Проектирование монолитных фундаментов и расчет инженерно-геологических условий

КП Чужинов А.А. фундаменты 2016 v.1.1..docx

TOC o "1-3" h z u 1ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ PAGEREF _Toc455050599 h 3
1Основные параметры здания PAGEREF _Toc455050600 h 3
2Сбор нагрузок на обрез фундамента PAGEREF _Toc455050601 h 4
3Инженерно-геологические условия PAGEREF _Toc455050602 h 4
ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ PAGEREF _Toc455050603 h 7
1Вычисление дополнительных характеристик PAGEREF _Toc455050604 h 7
1.1ИГЭ-8 (суглинок) PAGEREF _Toc455050605 h 8
1.2ИГЭ-18 (песок средней крупности) PAGEREF _Toc455050606 h 8
2Нормативная глубина сезонного промерзания грунта PAGEREF _Toc455050607 h 9
3Построение эпюры расчётных сопротивлений PAGEREF _Toc455050608 h 9
4Выводы PAGEREF _Toc455050609 h 12
РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ PAGEREF _Toc455050610 h 14
1Конструктивные особенности здания PAGEREF _Toc455050611 h 14
2Фундамент на естественном основании PAGEREF _Toc455050612 h 15
2.1Определение глубины заложения фундаментов PAGEREF _Toc455050613 h 15 HYPERLINK l "_Toc455050614"
2.2Конструирование фундамента PAGEREF _Toc455050615 h 17
2.3Определение давления по подошве фундамента PAGEREF _Toc455050616 h 18
2.4.Определение собственного веса фундамента NфII и грунта на его ступенях NгрII PAGEREF _Toc455050617 h 19
2.5. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования. PAGEREF _Toc455050618 h 20
2.6.Расчёт технико-экономических показателей PAGEREF _Toc455050619 h 23
3Расчёт фундамента на забивных железобетонных сваях PAGEREF _Toc455050620 h 24
3.1Определение глубины заложения подошвы ростверка PAGEREF _Toc455050621 h 25
3.2Выбор типа длины и марки сваи PAGEREF _Toc455050622 h 25
3.3Определение расчётного сопротивления сваи PAGEREF _Toc455050623 h 26
3.4Расчёт и конструирование ростверка PAGEREF _Toc455050624 h 28
4.Расчет фундамента на песчаной подушке PAGEREF _Toc455050625 h 33
5. Выводы PAGEREF _Toc455050626 h 38
1.Фундамент №1 PAGEREF _Toc455050627 h 38
1.1.Предварительные расчёты PAGEREF _Toc455050628 h 38
1.2.Расчёт по деформациям PAGEREF _Toc455050629 h 39
2.Фундамент №3 PAGEREF _Toc455050630 h 41
2.1.Предварительные расчёты PAGEREF _Toc455050631 h 41
2.2.Расчёт по деформациям PAGEREF _Toc455050632 h 42
2.3.Конструкция фундамента PAGEREF _Toc455050633 h 43
3.Фундамент №4 PAGEREF _Toc455050634 h 44
3.1.Предварительные расчёты PAGEREF _Toc455050635 h 44
3.2.Расчёт по деформациям PAGEREF _Toc455050636 h 45
Рекомендации по производству работ PAGEREF _Toc455050637 h 46
Литература PAGEREF _Toc455050638 h 48
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Вариант курсового проекта – 7.
Номер схемы сооружения – П.1.7.
Номер инженерно-геологического разреза – 7.
Пролёт 189 b – м. (канал у оси А).
Основные параметры здания
Район строительства – г. Псков.
Функциональное назначение здания – производственное.
Уровень ответственности здания – II (нормальный).
Конструктивная схема здания – одно этажный жб каркас.
Ограждающие конструкции – панели.
Рисунок 1. SEQ Рис.1. * ARABIC 1. Схема здания
Рисунок 1. SEQ Рис.1. * ARABIC 2. Схема расположения несущих конструкций
Сбор нагрузок на обрез фундамента
Нагрузки на обрез фундамента представлены в табл. 1 для различных сочетаний.
Расчётные значения нагрузок на обрез фундамента
Размер несущей конструкции (колонныстены) мм
Инженерно-геологические условия
В пределах пятна застройки пробурены 5 геологических скважин глубиной 130м. Схема расположения скважин и инженерно-геологические разрезы представлены ниже.
Инженерно-геологическим разрезом вскрыты следующие напластования грунтов:
Н – насыпной слой представленный суглинком перелопаченным с гнёздами торфа.
ИГЭ-b1 – ил органический водонасыщенный текучий.
ИГЭ-8 – суглинок пылеватый темно-серого цвета.
ИГЭ-18 – песок средней крупности желтовато-серого цвета.
Рисунок 1. SEQ Рис.1. * ARABIC 3. Схема расположения геологических скважин
Рисунок 1. SEQ Рис.1. * ARABIC 4. Инженерно-геологические разрезы
Расчётные значения физико-механических характеристик грунтов
Планировка территории выполняется срезкой насыпного слоя до абсолютной отметки +11000м в пределах пятна застройки здания что соответствует относительной отметке -0150м.
ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
Вычисление дополнительных характеристик
Дополнительные производные характеристики грунтов получаемые расчётным путём представлены ниже для каждого вскрытого слоя.
– удельный вес скелета грунта кНм3;
– коэффициент пористости д.е.;
– показатель пластичности д.е.;
– показатель текучести д.е.;
– удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды кНм3;
где – удельный вес воды;
– полная влагоёмкость
– степень влажности грунта
– коэффициент относительной сжимаемости грунта кПа–1;
где – коэффициент учитывающий отсутствие бокового расширения грунта;
коэффициент Пуассона принимаемый в соответствии с табл. 3 (табл. 5.10 СП22.13330.2011);
Значения коэффициента Пуассона для различных видов грунтов
Коэффициент Пуассона v
Крупнообломочные грунты
Глины при показателе текучести IL:
Примечание: меньшие значения v применяют при большей плотности грунта
- по ГОСТ 25100-2011 грунт является суглинком;
- по ГОСТ 25100-2011 суглинок находится в тугопластичном состоянии;
ИГЭ-18 (песок средней крупности)
- по ГОСТ 25100-2011 песок плотный;
- по ГОСТ 25100-2011 песок насыщенный водой;
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта
Вычисляют нормативную dfn глубину сезонного промерзания грунта (п. 2.27 СНиП 2.02.01):
где d0 – величина принимаемая равной для суглинков и глин 023 м; для супесей. Песков мелких и пылеватых – 028 м; для песков гравелистых крупных и средней плотности – 030 м; для крупнообломочных грунтов – 034 м. Для грунтов неоднородного сложения значение d0 определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания; Mt – безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур в данном районе принимаемых по СНиП 23.01 «Строительная климатология».
Mt – для г. Псков: - 75 – 75 – 34 – 45 = - 229 = 229
Построение эпюры расчётных сопротивлений
Расчётное сопротивление грунтов определяется в соответствии с п.5.6.7 СП22.13330.2011:
где c1 и c2 – коэффициенты условий работы принимаемые по таблице5.4 СП22.13330.2011;
k – коэффициент принимаемый равным единице если прочностные характеристики грунта (II и cII) определены непосредственными испытаниями и k = 11 если они приняты по таблицам приложения Б СП22.13330.2011;
M Mq Mc – коэффициенты принимаемые по таблице 5.5 СП22.13330.2011;
kz – коэффициент принимаемый равным единице при b 10 м; kz = z0b + 02 при b 10 м (здесь z0 = 8 м);
b – ширина подошвы фундамента м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной hn допускается увеличивать b на 2hn);
II – осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды) кНм3;
– то же для грунтов залегающих выше подошвы фундамента кНм3;
сII – расчётное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10) кПа;
d1 – глубина заложения фундаментов м бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведённая глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала. При плитных фундаментах за d1 принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;
db – глубина подвала расстояние от уровня планировки до пола подвала м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимается равным 2м);
здесь hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала м;
hcf – толщина конструкции пола подвала м;
cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала кНм3;
При бетонной или щебёночной подготовке толщиной hn допускается увеличивать d1 на hn.
Значения табличных коэффициентов для грунтов
Значения глубины d где выполняется определение расчётных сопротивлений грунтов назначается на 03 05м выше и ниже границы слоёв.
Результаты расчётов для наглядного отображения представлены в табличном виде (табл. 5).
Результаты расчёта расчётных сопротивлений грунтов
Рисунок 2. SEQ Рис._2. * ARABIC 1. Эпюра расчётных сопротивлений грунтов основания
На рассматриваемой площадке строительства здания механического цеха в г.Пскове произведены инженерно-геологические изыскания путём бурения пяти скважин глубиной до 112м.
В пределах площадки залегают следующие виды грунтов:
Установившийся уровень грунтовых вод зафиксирован на отметке +9800м. Прогнозируемое поднятие уровня грунтовых вод составляет 10 15м относительно установившегося.
В целом площадка пригодна для строительства. В соответствии с Приложением Б СП 11-105-97 ч. I инженерно-геологические условия площадки относятся к I (простой) категории сложности.
В качестве естественного основания рекомендуется использовать слой суглинка ИГЭ-8 в качестве основания для свайного фундамента – песок плотный ИГЭ-18.
Нормативная глубина промерзания для суглинков составляет 143 см.
РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ
Конструктивные особенности здания
Проектируемое сооружение состоит из двух частей – производственного одноэтажного здания и двухэтажного здания административно-бытового комплекса. За относительную отметку 0000м принята отметка чистого пола сварочного цеха что соответствует абсолютной отметке +11150м.
Планировка территории выполняется срезкой насыпного грунта до относительной отметки -0150м что соответствует абсолютной отметке +11000м. Почвенно-растительный слой подлежит полному удалению с последующей рекультивацией.
Механический цех представляет собой производственное здание с полным железобетонным каркасом. Основными несущими конструкциями здания являются сборные железобетонные колонны и железобетонные фермы.
Вплотную к зданию цеха примыкает погрузочный корпус представляющий собой железобетонный каркас без кровли здание с наружными несущими железобетонными колоннами. В осях «А» «Б» расположен канал глубиной 215м от уровня чистого поля.
В соответствии с таблицей Д.1 СП 22.13330.2011 для всего сооружения принимается предельные значения деформаций:
Максимальная осадка su=10 см;
Относительная разность осадок (ΔsL)u=0002.
При вариантном проектировании фундаментов принимается наиболее нагруженный фундамент №2 (табл.1).
При расчёте фундаментов на прочность значения нагрузок принимаются с осреднённым коэффициентом надёжности по нагрузке f =12.
Рисунок 3.1. Плановая привязка сооружения
Фундамент на естественном основании
Определение глубины заложения фундаментов
В качестве несущего слоя принимается – суглинок подошва фундамента ниже WL.
Глубина заложения фундаментов механического цеха определяется исходя из климатических и инженерно-геологических условий площадки строительства а также в зависимости от конструктивных особенностей здания.
Глубина заложения исходя из климатических условий:
где df – глубина заложения фундамента;
dfn – нормативная глубина промерзания грунтов определяемая по схематической карте промерзания глин и суглинков рис. 3.4[];
kh – коэффициент теплового влияния здания определяемый по табл. 5.2 СП 22.13330.2011.
Для г. Псков нормативное значение глубины промерзания составляет 143м.
Расчетная среднесуточная температура воздуха внутри помещения принимается равной 150 С. Полы в механическом цехе устраиваются по грунту.
В соответствии с таблицей 5.2 kh=06.
Рисунок 3.2. Схема к определению глубины заложения фундаментов
С поверхности залегают насыпные грунты мощностью 26 м следовательно глубина заложения фундаментов назначается на 03 м ниже подошвы насыпного слоя:
Так как к основному зданию механического цеха с каналом по оси А и Б примыкает погрузочный корпус а расстояние между осями колонн цеха и вспомогательном корпусом составляет 25 м то необходимо учитывать наличие канала по оси А. Различная глубина заложения близкостоящих фундаментов может привести к развитию больших неравномерных осадок выпору грунта из-под подошвы вышестоящего фундамента и к полному разрушению здания.
Глубина заложения подошвы фундамента от уровня планировки при учёте канала:
где db – расстояние от уровня планировки до пола подвала;
hcf – толщина плиты пола подвала;
hf – ориентировочная высота фундамента.
Толщина конструкции пола подвала принимается равной 03м высота фундамента – 12м.
Окончательно принимается глубина заложения df=36м с учётом бетонной подготовки из бетона В10 толщиной 100 мм.
К расчету принимаем наибольшее значение глубины заложения равное df=36м.
Конструирование фундамента
Расчётное сопротивление грунтов основания в уровне глубины заложения фундамента:
Требуемая площадь подошвы фундамента:
где NII – продольное усилие в уровне обреза фундамента;
R – расчётное сопротивление грунтов основания;
γm – средневзвешенное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах принимаемое равным 20 кНм3;
df – глубина заложения подошвы фундамента.
Коэффициент соотношения ширины и длины подошвы фундамента принимается равным 12 тогда ширина подошвы фундамента равна:
С учётом рекомендуемого модуля 03м размеры подошвы фундамента принимаются равными 27х33 м.
Фактическая площадь подошвы фундамента:
Расчётное сопротивление грунтов основания:
Давление подошвы фундамента на грунт:
Проверка прочности по грунту:
В таком случае фундамент имеет экономически целесообразное решение т.к. величина р2 отличается от R на величину чуть более 5 10 % (точнее – 85%) в большую сторону.
Определение давления по подошве фундамента
Минимальное давление:
где - момент сопротивления
Максимальное давление:
Сопоставляем с расчетным значением сопротивления грунта:
- условие выполнено.
В соответствии с п. 5.6.27 СП 22.13330.2011 для фундаментов колонн зданий с мостовыми кранами грузоподъёмностью более 75 т соотношение краевых давлений не должно превышать 025.
Сопряжение железобетонной колонны принимается сборным стаканного типа. Обрез фундамента принимается на отметке -0150м. Фундамент проектируется монолитным из бетона класса В20W4F100.
Исходя из конструктивных соображений размер подколонника в мм определяется следующим образом:
С учётом конструктивных требований принимается подколонник размером 1200х1500 мм.
С учётом размеров подошвы фундамента принимается три ступени подошвы толщиной 300 мм. Конструктивные размеры фундаменты представлены на рис. 3.2.
Рисунок 3. SEQ Рис._3. * ARABIC 1. Конструкция фундамента
Определение собственного веса фундамента NфII и грунта на его ступенях NгрII
Собственный вес фундамента можно определить по следующей формуле:
где Vф – объем фундамента м3;
жб – удельный вес железобетона равный 24 кНм3.
(данные из справочника проектировщика)
Вес грунта находящегося на ступенях фундамента:
где Vгр – объем грунта находящегося на ступенях фундамента м3;
II – удельный вес грунта находящегося на ступенях фундамента кНм3
Над первой ступенью:
Удельный вес грунта:
Над второй ступенью:
Над третьей ступенью:
Объем грунта над степенями фундамента:
Вес грунта над степенями фундамента:
Проверка давления на грунт:
PII=314327 33=358 кПаR=2830 кПа
2.5. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.
Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:
где - безразмерный коэффициент равный 08;
n - число слоев на которое разбита сжимаемая толща основания.
Для построения эпюр zg и zp разбивают толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои. При однородном основании высота элементарного слоя hi может быть принята равной 04b а при неоднородном основании принимают hi04b таким образом чтобы одна из точек находилась на границе двух различных по составу грунтов.
Высота элементарного слоя hi=0427=108 м.
Вертикальное напряжение от внешней нагрузки zpi определяется по следующей формуле:
где - коэффициент принимаемый по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01 в зависимости от формы подошвы фундамента соотношения сторон прямоугольного фундамента =lb и относительной глубины =2zb
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта zg на границе слоя расположенного на глубине z от подошвы фундамента определяется по формуле
где i и hi – удельный вес и толщина i-го слоя грунта.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z=Hс там где zp=02zg если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа. Если же E5 МПа то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия zp=01zg.
Для удобства вычисления конечной осадки определяемые величины сведены в таблицу:
Рисунок 3.2. Определение осадок фундамента на естественном основании послойным суммированием
Величины используемые при расчете осадок фундаментов по методу послойного суммирования:
Песок средней плотности 17.33 кНм3
Мощность сжимаемого слоя Нс=56 м. Осадку вычисляем по следующей формуле:
Осадка фундамента 32 см меньше предельно допустимой осадки фундаментов для здания с железобетонным каркасом. .
Расчёт технико-экономических показателей
При расчёте технико-экономических показателей использовались укрупнённые единичные расценки приведённые в табл.3[5] и прил.3[6].
Особенности технического решения фундамента и производства работ:
крепление котлована не требуется принимается уклон откосов 1:1;
водоотлив осуществляется из приямков;
устраивается подстилающий слой из бетона толщиной 100мм.
Таблица SEQ Таблица * ARABIC 1 Объемы работ и конструкций.
Наименование работ и конструкций
Отдельный железобетонный монолитный фундамент под колонну (табл.2.1[3])
Подстилающий слой из бетона толщиной 100мм
Разработка грунта под фундамент
Водоотлив при среднем притоке воды количество мокрого грунта менее 50%
Таблица SEQ Таблица * ARABIC 2. Стоимость работ по устройству отдельного монолитного фундамента под сборную колонну.
Виды работы элемент конструкции
Разработка грунта под фун-даменты промышленных зданий при глубине котлована более 2 м при разработке мокрых грунтов
Подстилающий слой из бетона
Поправка на мокрый грунт (количество менее 50%)
Устройство сборных фундаментов
Расчёт фундамента на забивных железобетонных сваях
Свайные фундаменты рационально применять при большой толще слабых грунтов залегающих сверху для понижения трудоемкости увеличения степени механизации работ нулевого цикла и экономической их целесообразности.
Сваями обычно прорезают слабые пласты грунтов и стремятся передать нагрузку от сооружения на более плотные слои грунта.
По характеру статической работы сваи подразделяют на сваи-стойки и висячие сваи.
К висячим сваям относят сваи всех видов и сваи-оболочки погруженные в сжимаемые грунты. Висячие сваи передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом.
К сжимаемым грунтам относят пески супеси суглинки и глины от текучей до полутвердой консистенции. В зависимости от плотности песчаных и консистенции глинистых грунтов залегающих вокруг сваи значение сопротивления грунтов на их боковой поверхности и под их нижними концами колеблются в широких пределах.
Определение глубины заложения подошвы ростверка
При установлении глубины заложения подошвы ростверка руководствуются теми же соображениями что и при определении глубины заложения подошвы фундаментов возводимых на естественном основании. Ростверк бесподвальных зданий в непучинистых грунтах могут закладываться у поверхности на 01—015 м ниже планировочной отметки в пучинистых же грунтах их подошву необходимо располагать не выше расчетной глубины промерзания грунтов. При наличии подвала фундамент как правило следует располагать ниже пола подвала и глубину заложения его подошвы определять по формуле
где – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала ;
– высота ростверка ;
– толщина конструкции пола подвала ;
Принимаем глубину заложения ростверка 31 м.
Выбор типа длины и марки сваи
Поскольку грунты в которые будет погружаться свая относятся к сжимаемым то по характеру статической работы данную сваю можно отнести к сваям трения.
Заделку сваи в ростверк принимаем равной .
В качестве несущего слоя грунта принимаем слой №2 – песок средней крупности.
Длина сваи определяется: где - мощности прорезаемых слоёв грунта расположенных выше несущего; - величина заделки сваи в несущий слой.
При применении свай длиной 7 и 8 м в результате расчета получается необходимым количество свай > 12 поэтому принимаем длину сваи 9 м.
Руководствуясь табл.9.1[3] принимаем сваю С9-30. Размеры поперечного сечения данной сваи: 300×300 длина: 8м марка бетона: B20 сечение продольной арматуры: 412 класса А-I.
Определение расчётного сопротивления сваи
где - коэффициент условий работы сваи принимаемы при размере поперечного сечения сваи равным 1.0;
- коэффициент продольного изгиба при низком ростверке равен 1.0;
- коэффициент условий работы бетона равный 1.0 для забивных свай;
- расчётное сопротивление сжатию бетона сваи;
- площадь поперечного сечения сваи;
- расчётное сопротивление арматуры сжатию;
- площадь поперечного сечения арматуры.
где - определяется по табл.9.3[3] R=3800кПа; - площадь поперечного сечения сваи; - периметр поперечного сечения сваи; - расчётное сопротивление гранта по боковой поверхности сваи определяется по табл.9.4[3]; интерполируя получаем значения в зависимости от средней глубины расположения слоя:
Таблица SEQ Таблица * ARABIC 3
Средняя глубина расположения слоя(zi) м
Песок средней крупности
- толщина слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью; - коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи – по табл.9.5[3] (принимаем погружение свай дизельными молотами).
Несущая способность сваи определяется:
где - коэффициент надёжности зависящий от способа определения несущей способности сваи (для расчётного метода равен 1.4).
Расчёт и конструирование ростверка
Условное давление под подошвой ростверка:
где d - диаметр или поперечная сторона сваи.
Ориентировочная площадь подошвы ростверка:
где -глубина заложения ростверка;
- средний удельный вес материала ростверка и грунта на его ступенях.
- коэффициент перегрузки.
Приближённый вес ростверка и грунта на его уступах:.
Требуемое число свай:.Следовательно принимаем 5 свай.
Проверка давления на сваю: уточняем вес ростверка:
Уточняем вес грунта на уступах ростверка:
Проверка давления на сваю:
Рисунок 1. Конструкция ростверка
Расчёт осадки свайного фундамента
Средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения грунтов находящихся в пределах длины сваи:
где - расчетное значение углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной .
Проведем наклонные плоскости под углом от точек пересечения наружных граней свай с подошвой ростверка до плоскости АБ проходящей через нижние концы свай.
Размеры подошвы условного фундамента:
где и - размеры в пределах внешних граней крайних свай м;
глубина погружения свай в грунт считая от подошвы ростверка.
Площадь условного фундамента:
Ay=byly=32 32=1024м2
Средняя интенсивность давления по подошве условного фундамента от нагрузок учитываемых при расчете по деформациям:
NrII=γfγжбVpocII=1125418=1150 кН где VpocII=242406+090909=418м3
NсвII=γfγжбVсвII=1125648=1620 кН где VcвII=0303809=648м3
NpII=γfγжбVpII=1125242403=475 кН
NggII=Ayγihi-NсвII-NrII-NpII=57617506+1018+8915+100221-1620-1150-475=2175 кН
R=γc1 γc2kkzMγbyγII+MqdzγII'+MccII
γII'=175 06+10 18+891 50+1002 21 95=99 кНм3
где dp – глубина заложения ростверка
R=125 1 1 1 039 35 201 +257 111 99+515 12=4646 кПа
PpcII=1400+1150+52+1620+475+21751024=1901 кПа
PpcII=1901 кПаR=4646 кПа - условие выполнено
Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.
Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:
где = 08 - безразмерный коэффициент;
В нашем случае высота элементарного слоя hi 04*5 = 20 м.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента zg 0 при планировке срезкой определится по формуле:
zg0=17506+1018+1805+20121=16071кПа
Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента определяют по формуле:
zp0=pII-zg0=1901-1607=294 кПа
Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали проходящей через центр подошвы фундамента определятся по формуле:
где - коэффициент принимаемый по табл. 1 прил. 2 СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента соотношения сторон прямоугольного фундамента = lb и относительной глубины = 2zb.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z = Hс там где zp = 02zg если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа.
Мощность сжимаемого слоя Нс=26 т.к. на его границе выполняется условие .
S= zpi hiEi=08 1255 15+6226 15+2547 15+1321 15+808 1540000=0007м=07см
Осадка фундамента 07см меньше предельно допустимой осадки фундаментов Su=8см производственных зданий с железобетонным каркасом.
Рисунок 2. Схема к определению осадок свайного фундамента
Таблица 5. Объёмы работ и конструкций.
Железобетонные забивные сваи (табл.9.1[3])
Монолитный железобетонный ростверк
Таблица 6. Стоимость работ по устройству отдельного свайного фундамента под сборную колонну.
Устройство ростверка
Расчет фундамента на песчаной подушке
Расчет песчаной подушки сводится к определению ее размеров и осадки возводимого на ней фундамента.
4.1. Подбор материала для песчаной подушки и определение глубины заложения фундамента
Выбирается материал для песчаной подушки (по крупности) и назначается средняя его плотность сложения в теле подушки.
В качестве материала подушки выбран плотный песок средней крупности со следующими характеристиками: =350; II=18.
Определяется глубина заложения подошвы фундамента подобно тому как это делается для фундамента возводимого на естественном основании: при наличии подвала фундамент следует располагать ниже пола подвала и глубину заложения его подошвы определять по формуле
– высота ступеней фундамента ;
Принимаем глубину заложения подошвы фундамента d=33 м.
В соответствии с крупностью выбранного материала для песчаной подушки и назначенной плотностью по табл. 1 прил. 3 [СНиП 2.02.01] устанавливается расчетное сопротивление – R0 для песка.
4.2. Определение площади подошвы фундамента
Предварительное определение площади подошвы фундамента А и его размеров в плане b и l производят по ранее приведенным формулам исходя из расчетного сопротивления Ro установленного по п.3.
где NOII – усилие передаваемое по обрезу фундамента №2 равное 1400кН;
R0 – расчетное сопротивление R0=500кПа;
ср – средний удельный вес фундамента и грунта на его обрезах кНм3 принимаемый равным 20 кНм3.
с =11 коэффициент запаса
Для прямоугольного фундамента:
где А – площадь фундамента м; коэффициент отношения размеров большей стороны l к ширине b .
С учётом модуля 03 м принимаем размеры подошвы фундамента 2.418 м. (ФБ5-2)
4.3. Определение расчетного сопротивления грунта подушки
Для окончательного назначения размеров фундамента расчетное сопротивление грунта подушки R определяют по формуле:
где b и d — соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента м;
k1 — коэффициент принимаемый для оснований сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами кроме пылеватых песков равным 0125 а сложенных пылеватыми песками супесями суглинками и глинами равным 005;
k2 – коэффициент принимаемый для оснований сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами равным 0.25.
4.4. Определение собственного веса фундамента и веса грунта на его ступенях
Сконструировав фундамент находят его собственный вес NфII и вес грунта на его ступенях N грII.
; (данные из Справочника проектировщика)
4.5. Определение давления по подошве фундамента
Определяют среднее давление по подошве фундамента p вертикальное напряжение от собственного веса грунта zgo на уровне подошвы фундамента и дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы фундамента zp0.
= (1400+314)432 = 3967 кН R=555 Па где 432*33*20*11 =314 кН
4.6. Определение толщины песчаной подушки
Задаются толщиной песчаной подушки hп (в первом принижении ее можно принять 10 м) и проверяют условие
Для установления Rz вычисляют площадь условного фундамента
и его ширину by которая зависит от конфигурации фундамента в плане.
Для данных размеров фундамента и толщины подушки коэффициенты и определяются:
Дополнительное вертикальное напряжение на уровне низа подушки:
Rz=γc1 γc2kkzMγbzγII+MqdzγII'+MccII
Rz=12 105 1 103645182+24333136+49917=2815 кПа
Таким образом Rz подстилающего слоя не превышает суммарного напряжения под подушкой.
Вычисляем природное и дополнительные напряжения в основании:
4.7. Определение осадки фундамента
В нашем случае высота элементарного слоя hi 04 24 = 096 м
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы
Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы
Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z = Hс там где zp = 02 zg если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа.
Рисунок 8. Определение осадок фундамента на искусственном основании методом послойного суммирования.
Песок средней крупности 18
Мощность сжимаемого слоя Нс=49 т.к. на его границе выполняется условие .
Осадка фундамента 42см меньше предельно допустимой осадки фундаментов Su=8см производственных зданий с железобетонным каркасом.
4.8. Расчёт технико-экономических показателей
Таблица 14. Объёмы работ и конструкций.
Таблица 15. Стоимость работ по устройству отдельного фундамента на песчаной подушке под сборную колонну.
По результатам проведённых расчётов можно сделать вывод о том что наиболее экономически рациональным в условиях данной строительной площадки будет возведение фундамента на естественном основании. Приблизительная стоимость возведения отдельного фундамента под сборную колонну составит 6078 р. в то время как стоимость возведения этого же фундамента с использованием забивных свай составит около 60882 р. а при устройстве фундамента на искусственном основании (песчаной подушке) – 90447р.
Сравнение вариантов проводилось для фундамента №2 как наиболее нагруженного и типового.
Расчёт фундаментов по основному варианту
Предварительные расчёты
Проводятся аналогично приведённым в пп. REF _Ref101637096 r h 3.2.1 - REF _Ref102393477 r h 3.2.2 и в дальнейшем не комментируются.
Глубина заложения фундаментов механического цеха определяется исходя из климатических и инженерно-геологических условий площадки строительства а также в зависимости от конструктивных особенностей здания. Глубина заложения исходя из климатических условий:
dfn – нормативная глубина промерзания грунтов определяемая по схематической карте промерзания глин и суглинков;
Расчетная среднесуточная температура воздуха внутри помещения принимается равной 150 С. Полы в механическом цехе устраиваются по грунту. В соответствии с таблицей 5.2 kh=06.
С учётом конструктивных размеров фундамента принимаем заложение фундамента на глубине: . Расчётное сопротивление R0=269кПа.
Расчётная комбинация:
Предварительно принимаем размеры подошвы: 3.3х27м. фундамент серии ФБ10-1
Фактическая площадь подошвы фундамента:.
Уточнённое значение расчётного сопротивления грунта основания:.
Расчёт по деформациям
Таблица 16. Расчёт осадки фундамента №1
Мощность сжимаемого слоя Нс=56м. Осадку вычисляем по следующей формуле:
Осадка фундамента 55см меньше предельно допустимой осадки фундаментов для здания с железобетонным каркасом. .
Глубина заложения аналогична глубине заложения фундамента №2 (п.3.1.1.): . Расчётное сопротивление R0=269кПа.
Предварительно принимаем размеры подошвы: 18х18м фундамент серии ФБ2-5.
Таблица 17. Расчёт осадки фундамента №3
Мощность сжимаемого слоя Нс=452м. Осадку вычисляем по следующей формуле:
Конструкция фундамента
Так как расстояние между колоннами по осям Б и В 700мм фундамент под эти колонны объединяем:
Рисунок 9. Фундамент под колонны по осям Б и В.
Глубина заложения аналогична глубине заложения фундамента №1 (п.4.1.1.): . Расчётное сопротивление R0=269кПа.
Предварительно принимаем размеры подошвы: 21х18м фундамент серии ФБ4-1.
Таблица 18. Расчёт осадки фундамента №4
Мощность сжимаемого слоя Нс=518м. Осадку вычисляем по следующей формуле:
Осадка фундамента 54см меньше предельно допустимой осадки фундаментов для здания с железобетонным каркасом. .
Рекомендации по производству работ
Перед началом установки фундамента на естественном основании нужно подготовить территорию.
Земляные работы включают подготовительные вспомогательные и основные работы (процессы). К подготовительным относятся: подготовка территории (валка деревьев корчевка пней уборка камня срезка кустарников снос строений и др.); обеспечение водоотвода и осушение территории; геодезическая разбивка прокладка дорог.
К вспомогательным работам относятся: устройство временных креплений котлованов и траншей водоотлив понижение уровня грунтовых вод искусственное закрепление слабых грунтов.
Основными процессами в комплексе земляных работ являются отрывка котлованов и траншей планировка площадок отсыпка насыпей с уплотнением грунтов транспортирование грунта в отвал подчистка и планировка дна котлованов отделка откосов.
Детальная разбивка котлованов или отрывка грунта под отдельно стоящие фундаменты делается на основании рабочих чертежей подземной части здания после геодезической разбивки и закрепления реперами или рисками на соседних зданиях его основных осей и проектных горизонтов.
Водоотвод поверхностных сточных вод осуществляется во избежание обводнения строительной площадки. Для этого необходимо обеспечить перехват этих вод до поступления их на строительную площадку ускорить сток «своих» вод.
Для этого необходимо устраивать по возможности дренажи. Для ускорения стока «своих» вод площадке при вертикальной планировке придается соответствующий уклон и устраивается сеть открытого или закрытого водостока (зумпфы) стенки которых при необходимости укрепляются деревянным коробом с фильтрующей обсыпкой и производится откачка воды откачивания воды применяются центробежные и самовсасывающие центробежные насосы
Для предотвращения затопления котлованов и траншей являющихся искусственными водосборниками к которым активно начинает притекать вода во время дождей и таяния снега их необходимо защищать водоотводными канавами с нагорной стороны и оградительными обвалованиями а также надлежащей планировкой территории прилегающей к выемке
В открытых выемках необходимо сразу же возводить фундаменты и вслед за этим незамедлительно произвести обратную засыпку пазух фундаментов или траншей с тщательным уплотнением.
Растительный слой необходимо срезать лишь в местах предусмотренных проектом и непосредственно при выполнении планировочных работ так как не защищенный растительным слоем (дерном) грунт усиленно впитывает воду и увлажняется. Излишки грунта следует своевременно вывозить со строительной площадки.
Устройство креплений стенок котлована можно не производить в данном случае можно сделать откос
При рытье котлована используют одноковшовый экскаватор обратной лопатой из-за небольшой глубины копания h=36 м и больших объемах разработки котлована. Разработку котлована ведут лобовой проходкой с применением транспортного средства. Территория разбивается на захватки. На первой захватки после окончания разработки грунта зачищать дно котлована с помощью бульдозера или вручную под отдельно стоящие фундаменты и в последующей работе монтировать фундаменты и одновременно с монтажом отрывать грунт под отдельно стоящие фундаменты на второй захватке. Часть грунта отвозят на автосамосвалах марки. Оставшийся грунт грузится в кавальер для обратной засыпки.
Укладка и уплотнения грунтов выполняют при планировочных работах возведении различных насыпей обратных засыпках и пазухах фундаментов. Для получения наибольшей плотности уложенного грунта наименьшей фильтрационной способности и уменьшения последующей осадки его укладывают и уплотняют с соблюдением определенных технологических требований.
Основным параметром характеризующий процесс уплотнения грунта является принятие трамбовочного оборудования и зависит от рода уплотняемого грунта.
Наиболее трудным является уплотнение грунта при обратной засыпке пазух фундаментов или траншей так как работы ведет в стеснённых условиях. В этом случаях грунт на ширину 08 м от фундамента уплотняют слоями 15 20 см пневматическими и электрическими трамбовками а верхний слой – более производительными малогабаритными катками. Уплотнения грунта производится с помощью трамбовочной машины.
Ласточкин В.С. Механика грунтов. Основания и фундаменты. (II): му по выполнению курсового проекта Л. 1985.
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.
Далматов Б.И. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: учебное пособие М. 1999.
СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции.
Ласточкин В.С. Механика грунтов. Основания и фундаменты. (I): му по выполнению курсового проекта Л. 1985.
Карлов В.Д. Основания и фундаменты: му по изучению дисциплины и выполнению курсового проекта СПб. 2003.

Фундамент Чужинов А.А.dwg

Предварительныеnматериалыnдля согласованияn 30.08.2006 г.
Фундаменты монолитные
50х2700 (индив.исп.)
Продолжение главного коллектора канализацииnсеверной части Санкт-Петербурга. II пусковой комплекс
Схема расположения фундаментов и ундаментных балокnМ 1:200
Суглинок пылеватый с гравием
защитная цементная стяжка
рулонная гидроизоляция
выравнивающая цементная стяжка
конструкция пола подвала
Схема расположения фундаментов иnфундаментных балок
Удельный вес грунта кНм3
Угол внутреннего трения град.
Удельный вес тв.частиц грунта кНм3
Коэффициент фильтрации
Модуль деформации кПа
Удельный вес скелета грунта кНм3
Коэффициент пористости
Влажность грунта Wsat
Показатель текучести
Коэффициент относ.сжимаемости
Фундамент на естественном основании
Фундамент из забивных свай
Фундамент на песчаной подушке
Варианты фундаментов
Физико-механические свойства грунтов
Технико-экономические показатели фундаментов
Фасады и планы фундаментов М 1:50
Устройство гидроизоляцииn
Узлы опирания nфундаментных балок
Курсовой проект по дисциплине "Основания и фундаменты
Конструкции из композитных материалов
Общий вид.nРазрезы планы.
Ведомость расхода стали кг
ГОСТ 27772-88 - Прокат для строительных конструкций. Общие технические условия.nГОСТ 5781-82* - Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.nГОСТ 8509-93 - Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент.
Спецификации и ведомости по арматуре и сталиnдля жб и металлических конструкций
Ж-б_Внутренние стены
Ж-б_Промежуточные стены
Сварку производить электродами Э-42 по ГОСТ 9467-75 в соответствии с СНn 393-78.n2. Защитный слой бетона - 35 мм.
Указания по производству работ
Оборудование_пунктир
Железобетонная рубашка.nАрмирование.
Реконструкция шахты №350Б
Технологическое оснащениеnШахта №350Б
Рамка "ПИБ" для Ленгипроинжпроекта
- - - - - - - - - -n- - - - - - - - - -