Пояснительная записка

12

Окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента d = 5,30 м.

3.2. Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения

Расчет производим для самого загруженного сечения 2-2 методом по- следовательных приближений. Расчетная нагрузка, действующая по обрезу фундамента: N0II = 3747,18 кН

Определяем значение расчетного сопротивления на глубине заложения d = 5,30 м.

Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента:

= 1,2 ×1,0 ×[0,23×1,0 × 4,00 ×19,0 +1,94 ×1,56 ×13,6 + (1,94 -1) × 2,0 ×13,6 + 4,42 ×15,0]= 261,5 кПа

14

ние составит:

РII max = 259,3 кН/м2; РII min = 150,1 кН/м2.

Принимаем окончательные размеры подошвы фундамента b = а = 4,5 м

3.3. Расчет конечной осадки фундамента методом послойного суммирования

Определим осадку отдельностоящего фундамента в сечении 2-2 под колонну здания с подвалом. Среднее давление под подошвой РII = 204,68 кПа.

Дополнительное давление на грунт:

Р0 = РII – gII × h = 204,68 – 13,6 × 5,3 = 132,6 кПа

Грунт под подошвой разбиваем на слои hi = 0,4b = 1,8 м.

z

Ординаты эпюры природного давления грунта: σzgi = γII × h + ∑γIIi ×hi

h

Ординаты эпюры дополнительного давления на грунт: σzp = α ×P0

где a – коэффициент, определяемый по табл. 1 прил. к СНиП 2.02.01-83 в зависимости от 2z/b и l/b.

Нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия

0,2σzg = σzp.

Осадка фундамента определяется по формуле:

напряжения в i-том слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фун- дамента;

hi и Еi – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Предельная осадка для здания с монолитным каркасом по СП 50-101- 2004 Su = 15 см.

15

Расчёт осадки фундамента методом послойного суммирования

Полная осадка фундамента под колонну в сечении 2-2 по расчету

S = 2,9 см < Su / γn = 15 / 1,15 = 13,0 см.

γII =19 ,5 Су глинок полу тверд ый

16

3.4. Проектирование фундамента на песчаной подушке

Задачей настоящего расчета является определение размеров песчаной подушки под фундамент колонны сооружения, обрезу которого соответству- ет расчетная нагрузка N0II = 3747,18 кН.

В естественном состоянии под подошвой фундамента залегает сугли- нок полутвердый с γ = 19,0 кН/м3, φ = 12°, с = 15 кПа, Е = 8,0 МПа.

Материал подушки: крупнозернистый песок с γ = 20,0 кН/м3, φ = 36°,

с = 1 кПа, Е = 40,0 МПа.

Принятые размеры фундамента 4,5 × 4,5 м достаточно велики, размеры подошвы можно уменьшить путем использования песчаной подушки.

Примем размеры подошвы 2,5 × 2,5 м:

= 1,4 ×1,0 ×[1,81×1,0 × 2,50 ×19,0 + 8,25×1,57 ×12,90 + (8,25 -1) × 2,0 ×12,90 + 9,98×1,0] = 693,85 кПа

σgo = γIIh = 20 · 5,3 = 106 кПа; р0 = рII – σgo = 705,55 – 106 = 599,55 кПа.

Высота песчаной подушки определяется из условия, чтобы полное дав- ление у основания песчаной подушки σzp + σzg не превышало расчетного со- противления подстилающего слоя грунта Rz.

Высота песчаной подушки определяется последовательным приближе- нием с проверкой условия σzp + σzg ≤ Rz.

Принимаем песчаную подушку толщиной 2,5 м.

σzp + σzg = 201,45 + 156,00 = 357,45 кПа

= 1,2 ×1,0 ×[0,23×1,0 ×3,24 ×19,05 +1,94 × 4,04 ×15,64 + (1,94 -1) × 2,0 ×15,64 + 4,42 ×15,0] = 372,16 кПа 1,0

σzp + σzg = 357,45 кПа < Rz = 372,16 кПа – условие соблюдается.

17

Осадка фундамента на песчаной подушке может быть подсчитана ме- тодом суммирования.

Расчёт осадки фундамента методом послойного суммирования

Полная осадка фундамента под колонну в сечении 2-2 по расчету

S = 2,9 см < Su / γn = 15 / 1,15 = 13,0 см.

Определяем ширину песчаной подушки. Принимаем угол α = 30°: bп = b + 2hп × tg30° = 2,5 + 2 × 2,5× tg30° = 5,4 м.

18

19

3.5. Расчет свайного фундамента в сечении 2-2. Определение несущей способности сваи

Глубина заложения ростверка dр определяется в зависимости от геоло- гических и гидрогеологических условий площадки строительства и глубины сезонного промерзания грунта:

dfn = 0,23 × 25,4 = 1,16 м; df = γс × kh × dfn = 1,1× 0,5 ×1,62 = 0,64 м

С учетом конструктивных особенностей здания при наличии подвала заглубление подошвы фундамента ориентировочно назначается ниже отмет- ки пола подвала на высоту фундамента.

Окончательно принимаем глубину заложения подошвы ростверка d = 5,30 м.

По геологическим условиям свая висячая. Нижний конец сваи заглуб- ляется в суглинок полутвердый на 0,5 м. От низа подошвы ростверка до слоя суглинка полутвердого 7,5 м. Заделку сваи в ростверк принимаем 0,3 м. Дли- на свай должна быть не менее:

lc = 7,5 + 0,2 + 0,3 = 8,0 м.

20

Выбираем сваи сплошные квадратного сечения марки с 80.30-8. Сваи с ненапрягаемой арматурой из бетона класса В25, марки по морозостойкости F150, марки по водонепроницаемости W6, Vсв = 0,73 м3, вес 1,825 тс, армату-

ра 4 8 А-400, А = 0,30 × 0,30 = 0,09 м2, u = 0,30 × 4 = 1,2 м.

Определяем несущую способность одной сваи.

Несущую способность Fd, кН (тс), висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует опреде- лять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под ниж- ним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле СНиП 2.02.03-85:

Fd = γ c (γ cR RA + u∑γ cf fi hi ),

где γс – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γс = 1,0; R – расчетное сопротивление грунта сваи под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по табл. 1 СНиП 2.02.03-85 R = 5920,4 кПа;

А – площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площадки попе- речного сечения сваи брутто А = 0,09 м2;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, u = 1,2 м;

fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверх- ности сваи, кПа, принимаемое по табл. 2 СНиП 2.02.03-85;

γсR, γсf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа по- гружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл.3 СНиП.

Расчетное сопротивление сваи по материалу:

P = ϕ (Rb A + Rs As ) = 1,0 × (9,2 ×1000 × 0,09 + 365 ×1000 × 0,001608) =1414,92 кН > 688,06 кН

где Rпр – призменная прочность бетона на сжатие, Rпр = 0,8 × 11,5 = 9,2 МПа; As – площадь сечения арматуры, As = 16,08 см2; Rs – прочность арматуры класса А400 на сжатие, Rs = 365 МПа.