Промышленное здание в городе Соликамск (стр. 3 из 7)

s_zp= 15,10 кПа. » 0,2×s_zg = 18,06 кПа.,

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=β×h×∑σ_zp,i/E_i=0,8×0,6×[1/12000×(119,88×0,5+115,8+98,78+77,20+

+58,74+44,96×0,5)++1/10000×(44,96×0,5+34,89+27,57×0,5)+ +1/30000×(27,57×0,5+22,18+18,22+15,10×0,5)] =0,022 м. = 2,2 см.

Условие S = 2,2 см. < S_u = 8,0 см. выполняется (значение S_u = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01–83*).

Расчетная схема распределения напряжений в основании фундамента по оси Л-5

Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном основании, в виде песчаной распределительной подушки

Глубина заложения фундамента

Аналогично фундаменту на естественном основании назначаем глубину заложения фундамента d = 1,80 м. Принимаем для устройства подушки песок среднезернистый, плотный, имеющий проектные характеристики:

E = 45 МПа.; е= 0,50; g _II = 20,2 кН. / м³.; g_n,sb = 10,7 кН./м³.

Определение требуемой площади подошвы фундамента

Для определения площади А_тр подошвы фундамента принимаем расчетное сопротивление R₀ = 500 кПа, материала песчаной подушки, среднезернистого песка.

Тогда А_тр = 1583,7/(500–20,0×1,8) = 3,41 м².

Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт

В соответствии с требуемой величиной площади подошвы А_тр = 3,41м². и высотой фундамента Н_ф = 1,8 м., подбираем типовой фундамент серии 1.412–2/77.

Принимаем фундамент ФД 8–2, размеры которого l = 2,7 м., b = 2,4 м., А = 6,48м²., Н_ф = 1,8 м.; объем бетона V_fun = 5,7 м³.

Вычисляем расчетное значение веса фундамента и грунта на его уступах:

G_fun= V_fun×g_b×g_f= 5,7×25×1 = 142,5 кН.;

V_g = l×b×d – V_fun= 2,7×2,4×1,80 – 5,7 = 5,96 м³.;

G_gII= V_g×K_{рз ×}g_II×g_f = 5,96×0,95×18,7×1 = 105,88 кН.

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

N_totII = 1583,7+142,5+105,88 = 1832,08 кН.;

M_totII = 585,1 + 58,3 × 1,8 = 690,0 кН×м.;

Q_{tot II} = Q_{col II} = 58,3кН.

Расчетное сопротивление грунта

Уточняем расчетное сопротивление R песка подушки для принятых размеров фундамента (b = 2,4 м.; l = 2,7 м.; d = 1,80 м.):

R = 500×(1 + 0,125 × (2,4 – 1)/1)×(1,8 + 2)/(2×2) = 558,13 кПа.

Давление на подушку под подошвой фундамента.

Определяем среднее P_{II mt}, максимальное P_{II max} и минимальное P_{II min} давления на распределительную песчаную подушку фундамента:

P_{II max}=N_{tot II} /(l×b)+M_{tot II} /(l² ×b)= 1832,08 /(2,7×2,4)+ 690 ×6/(2,7²×2,4)=

=519,4 кПа.,

P_{II min}=N_{tot II} /(l×b) – M_{tot II} /(l² ×b)= 1832,08 /(2,7×2,4) – 690 ×6/(2,7²×2,4)=

=46,1 кПа.,

P_{II max} = 519,4 кПа. < 1,2×R = 1,2×558,13 = 669,76 кПа.,

P_{II min} = 46,1 кПа. > 0,

P_{II mt} = 1832,08 /(2,7×2,4) = 282,73 кПа. < R = 558,13 кПа.

Все требования по ограничению давлений выполнены.

Определение толщины распределительной подушки

Назначаем в первом приближении толщину песчаной подушки h_п = 0,9 м. Проверяем выполнение условия s_zp + s_zg£ R_z, для этого определяем при z = h_п = 0,9 м.:

а) s_zg = g_II×d_w + g_{sb II}×(d – d_w) + g_{sb н}× z = 18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) +

+ 10,7 × 0,9 = 32,95 кПа.;

б) s_zp = a×(P_{II mt} – s_{zg, 0}) = 0,836 ×(282,73 – 23,32) = 216,87 кПа.,

где s_{zg, 0} = g_II× d_w + g_{sb II}× (d – d_w)=18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) = 23,32 кПа.;

a = 0,836 для

и .

Коэффициент a определен интерполяцией из табл. 1 прил. 2 к СНиП 2.02.0–83*.

в) A_z = N_{tot II} /s_zp = 1832,08 /216,87 = 8,45 м².;

м.; b_z = (8,45+0,15²)^0,5 – 0,15=2,73 м.

R_z=(1,1×1/1)×(0,51×1×2,73×9,3+3,06 (0,7×18,7+1,1×9,3+0,9×10,7)+

+5,66×21)=255,83 кПа.

s_zg + s_zp = 32,95 + 216,87 = 249,82 кПа. < R_z = 255,83 кПа.

Условие проверки выполняется.

Расчет осадки методом послойного суммирования

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента М-5.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*:

s_{zg, 0} = g_II×d_w + g_sbII× (d– d_w)=18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) = 23,32 кПа.

Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:

s_{zp 0} = P₀ = P_{II mt} – s_zg,0 = 282,73 – 23,32 = 259,41 кПа.

Соотношение сторон подошвы фундамента:

.

Значения коэффициента a устанавливаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*.

Для удобства пользования указанной таблицей из условия:

принимаем толщину элемента слоя грунта h_i = 0,2 × b = 0,2 × 2,4 = 0,48 м.

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу.

zi, м.		zi + d, м.	a	szp = a×P0,кПа.	szg = szg,0 ++ gsb,i× ziт,кПа.	0,2×szg,кПа.	Е,КПа.
0,00	0	1,80	1	259,41	23,32	4,66	45000
0,48	0,4	2,28	0,965	250,33	27,78	5,56	45000
0,96	0,8	2,76	0,815	211,42	32,25	6,45	45000
1,44	1,2	3,24	0,629	163,17	36,71	7,34	12000
1,92	1,6	3,72	0,475	123,22	41,18	8,24	12000
2,40	2,0	4,20	0,360	93,39	45,64	9,13	12000
2,88	2,4	4,68	0,278	72,12	50,10	10,02	12000
3,36	2,8	5,16	0,219	56,81	54,57	10,91	12000
3,84	3,2	5,64	0,176	45,66	59,03	11,81	12000
4,32	3,6	6,12	0,144	37,36	63,50	12,70	10000
4,80	4,0	6,60	0,120	31,13	67,96	13,60	10000
5,28	4,4	7,08	0,101	26,20	72,42	14,49	10000
5,76	4,8	7,56	0,085	22,05	76,89	15,38	30000
6,24	5,2	8,04	0,075	19,46	81,35	16,27	30000
6,72	5,6	8,52	0,065	16,86	85,82	17,16	30000
7,20	6,0	9,00	0,057	14,79	90,28	18,06	30000
7,68	6,4	9,48	0,050	12,97	94,74	18,95	30000

Граница распределительной подушки и верхнего слоя суглинка условна смещена до глубины z_i = 0,96 м. от подошвы фундамента (фактическое положение на глубине z = 0,90 м.), граница верхнего и среднего слоев – до глубины zi = 3,84 м. (фактическое положение на глубине z = 3,8 м.), а граница суглинка и глины смещена до глубины zi = 5,23 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,3). На глубине Hc = 6,72 м. от подошвы фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01–83* (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

s_zp= 16,86 кПа. » 0,2×s_zg = 17,16 кПа.,

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=β×h×∑σ_zp,i/E_i=0,8×0,48×[1/45000×(259,41×0,5+250,33+211,42×0,5)+

+1/12000××(211,42×0,5+163,17+123,22+93,39+72,12+56,81+45,66×0,5)+

+1/10000×(45,66×0,5+37,36+31,13+26,20×0,5)+

+1/30000×(26,20×0,5+22,05+19,46+16,86×0,5)]=0,028м.=2,8см.

Условие S =2,8 см. < S_u = 8,0 см. выполняется (значение S_u = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01–83*).

Расчет и проектирование свайного фундамента

Рассмотрим вариант свайного фундамента из забивных свай сечением 300x300 мм., погружаемых дизельным молотом.

Глубина заложения подошвы ростверка

Назначаем глубину заложения подошвы ростверка:

Расчетная глубина промерзания грунта от поверхности планировки DL равна d_f = 1,45 м.

По конструктивным требованиям, также как и для фундамента на естественном основании верх ростверка должен быть на отметке – 0,150, размеры подколонника (стакана) в плане l_cf x b_cf = 2100 x 1200 мм., глубина стакана d_p = 1250 мм. Если принять в первом приближении толщину дна стакана (в последующем она должна быть уточнена проверкой на продавливание колонной) равной h_p =500 мм., то минимальная высота ростверка должна быть:

h_r³ d_p + h_p = 1750 мм. = 1,75 м.

Для дальнейших расчетов принимаем большее из двух значений (1,58 м. и 1,75 м.), т.е. h_r = 1,8 м. (кратно 150 мм.), что соответствует глубине заложения – 1,95 м. (абс. отм. +83,45).

Необходимая длина свай

В качестве несущего слоя висячей сваи принимаем песок мелкий (слой №4), тогда необходимая длина сваи должна быть не менее:

l_св=h₁+h₂+h₃=0,05+5,15+1 = 6,20 м.

Принимаем типовую железобетонную сваю С-7–30 (ГОСТ 19804.1–79*) квадратного сечения 300 х 300 мм., длиной L = 7 м. Класс бетона сваи В20. Арматура из стали класса 4 Æ10АIII, объем бетона 0,64 м³., масса сваи 1,60 т., толщина защитного слоя а_в = 20 мм.