- •1. Исходные данные для проектирования:
- •2. Анализ инженерно-геологических условий
- •3. Расчет и проектирование столбчатого фундамента №1.
- •3.1. Выбор глубины заложения подошвы фундамента:
- •3.2. Определение размеров фундамента в плане:
- •Определяем размер фундамента (1)
- •3.3. Расчет деформаций основания фундамента:
- •3.4. Конструирование фундамента:
- •Расчет столбчатого фундамента (2)
- •Определение размеров подошвы фундамента.
- •Конструирование фундамента:
- •4. Расчет и проектирование свайного фундамента.
- •4.1. Выбор глубины заложения подошвы ростверка и размеров свай:
- •4.2. Расчет несущей способности сваи:
- •4.3. Конструирование ростверка свайного фундамента:
- •4.4. Проверка свайного фундамента на действие моментной нагрузки:
- •4.5. Проверка напряжений под подошвой условного фундамента:
- •4.6. Расчет осадки свайного фундамента:
- •Литература
Определяем размер фундамента (1)
Так как фундамент испытывает воздействие нормальной силы и изгибающего момента , он считается внецентренно нагруженным. Следовательно, фундамент проектируется прямоугольным в плане вытянутым в плоскости действия момента, и принимаем соотношение сторон подошвы фундамента -1,3
Определим окончательное расчетное сопротивление несущего слоя грунта с уточненными размерами подошвы фундамента:
R = (1,4*1,2)/1,1* (0.66*1*2.5*18,5+ 3.65*1,8*18,5+6.25*12,5) =351кН
Рср= 273 кН < R=351кН Pmax = 292 кН < 1,2R = 422кН
22.2% 30.85%
Разница Рср и R и Рmax и 1,2R составляют соответственно 22,2% И 30,85% что превышает допустимых 5% - пределы точности инженерных расчетов, поэтому проводя те же расчеты подобрали размер фундамента 2,2 х 2,9(м),
при этом предел точности одного из условий – разница Рср и R составляет 1,22 %<5%
Рср= 341,6 кН < R=345,8кН Pmax = 368,2 кН < 1,2R = 414,9кН
1,22 % 11,3 %
3.3. Расчет деформаций основания фундамента:
Вычисление вероятной осадки производится методом послойного суммирования в следующей последовательности.
Вычисление ординаты эпюр природного давления zg и вспомогательной 0,2zg по формуле zgi=zgi-1 +2ihi,
где hi- толщина i-ого слоя грунта; 2i- удельный вес i-ого слоя грунта.
Точка 0 –на поверхности земли zg=0; 0,2zg=0;
Точка 1 – на уровне подошвы фундамента:
zgо= 1 h1/1=12*1+18,5*1,65=42,5 кПа;
0,2zgо=8,5 кПа;
Точка 2- на на уровне подземных вод::
zg1=zgо + 1h1=39,7+18,5*2.1=81,4 кПа;
0,2zg1=16,3 кПа;
Точка 3 на на границе 2-го и 3-го слоя (с учетом взвешивающего действия воды)
zg2 = zg1 +sb2h2=78,5+10,18*0,3=84,4 кПа;
0,2zg2=16,9 кПа;
Точка 4- на границе 3-го и 4-го слоев(с учетом взвешивающего действия воды)
zg3 = 81,6+10,77*5=138,2 кПа;
0,2zg3=27,6 кПа;
Ниже 4-го слоя залегает полутвердый суглинок, который является водоупором
w=w*( h2-1+ h3 )= 10*(5+0,3) = 53 кПа
Полное вертикальное давление на кровлю глины
1zg3 = 138,2+53 =191,2 кПа;
0,21zg3=38,2 кПа;
Следующую точку возьмем произвольную т.к. мощность четвертого последнего слоя неограничена
zg4 = 191,2+19,2*3=249 кПа;
0,2zg4=49,8 кПа;
По полученным значениям ординат на геологическом разрезе в масштабе строим эпюру природного давления zg и вспомогательной 0,2zg.
Определяем дополнительное вертикальное давление на основание от здания или сооружения по подошве фундамента при bf =2,2→ рср =341,5 :
ро = рср - zgо = 341,5– 42,5 = 299 кПа
Разбиваем толщу грунта под подошвой фундамента на элементарные подслои толщиной i=(0,20,4)bf. Принимаем i=0,4bf=2,2*0,4=0.88 м.
Определяем дополнительные вертикальные нормальные zр напряжения на глубине zi от подошвы фундамента:
zр =i pо,
грунта, зависит от формы подошвы фундамента и соотношений = 2zi / bf и =lf/bf, где zi –глубина i-го элементарного слоя от подошвы фундамента
zi , определяется по таблице.
Принимаем =0,8 * zi и =1,3
По полученным данным строим эпюру дополнительных вертикальных напряжения zр от подошвы фундамента (рисунок прилагается)
Опр. высоту сжимаемой толщи основания Hс, нижняя граница которой ВС принимается на глубине z=Hс, где выполняется условие равенства zр =0,2zg
Определяем величину общей осадки по формуле
где - безразмерный коэффициент, =0,8;
среднее значение дополнительного, вертикального, нормального напряжения от подошвы фундамента в i-ом слое грунта, равное полсуммы напряжений на верхней zi-1 и на нижней zi границах слоев по вертикали, проходящей через центр фундамента;
- толщина i-ого слоя грунта;
Ei –модуль деформации i-ого слоя грунта; n-количество слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
Для удобства расчета осадки все вычисления ведем в табличной форме следующего вида
№ ИГЭ |
Наименование грунта и его состояние |
Мощность слоя, hi,м |
, м |
zi, м |
= 2zi /bf |
i |
кПа |
кПа |
Ei кПа |
ИГЭ-2
|
Супись пластичн. |
2,8 |
0.00 0,88 0,88 0,88 0,2 |
0.00 0,88 1,76 2,64 2,8 |
0.00 0.8 1,6 2,4 2,8 |
1.00 0,836 0,510 0,310 0,200 |
299,1 250,0 152,5 92,7 59,8 |
274,5 201,3 122,6 76,3 |
15 000 |
ВС | |||||||||
ИГЭ-3
|
Песок сред. крупн, сред. плотн, влажный |
5
|
0,88 0,88 0,88 0,88 |
3,68 4,56 5,44 6,32 |
3,6 4,4 5,2 6 |
0,136 0,098 0,087 0,058 |
40,7 29,3 26,0 17,3 |
50,2 35,0 27,7 21,7 |
40 000 |
Hс = 5,75 м
Sобщ=0,88 *274,5 +0,88 *201,3+0,88*122,6+0,16*76,3]+
+ 0.88*50,2+0,88*35,0+0,88*27,7+0,88*21,7] = 0,0311 =3,11 см;
Сравниваем полученное расчетное значение вероятной осадки S со значением предельных деформаций основания Su, принимается в зависимости от конструктивной системы здания или сооружения по прил.
Sобщ= 3,11 см <Su=10 см, условие выполняется.