Определение ширины подошвы столбчатого фундамента мелкого заложения на естественном основании для жилого здания с подвалом

4.         Определение ширины подошвы столбчатого фундамента мелкого заложения на естественном основании для жилого здания с подвалом

Для колонны А:

Запроектируем фундамент под колонну 8-и этажного жилого здания с подвалом. Расчетная нагрузка, действующая на колонну . Длина здания , высота. Отметка пола подвала – 2.7м. Глубина заложения подошвы фундамента . Отметка пола 1-го этажа на 80 см выше планировочной отметки.

Материал основания: суглинок текучепластичный

, , ,,

Определяем ориентировочную ширину подошвы ленточного фундамента:

,

где - расчетная нагрузка от массы сооружения на 1 пог.м.

значение расчетного сопротивления грунта песчаной подушки.

осредненный удельный вес стеновых блоков фундамента и грунта.

глубина заложения фундамента.

Полученная щирина подошвы столбчатого фундамента  является предварительной, т.к. ширина определена исходя из табличного значения расчетного сопротивления основания. По этому размеру приняв типовую фундаментную подушку ФЛ 32.12 (2 штуки 3,2*2,4), находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания:

где  - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием, определяемые по таблице 3 СНиПа 2.02.01-83.

 – коэффициент надежности приняый равным 1 т.к. прочностные характеристики грунта  заданны в проекте, по результатам непосредственных испытаний грунтов на строй. площадке.

- коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиПа 2.02.01-83 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения  грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента.

 - коэффициент, при .

 - глубина заложения фундамента от уровня планировки срезкой или подсыпкой.

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента (при наличии подземных вод) определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³.

где , ,  - мощности выше лежащих слоев.

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

, - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.

где  - толщина слоя грунта от отметки подошвы фундамента до отметки низа пола подвала.

 - толщина конструкций пола подвала.

 - расчетное значение удельного веса материала конструкций пола подвала.

 - расстояние от уровня планировки до пола подвала

Т.к полученное расчетное сопротивление основания не существенно отличается от , то дальнейшее уточнение принятой ранее ширины фундамента не производим.

Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента. Общий объем фундамента, грунта на его уступах и пола подвала:

объем самого фундамента

объем грунта на обрезах фундамента

Удельный вес конструктивных элементов фундамента принимаем равным 24 кН/м³

Вес одного фундамента

Удельный вес грунта обратной засыпки принимаем равным 10,63 кН/м³

Проверяем среднее давление, действующее под подошвой фундамента при b=2,4 и заданных нагрузках:

,

Согласно СНиПу 2.02.01-83 п.2.41 среднее давление на основание под подошвой фундамента P не должно превышать расчетного сопротивления основания R более чем на 20%. Определим разницу между R и P:

<20%

Следовательно, ширина подошвы столбчатого фундамента запроектирована достаточно экономично.

Колонна Б:

Запроектируем фундамент под внутреннюю колонну 8-и этажного жилого здания с подвалом. Расчетная нагрузка, действующая на колонну . Длина здания , высота. Отметка пола подвала – 2.7м. Глубина заложения подошвы фундамента . Отметка пола 1-го этажа на 80 см выше планировочной отметки.

Материал основания: суглинок текучепластичный

, , ,, .

Определяем ориентировочную ширину подошвы ленточного фундамента:

,

где - расчетная нагрузка от массы сооружения на 1 пог.м.

значение расчетного сопротивления грунта песчаной подушки.

осредненный удельный вес стеновых блоков фундамента и грунта.

глубина заложения фундамента.

Полученная щирина подошвы столбчатого фундамента  является предварительной, т.к. ширина определена исходя из табличного значения расчетного сопротивления основания. По этому размеру приняв типовую фундаментную подушку ФП 2,4*5,6 и одну подушку ФЛ 28.8, находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания:

где  - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием, определяемые по таблице 3 СНиПа 2.02.01-83.

 – коэффициент надежности приняый равным 1 т.к. прочностные характеристики грунта  заданны в проекте, по результатам непосредственных испытаний грунтов на строй. площадке.

- коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиПа 2.02.01-83 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения  грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента.

 - коэффициент, при .

 - глубина заложения фундамента от уровня планировки срезкой или подсыпкой.

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента (при наличии подземных вод ) определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³.

где , ,  - мощности выше лежащих слоев.

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

- приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.

где  - толщина слоя грунта от отметки подошвы фундамента до отметки низа пола подвала.

 - толщина конструкций пола подвала.

 - расчетное значение удельного веса материала конструкций пола подвала.

 - расстояние от уровня планировки до пола подвала

Т.к полученное расчетное сопротивление основания не существенно отличается от , то дальнейшее уточнение принятой ранее ширины фундамента не производим.

Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента. Общий объем фундамента, грунта на его уступах и пола подвала:

объем самого фундамента

объем грунта на обрезах фундамента

Удельный вес конструктивных элементов фундамента принимаем равным 24 кН/м³

Вес одного фундамента

Удельный вес грунта обратной засыпки принимаем равным 10,63 кН/м³

Проверяем среднее давление, действующее под подошвой фундамента при  и заданных нагрузках:

,

Согласно СНиПу 2.02.01-83 п.2.41 среднее давление на основание под подошвой фундамента P не должно превышать расчетного сопротивления основания R более чем на 20%.

Определим разницу между R и P:

<20%

Следовательно, ширина подошвы столбчатого фундамента запроектирована достаточно экономично.

5. Определение модуля общей деформации E_oпо результатам компрессионных и штамповых испытаний

Модули деформации E₀ определяются для всех слоев в грунте, входящих в сжимаемую толщу H_c . Материалом для определения модулей являются результаты лабораторных либо полевых испытаний каждого слоя, которые приводятся в задании.

По данным строятся графики зависимости:

1)         Коэффициента пористости от давления – компрессионная кривая.

2)         Осадки от давления – график испытаний пробной статической нагрузкой

Кроме данных об испытаниях грунтов необходима графическая схема с напластованием грунтов и эпюрами

.

Компрессионные свойства грунтов:

Скважина 1

Глубина

Размер штампа d=27.7

P, кПа	S
0	0
50	0,87
100	1,75
150	2,62
200	3,50
250	5,02
300	8,41
350	14,20

По результатам штамповых испытаний строим график зависимости осадки от давления под штампом.

Для слоя V :

Значения  в соответствии с графиком равны:

Таким образом,

Скважина 1

Глубина

Размер штампа d=27.7

P, кПа	S
0,0	0,00
50	0,51
100	1,00
150	1,53
200	2,02
250	2,51
300	3,06
350	3,62
400	4,40

По результатам штамповых испытаний строим график зависимости

осадки от давления под штампом

Для слоя IV

Значения  в соответствии с графиком равны:

Таким образом,

Скважина 2

Глубина ;

P, кПа	e
0,0	0,696
50	0,690
100	0,686
200	0,681
400	0,676

На рисунке показаны результаты компрессионных испытаний грунта V слоя – глины полутвердой.

Природное напряжение в середине сжимаемой части V слоя, согласно рис равно:

Напряжение  в соответствии с рис равно:

На кривой =241,75 соответствует=0,679, и =290,1 соответствует =0,678

Коэффициент сжимаемости грунта в интервале изменения действующих напряжений равен:

Коэффициент относительной сжимаемости (относительной деформации, приходящейся на единицу напряжения )

Модуль линейной деформации E₀ определяется по формуле: