5. Технико–экономическое сравнение вариантов фундаментов

В данном курсовом проекте рассматриваются два варианта фундаментов: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент. В применении к заданным геологическим условиям в качестве проектного выбран фундамент мелкого заложения. Это связано с тем, что проектирование фундамента мелкого заложения является экономически и технологически выгодным ,т.к. при возведении свайного фундамента материалоёмкость больше и необходимо задействовать большее количество технических средств.

6. Расчет оснований по деформациям.

Задача расчета по деформациям состоит в том, чтобы не допустить такие деформации основания, при которых нарушается нормальная эксплуатация надземных конструкций. Основное условие расчета определяется выражением:

S£S_u , (31)

где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_u – предельное допустимое значение деформации основания.

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

, (32)

где b=0,8 – безразмерный коэффициент;

s_{zp, i} – среднее напряжение в i-ом слое;

h_i – толщина i-го слоя;

E_i – модуль деформации i-го слоя грунта.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине Z=H_c от подошвы фундамента, где выполняется условие

s_zp=0,2s_zq (33)

Вертикальные природные напряжения s_zq на некоторой глубине Z от поверхности грунта определяют по формуле

, (34)

где g_i – удельный вес грунта i-го слоя;

h_i – толщина i-го грунта;

n – число слоев грунта в пределах глубины Z. Удельный вес грунтов залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды, т.е.

Дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки определяют по формуле

s_zp=a×P₀ , (35)

где Р₀=Р_ср-s_zg,0 – дополнительное вертикальное давление на основание;

Р_ср – среднее давление под подошвой фундамента;

s_zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

a - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительных напряжений по глубине.

6.1 Проверка подстилающего слоя

Проверим глину тугопластичную на прочность по условию:

_Zp+_ZqR_z. (36)

Находим вертикальное напряжение на уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта (см. пункт 6.2):

На подошве фундамента от собственного веса грунта:

_Zq0=74,58 кПа;

На подошве глины Z=3,95 м:

_Zq2=110,75 кПа;

Дополнительное давление под подошвой фундамента:

P₀=149,7кПа.

Дополнительное вертикальное напряжение, действующее на кровлю грунта от нагрузки на фундамент на глубине Z=3,85м. Для определения  найдем =3,85 и, тогда=0,319, откуда

_Zp=P₀=0,319∙149,7 =47,76 кПа. (37)

Определяем расчетное сопротивление песка среднего средней плотности на глубине 1,3м от подошвы фундамента по формуле (10). Для этого по значению φ_n=16,6⁰ (см. таблицу 3.3[1]) находим M_=0,38, M_q=2,52, M_c=5,09 , C_n=42,4кПа, для песка среднего средней плотности, _C1=1,2 и при L/H=48/10,8=4,4, _C2=1. Находим ширину условного квадратного фундамента по формуле:

(38)

Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле (30):

Условие (36) выполняется: _Zp+_Zq = 47,76+110,75 =158,51 кПа < R_Z=361,11 кПа, следовательно, размеры фундамента подобраны верно.