводить в табличной форме согласно
табл. 7.
Таблица 7
Расчет бытовых и дополнительных давлений
z
м
h
м
ср
i
кПа
0,zp
кПа
σ
кПа
izp ,
кПа
izp ,
0,5
izg ,
кПа
izg ,
кПа
0,zg
γ
кПа
iz ,
ср
σ
γ
кПа
E
iz ,
кПа
S
i
i
м
Расчет свайных фундаментов
Несущую способность висячей забивной сваи, погружаемой без выемки
грунта, работающей на сжимаемую нагрузку, следует определять как сумму
расчётных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на её
боковой поверхности по формуле:
+=
hfuRAF
, (1.35)
iicfcRcd
где
– коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;
с
R
– расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа,
принимаемое по табл. 8 (по таблице 7.2 СП 24.13330.2011 «Свайные
фундаменты»);
A
– площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади
поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения
20
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]