Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
pdf

Студенческий документ № 046107 из МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра механики грунтов, оснований и фундаментов

Москва

Методические указания подготовлены под общей редакцией зав. каф. МГрОиФ МГСУ

проф., д.т.н. З. Г.Тер-Мартиросяна

Оглавление

I. Задание на проектирование. Изучение, обработка и анализ исходной информации,

содержащейся в задании .................................................................................................................... 4

I.1. Конструкция сооружения, фундаменты, нагрузки ............................................................ 4

Пример 1. Определение расчетных нагрузок на фундаменты ........................................... 7 I.2. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки застройки и их оценка ................................................................................................................................................ 8

Пример 2. Определение классификационных признаков грунтов площадки

строительства и их расчетных сопротивлений R0 ........................................................... 13 II. Привязка сооружения к инженерно-геологическому разрезу .......................................... 15 III. Проектирование сборных фундаментов мелкого заложения, возводимых в

открытых котлованах ...................................................................................................................... 17 III.1. Определение глубины заложения фундамента ............................................................. 17

III.2. Определение размеров подошвы фундамента ............................................................... 22 Пример 3. Ленточный фундамент наружной стены здания с подвалом ....................... 24

Пример 4. Ленточный фундамент внутренней стены здания с подвалом ..................... 32

Пример 5. Отдельный фундамент наружной стены здания с подвалом ........................ 37

Пример 6. Отдельный фундамент для внутренней стены здания с подвалом .............. 41 Пример 7. Отдельный центрально нагруженный фундамент под две близко

расположенные колонны для здания с подвалом ................................................................. 45

Пример 8. Отдельный фундамент мелкого заложения при наличии в основании

слабого подстилающего слоя ................................................................................................... 50

Пример 9. Отдельный фундамент мелкого заложения на песчаной подушке ............... 55

IV. Расчет оснований по второму предельному состоянию - по деформациям .............. 61 Пример 10. Определение конечной (стабилизированной) осадки фундамента мелкого

заложения методом послойного суммирования .................................................................. 61 Компрессионные испытания ......................................................................................................... 65

Штамповые испытания ................................................................................................................. 66

Приложение ........................................................................................................................................ 68

Таблица 1. Разновидности крупнообломочных и песчаных грунтов ......................................... 68 по гранулометрическому составу ................................................................................................. 68 Таблица 2. Разновидности песчаных грунтов по плотности сложения .................................. 68

Таблица 3.Разновидности песчаных грунтов по степени водонасыщения Sr .......................... 68

Таблица 4. Расчетные сопротивления Rо песчаных грунтов .................................................... 68

Таблица 5. Разновидности глинистых грунтов по числу пластичности IP .............................. 69

Таблица 6. Разновидности глинистых грунтов по показателю текучести IL ......................... 69

Таблица 7. Расчетные сопротивления R0 глинистых грунтов................................................... 69

Таблица 8. Значения коэффициентов М?, Мq, Mс ......................................................................... 70

Таблица 9. Глубина заложения фундамента d в зависимости от расчетной глубины

промерзания df ................................................................................................................................. 70

Таблица 10. Значения коэффициентов ?с1 и ?с2 в формуле расчетного сопротивления R ...... 71

Таблица 11. Значения коэффициента ? ........................................................................................ 72

Таблица 12. Предельные деформации основания ......................................................................... 73

Список литературы .......................................................................................................................... 74

В методических указаниях даются рекомендации по анализу конструкции сооружения и его фундаментов (ленточные, отдельные), инженерногеологических условий площадки строительства и привязке сооружения к инженерно-геологическому разрезу. Приводятся многочисленные примеры проектирования сборных фундаментов мелкого заложения для гражданских зданий, а также примеры расчета стабилизированных осадок методами послойного суммирования. По каждому конкретному вопросу проектирования приводятся постраничные ссылки на литературу. В приложении к указаниям, ссылки на которые напечатаны курсивом, даются необходимые для проектирования табличные данные.

Указания предназначены для использования студентами дневной, вечерней и заочной форм обучения при работе над курсовым проектом. Они могут быть полезны и в работе над дипломным проектом.

I. Задание на проектирование. Изучение, обработка и анализ исходной информации, содержащейся в задании

Для выполнения курсового проекта по основаниям и фундаментам используется необходимая исходная информация о сооружении и основании. Такая информация предоставляется в задании на курсовой проект. Она должна быть изучена, обработана и проанализирована.

Задание состоит из двух частей. В одной, конструктивной его части, представлены сведения о сооружении, в другой - об инженерно-геологических условиях площадки строительства.

I.1. Конструкция сооружения, фундаменты, нагрузки

Конструктивная часть (рис 1.1) содержит: план на отметке пола первого этажа, который принимается как типовой, сведения о количестве этажей, нормативных нагрузках на несущие конструкции (стены и колонны), относительных отметках пола 1ого этажа, подвала, поверхности планировки, толщине и материале стен, расположении ригелей, если они имеются.

При ознакомлении с конструктивной частью задания необходимо установить:

-функциональное назначение здания (жилое, административное, промышленное), размеры в плане, высоту, наличие и глубину расположения подземных помещений, конструктивный тип (кирпичное, блочное, панельное, бескаркасное, полукаркасное, каркасное);

-объемно-планировочное решение (секции, квартиры, несущие и самонесущие стены);

-схему передачи нагрузок от несущих конструкций на фундаменты и нормативные величины этих нагрузок (последние даются в задании);

-типы фундаментов (ленточные - под стены, отдельные - под колонны), характер передаваемой на них нагрузки (центральная, внецентренная);

-ориентировочную глубину заложения фундаментов по заглублению пола подвала от планировочной отметки.

Сведения, полученные и усвоенные в результате ознакомления с данными о сооружении, должны создать ясные представления о нем, о его конструктивной схеме и дать возможность составить предварительное суждение об особенностях его взаимодействия с основанием.

Нагрузки и воздействия классифицируются и определяются в соответствии со СНиП 2.01.07-85 [11]. Согласно им они подразделяются на постоянные (собственный вес конструкций, давление грунта и т.п.) и временные. Последние в свою очередь могут быть длительными (вес оборудования, складируемых материалов и т.п.), кратковременными (крановые, от транспортных средств, людей, снега и т.п.) и особыми (сейсмические, аварийные и т.п.).

Нагрузки рассчитываются при разных сочетаниях: основном, когда учитываются постоянные, а также временные длительные и кратковременные; особом, состоящем из постоянных, временных длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок и воздействий.

В задании на курсовой проект нормативные нагрузки даются для основного сочетания.

Проектирование фундаментов и расчет оснований производится по р а с ч е т н ы м н а г р у з к а м . Согласно п. 1.3. СНиП 2.01.07.-85 "Нагрузки и воздействия" [11] расчетное значение нагрузки следует определять как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке ?f, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию. Даются подробные указания о том, какие значения ?f следует принимать при расчете по прочности и устойчивости в зависимости от расчетных случаев (основной, особый), вида нагрузки (постоянная, временная), происхождения нагрузки (от веса строительных конструкций, от пригрузки грунтом - постоянные, от оборудования, людей, животных, складируемых материалов, снега - временные). Учитывается целый ряд и других факторов. С учетом сказанного значения ?f могут изменяться от 1,0 до 1,4.

В курсовом проекте при вычислении расчетной нагрузки NI для расчетов основания по первому предельному состоянию (по прочности и устойчивости) принимается обобщенное значение ?f =1,2, при вычислении NII для расчетов основания по второму предельному состоянию (по деформациям) - ?f =1, то есть:

NI=1,2(NП+NВ),

(I.1) NII=1,0(NП+NВ) ,

где NП и NВ - нормативные нагрузки постоянные и временные соответственно. Они даются в задании на курсовой проект.

В выдаваемых заданиях на проектирование все здания имеют подвал. Поэтому приводимые в них нормативные нагрузки включают постоянную и временную нагрузки и от пола подвала.

Но в некоторых заданиях нормативные нагрузки от сооружения и от пола подвала даются отдельно. В таком случае расчетные нагрузки вычисляются по формулам.

NI =1,2?[(NП +NПП)+(NВ +NВП)],

(I.1)? NII =1?[( NП + NПП ) + ( NВ +NВП )],

где NП и NПП - соответственно постоянная нагрузка от сооружения и

дополнительная постоянная нагрузка, указанная в задании от пола подвала.

NВ и NВП - соответственно нормативные временная нагрузка от сооружения и дополнительная временная нагрузка, указанная в задании от надподвального перекрытия и пола подвала.

Нагрузка на основание включает нагрузки не только от сооружения и полезной нагрузки в нем N, но и от собственного веса фундамента Q и грунтовой пригрузки на его поверхности G, то есть Nполн=N+Q+G. В зависимости от рассматриваемого в расчете предельного состояния нагрузки N, Q,и G умножаются на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке ?f =1 или ?f =1,2.

В некоторых примерах пособия встречаются случаи, когда известна расчетная нагрузка NII ,но неизвестна NI. Тогда NI = 1,2 NII (пример 11) . Если известна NI, то NII = NI 1,2 (пример 10, п.7).

Нормативные нагрузки от самонесущих стен в заданиях не приводятся. Они определяются по геометрическим размерам этих стен и удельному весу материала, из которого они сделаны с добавлением примерно 30% от расчетной нагрузки на наиболее нагруженную соседнюю стену.

Пример 1. Определение расчетных нагрузок на фундаменты

Расчетная нагрузка на ленточный фундамент (наружная стена, ось...)

На наружную стену здания с подвалом (ось ...) действуют нормативные нагрузки в основном сочетании, приложенные на отметке верхнего обреза фундамента:

-постоянная Nп=341 кН/пог.м;

-временная Nв=21 кН/пог.м.

К ним прибавляются отдельно указанные в задании нагрузки: постоянная Nпп и временная Nвп от надподвального перекрытия и пола подвала. -постоянная Nпп=14 кН/пог.м;

-временная Nвп=2 кН/пог.м.

Вычисляем расчетные нагрузки.

Для расчетов по первой группе предельных состояний: NI =1,2[(341+14) (+ 21+ 2)] = 453,6 кН/пог.м.

Для расчетов по второй группе предельных состояний:

N =1 (341+14) (+ 21+ 2)= 378 кН/пог.м.

II

Расчетная нагрузка на отдельный фундамент под колонну (внутренняя стена, ось ...)

Внутренние стены здания с подвалом опираются через ригели на ряд колонн.

Нормативные нагрузки на колонну, приложенные на отметке низа пола первого этажа следующие: -постоянная Nп=921 кН;

-временная Nв=145 кН.

К этим нагрузкам добавляются отдельно указанные в задании нагрузки:

постоянная Nпп и временная Nвп. -постоянная Nпп=65 кН;

-временная Nвп=6 кН.

Расчетные нагрузки:

для расчетов по первой группе предельных состояний: NI =1,2[(921+ 65) (+ 145+ 6)] =1364 кН.

для расчетов по второй группе предельных состояний: NII =1 [(921+ 65) (+ 145 + 6)]=1137 кН.

I.2. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки застройки и их оценка

Инженерно-геологическая часть задания содержит:

1) Информацию о разведочных скважинах и шурфах. Указаны их номера, расположение на продольной центральной оси здания. Приведены расстояния между ними. В таблицах даются по каждой скважине отметки устья, отметки подошвы слоев грунта и уровня подземных вод, полученные при изучении отбираемых при бурении образцов.

2) Таблицу результатов лабораторных определений физико-

механических свойств отобранных образцов (табл.4). В ней приведен гранулометрический состав грунтов, указаны значения плотности грунта ?, плотности частиц ?s, природной весовой влажности w, влажностей на границе текучести wL и раскатывания wР, угла внутреннего трения ?, удельного сцепления с, коэффициента фильтрации Кф.

3) Информацию об исследовании деформационных свойств грунтов в виде результатов лабораторных компрессионных (табл. p?e) и полевых штамповых испытаний (табл. p?s).

По данным о скважинах и результатах их бурении строится геометрия инженерно-геологического разреза, а затем по итогам лабораторных анализов грунтов определяются в соответствии с ГОСТ 25100-95 [12] классификационные признаки каждого грунтового слоя и расчетные сопротивления R0 (рис. 1.1). Так как в таблицах задания, где приведены результаты лабораторных определений, указано из какой скважины или шурфа и с какой глубины отобраны исследованные образцы, это позволяет определить к какому слою грунта они относятся. Разнообразные особенности грунтов отмечаются на разрезе в соответствии с условными обозначениями, принятыми в инженерногеологической документации (Приложение табл. 17). По результатам компрессионных и штамповых испытаний определяются при расчете осадки модули деформации грунтов E0, о чем подробно будет рассмотрено в разделеV,примеры 13 и 14.

ГОСТ 25100-95 включает шесть таксономических единиц, выделяемых по группам признаков: класс, группа, подгруппа, тип, вид, разновидность. Все грунты, данные о которых приводятся в заданиях на курсовой проект, имеют одни и те же класс (природные дисперсные грунты), группу (связные или несвязные), подгруппу (осадочные), тип (минеральные). Они различаются только по виду - песчаные или глинистые и по разновидностям.

В и д определяется по числу пластичности IP=wL-wP (IP, wL и wP могут выражаться либо в долях единицы, либо в % )Если Ip оказывается меньше 0,01 в долях единицы (или 1%) - грунт следует считать песчаным, если больше - глинистым. Когда в задании отсутствуют значения характеристик пластичностивлажности на границе текучести wL и влажности на границе раскатывания wp (они не могут быть определены для песчаного грунта, так как он не является пластичным), то Ip следует принимать равным нулю и считать грунт песчаным.

Р а з н о в и д н о с т и для песчаных грунтов выделяются по гранулометрическому составу1 - гравелистый, крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый (Приложение, табл.1); по плотности сложения, определяемой через коэффициент пористости е - плотный, средней плотности, рыхлый (Приложение, табл. 2); по коэффициенту (или степени) водонасыщения sr- маловлажный, влажный, насыщенный водой (Приложение, табл. 3).

Р а з н о в и д н о с т и для глинистых грунтов, определяющие их названия, выделяются по численному значению числа пластичности Ip - супесь, суглинок, глина (Приложение, табл.5); определяющие консистенцию - по w?wp

показателю текучести IL = : супесь - твердая, пластичная, текучая; wL ?wp

суглинок и глина - твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные, текучие (Приложение, табл.6).

По классификационным признакам грунтов находят их расчетные сопротивления R0 (кПа) по СНиП 2.02.01-83* таблицы 2 и 3 приложения 3, а в таблицах 1 , 2 , 3 приложения 1 - нормативные значения модуля общей деформации Е (кПа) и прочностных характеристик ? - угла внутреннего трения и с - удельного сцепления (кПа).

В курсовом проекте классификация используется для относительной качественной оценки грунтов основания, (крупный лучше мелкого; глина твердая лучше мягко-пластичной или текучей) и в какой последовательности они залегают, и для определения расчетного сопротивления R0. Численные значения R0 вносят в качественную оценку также количественный фактор (насколько лучше или хуже), что повышает ее значимость (см. рис.1.1). Прочностные характеристики ? и с приводятся в задании на проектирование. Там же дается информация, достаточная для определения модуля деформации Е. Поэтому определять ?, с и Е через классификационные признаки по таблицам СНиП

2.02.01-83* в данном случае нет необходимости.

Результаты обработки всей инженерно-геологической информации и ее анализ позволяют дать общую предварительную оценку основания.

Для варианта фундаментов мелкого заложения необходимо показать будет ли основание естественным и какой слой возможно использовать в качестве рабочего слоя, пригодного для опирания на него подошвы фундамента данного сооружения.

Если на предполагаемой глубине заложения фундаментов залегает слой грунта с расчетным сопротивлением R0 не менее 150...200 кПа мощностью 1,0...1,5 м и более его можно рассматривать потенциально пригодным для опирания фундаментов здания. Ориентировочное суждение о его пригодности в качестве рабочего слоя получают прикидочным расчетом необходимой площади подошвы фундамента А, при которой среднее давление под ним рII от нагрузок NII, вычисленное для расчетов по второму предельному состоянию, не будет превышать расчетное сопротивление R0 грунта этого слоя, то есть будет выполняться условие:

рII? R02 (I.2)

Среднее давление по подошве фундамента рII , определяется по формуле:

NII +QII +GII рII = (I.3)

A где NII - расчетная вертикальная нагрузка для расчетов по второму предельному состоянию от сооружения, собранная до уровня верхнего обреза фундамента (низа пола 1ого этажа);

QII и GII - расчетные значения веса фундамента и грунтовой пригрузки на нем соответственно, принимаемые равными их нормативным значениям (?f=1); А - площадь подошвы фундамента.

Так как фундамент еще не запроектирован, то сумма его собственного веса

QII и веса грунтовой пригрузки на нем GII может учитываться приближенно: QII

+ GII =A? d? ?ср (d - предполагаемая глубина заложения фундамента, ?ср - осредненное значение удельного веса материалов фундамента и грунтовой пригрузки, принимаемое ?ср=20 кН/м3).

С учетом принятого приближения формула (I.3) запишется в виде:

NII рII = +?срd (I.4)

A Из формулы (I.4) при известном R0 рабочего слоя можно определить требуемое значение площади подошвы фундамента А, при которой будет иметь

место равенство: pII=R0. В этом случае предлагаемое ориентировочное значение требуемой площади подошвы будет минимальным и, следовательно, конструкция фундамента окажется наиболее экономичной.

Площадь подошвы ленточного фундамента А=b·1пог.м, так как нагрузка на него собирается с 1 погонного метра длины стены. Поэтому ширина ленточного фундамента b численно равна площади А. У отдельного квадратного фундамента А=b2, откуда b = A. С учетом этого, для предварительного определения необходимой (требуемой) ширины b ленточного фундамента, используется формула (I.5), отдельного - формула (I.5`):

NII b = (I.5) NII

R0 ??cp ?d b = (I.5)'

R0 ??cp ?d

Требуемая ширина b подошвы фундамента не должна превышать стандартной ширины по [17] ("Каталог конструктивных элементов фундаментов гражданских и административных зданий"): для ленточных фундаментов максимальная ширина b=3,2 м, для отдельных квадратных b=2,1 м.

Следует отметить, что требуемую опорную площадь для отдельных фундаментов можно увеличить против максимальной стандартной 2,1?2,1 м на 30...60%. Для этого вместо одноблочных фундаментов используются составные - из опорной плиты и монтируемого на её поверхности подколонника (см. рис. III.1. А.в. Примеры 6, 7, рис. 6.2 и 7.2).

Если требуемые размеры фундамента окажутся больше максимальных стандартных или несколько увеличенных вышеуказанным способом для отдельных фундаментов, то слой грунта с расчетным сопротивлением R0, которое использовалось при вычислении ширины b в формулах (I.5) или (I.5`) следует признать непригодным в естественном состоянии для опирания на него данного здания через типовые сборные фундаменты мелкого заложения. Также непригодными будут слабые грунты с ненормируемым R0 - рыхлые пески, глинистые грунты текучей консистенции, торфы, заторфованные, неслежавшиеся насыпные грунты. В этом случае при оценке инженерногеологических условий основания для возведения на нем фундамента мелкого заложения следует указать на необходимость искусственного улучшения основания различными пригодными для данных условий методами ([1], глава 12) или замены верхней части, либо всей толщи слабого грунта, например, путем устройства песчаной подушки (Пример 9).

Необходимо еще раз отметить, что расчет требуемых размеров площади подошвы по формулам I.5 и I.5' является приближенным. Он является приближенным еще и потому, что требуемая площадь подошвы для сооружений I и II уровней ответственности должны подбираться по условию pII=R (см. сноску на предыдущей стр.), но формулы I.5 и I.5' получены исходя из условия pII=R0, хотя разница между табличным значением R0 и значением R , вычисленным по формуле (7) [6] может быть существенной. Поэтому достаточно уверенно можно считать рассматриваемый слой рабочим слоем в том случае, когда требуемая площадь окажется меньше стандартной. Окончательное суждение о пригодности грунтового слоя для опирания на него данного здания через типовые сборные фундаменты каталога [17] делается в дальнейшем методом последовательных приближений с использованием расчетного сопротивления R (см. примеры 3...7).

Когда слой, расположенный на предполагаемой глубине заложения фундамента можно использовать в качестве рабочего, необходимо обратить внимание на величину расчетного сопротивления грунта подстилающего слоя. Если табличное расчетное сопротивление R0 слоя, залегающего непосредственно под рабочим слоем, будет меньше, чем у грунта рабочего слоя (рис. I.1), то такой слой называют слабым подстилающим слоем. В этом случае потребуется проверка допустимости передающегося на него суммарного давления от вышележащего грунта и от сооружения. Чем больше будет расстояние от подошвы фундамента до кровли слабого подстилающего слоя, тем больше вероятность того, что условие проверки удовлетворится (Пример 8).

Для варианта свайного фундамента необходимо констатировать наличие в разрезе, на приемлемой для устройства свайного фундамента глубине, слоев грунта, пригодных для обеспечения достаточной несущей способности свай за счет сопротивления грунта по ее боковой поверхности и под нижним концом.

Изложенное выше дает представление о том, на что необходимо обратить внимание при оценке инженерно-геологических условий основания фундаментов одного и другого вариантов3. Оценка должна быть краткой и конкретной. В ней нужно указать:

? есть ли на предлагаемой глубине заложения фундаментов слой грунта, который можно в естественном состоянии использовать в качестве рабочего слоя, пригодного для опирания фундаментов мелкого заложения данного сооружения или такого слоя нет, но есть слабый грунт с ненормируемым расчетным сопротивлением R0, который подлежит искусственному улучшению или замене песчаной подушкой;

? залегают ли под рабочим слоем слабые подстилающие грунты и возможно ли заложить подошву фундамента мелкого заложения на такой отметке, чтобы расстояние от нее до кровли слабого подстилающего слоя (минимум 0,7...1,0 м) могло удовлетворить проверку допустимости давления на слабый слой;

? имеются ли на площадке застройки на необходимой глубине грунты, пригодные для обеспечения высокой несущей способности свай. Для обоих вариантов важно знать гидрогеологию площадки:

на какой отметке залегают грунтовые воды, возможно ли подтопление подвального помещения, какой тип гидроизоляции (безнапорная, напорная) потребуется для защиты от них подземной части здания, какой тип водоотлива (глубинный или поверхностный) следует использовать для осушения котлована на время выполнения работ нулевого цикла.

NN

сло- ев гру нта N сква- жин ы

(шур - фа) Глу- бина от

повер - хно- сти, м Гранулометрический состав, % (диаметр частиц в мм) Плот- ность час- тиц ?s кН/м3 Плот- ность гру- нта ? кН/м3 Природная

влаж- ность

W, % Влажность на границе >2,0 2,0- 0,5 0,5-

0,25 0,25- 0,10 0,10- 0,05 0,05- 0,01 0,01-

0,005 1% Разновидности:

? по числу пластичности Ip=wL-wp=48-30,5=17,5 - глина (Приложение, табл. 5);

? по показателю текучести I L = w?wp = 33,7 ?30,5 = 0,183 - полутвердая (Приложение,

I p 17,5

табл. 6). Для определения R0 необходимо знать также коэффициент пористости e:

e = (1+W )?1= (1+ 0,337)?1= 0,9 0

Расчетное сопротивление R0 находим для значения e = 0,9 путем интерполяции сначала по коэффициенту пористости e между e=0,8 и e=1,1 при IL = 0 и при IL = 1, затем интерполяция производится по показателю текучести IL между IL=0 и IL=1 для значения IL = 0,183 при e = 0,9. Исходные данные для интерполяции целесообразно выписать из таблицы значений расчетных сопротивлений R0 при IL=0 и IL=1 и e=0,8 - 300 и 200 соответственно и при e=1,1

- 250 и 100 (Приложение, табл. 7) и расположить как показано на рис. 2.1.

Интерполяция по e при IL = 0 изменение ?e=1,1-0,8=0,3 соответствует изменению ?R0=300-250=50;

Разновидности:

? по гранулометрическому составу - песок средней крупности, так как частиц крупнее 0,25>50%: 22,0+40,0=62% (Приложение, табл. 1);

-по плотности сложения, определяемой через коэффициент пористости e = (1+W )?1= (1+ 0,222)?1= 0,6: (0,55 10000 кПа), который может использоваться в качестве рабочего слоя для опирания данного здания.

В курсовом проекте предоставляется свобода действий в отношении привязки сооружения к инженерно-геологическому разрезу, как по высоте, так и в плане. Очевидно, что свободная привязка требует также свободы в назначении планировочной отметки, изменение которой можно осуществить за счет подсыпки грунтом, вынутым при вскрытии котлована, или за счет срезки. Поэтому оба эти вопроса должны решаться в увязке друг с другом. Свободная привязка может позволить в некоторых случаях получить более экономичную конструкцию фундамента и более рационально решить весь объем работ по нулевому циклу.

В реальных условиях стесненной городской застройки привязка намечаемого к строительству сооружения производится главным образом исходя из наиболее рационального в градостроительном и архитектурном отношениях размещения его на генеральном плане застройки. Поэтому оно может оказаться на площадке с недостаточно благоприятными инженерно-геологическими условиями. В этом случае надежное опирание достигается либо за счет изменения глубины заложения фундаментов всего здания или его части с целью опирания на более прочный грунт, либо путем перехода на сплошной (плитный) фундамент, либо отказом от фундаментов мелкого заложения и использования свайных.

Высотная привязка требует знания глубины заложения фундамента d. На данном этапе работы можно использовать ее предварительную величину, которая, определится по имеющимся в задании относительным отметкам планировки и пола подвала. При этом нужно также учесть заглубление подошвы ленточных фундаментов от отметки поверхности пола подвала минимум на 0,7...0,9 м, отдельных - примерно на 0,5...1 м (в зависимости от разрабатываемой конструкции), глубже ленточных. На следующем этапе проектирования глубина заложения и высотная привязка уточняются и относительные отметки дублируются абсолютными.

Особенности залегания пластов грунта диктуют разные варианты привязки здания с фундаментами мелкого заложения.

Вариант первый. Фундаменты по всей площади здания опираются на один слой. Это наиболее желательная ситуация (рис. I.1). Если под рабочим слоем залегают слабые подстилающие слои, нужно для подошвы фундамента назначить такую отметку, чтобы расстояние от нее до кровли слабого подстилающего слоя составляло не менее 0,7...1,0 м. Она уточняется в дальнейшем по результатам выполнения условия проверки допустимости давления, передающегося на слабый подстилающий слой (Пример8).

Вариант второй. Залегание слоев наклонное. Рабочий и подстилающий слои имеют близкие характеристики строительных свойств (расчетные сопротивления R0, модули деформации Е, коэффициенты фильтрации kф). Опирание фундамента в этом случае возможно на части площади здания на рабочий слой, на остальной части - на подстилающий слой (рис. II.1).

Вариант третий. Залегание слоев наклонное. Под рабочим имеется слабый подстилающий слой. Длина здания не позволяет разместить фундаменты на рабочем слое так, чтобы между подошвой фундамента и кровлей слабого подстилающего слоя обеспечивалось расстояние необходимое для удовлетворения проверки давления на слабый слой. Опереть фундамент одной части здания на рабочий слой, другой на слабый подстилающий слой нельзя. Это приведет к недопустимой неравномерности осадок. Но, так как залегание рабочего слоя наклонное, то закладывать фундамент на нем можно уступами на разную глубину от горизонтальной планировочной отметки DL4, увеличивающуюся по направлению падения пласта, то есть делать ступенчатое опирание фундаментов (рис. II.2). При этом необходимо соблюдать примерно одинаковое расстояние от подошвы фундаментов до более слабого подстилающего слоя с тем, чтобы в последующих расчетах могла удовлетвориться проверка допустимости давления, передающегося на слабый слой. Высота уступов между ступенями фундамента обычно принимается равной высоте стенового блока - 0,6 м.

При относительно небольшом наклоне слоев грунта расстояние между уступами ленточных и краями отдельных фундаментов будет достаточно большим, что не представляет опасности. Но если по инженерно-геологическим условиям или конструктивным особенностям здания это расстояние окажется небольшим, то необходимо проверить устойчивость грунта под вышележащими ступенями ленточного фундамента или отдельными фундаментами, заложенными на разной глубине по формуле:

? c ?

?h ? a??tg?+ p ???, (II.1)

? где ?h - высота уступа; а - длина ступени (расстояние между соседними уступами ленточных или краями отдельных фундаментов); р - среднее давление под верхним фундаментом; ? - расчетное значение угла внутреннего трения грунта, град.; с - удельное сцепление, кПа. Поэтому, производя привязку, следует учитывать влияние ?h и а на выполнение условия II.1. Такую проверку необходимо делать также в случае, когда наружные стены здания опираются на ленточные фундаменты, а внутренние - на ряд колонн, фундаменты которых обычно заглублены ниже ленточных.

В случае необходимости искусственного улучшения основания для опирания фундамента мелкого заложения, привязка должна быть произведена так, чтобы при минимальной толщине "висячей" закрепляемой зоны или песчаной подушки обеспечивалась проверка допустимости давления на слабый подстилающий слой (пример 9).

Для варианта свайного фундамента привязка позволяет определить расстояние от подошвы ростверка до прочного слоя грунта, пригодного для погружения в него нижних концов свай и назначить ориентировочную длину свай.

Без привязки нельзя определить расстояние от фундаментной конструкции до уровня подземных вод и решить вопрос о том, какая конкретно защита от них необходима в процессе строительства и эксплуатации здания.

III. Проектирование сборных фундаментов мелкого заложения, возводимых в открытых котлованах

После изучения и обработки исходных данных об инженерно-

геологических условиях площадки строительства, о конструкции сооружения, нагрузках и после привязки его на стройгенплане и предварительной привязке на инженерно-геологическом разрезе5, выполняется непосредственное проектирование фундаментов.

Особенности инженерно-геологических условий основания, подробно описанные в п.I.2 (естественное основание без слабого слоя в пределах сжимаемой толщи, то же при наличии одного или нескольких слабых слоев, искусственно улучшенное основание), вносят соответствующие коррективы в состав и последовательность выполнения проекта. Это показано в примерах 3...7, 8 и 9. Но во всех трех упомянутых случаях проектирование фундамента мелкого заложения начинается с определения его основных размеров - глубины заложения d и площади подошвы А.

III.1. Определение глубины заложения фундамента

По экономическим соображениям глубина заложения фундамента d должна быть минимально возможной. Она определяется с учетом ряда факторов ([6], п. 2.25), из которых в курсовом проекте рассматриваются:

-конструктивные особенности сооружения (наличие подвала или иных подземных помещений);

-инженерно-геологические условия основания;

-гидрогеологические условия (положение уровня подземных вод); -климатические условия (глубина промерзания).

В зависимости от этих факторов глубина заложения d может получаться разной. Принимается наибольшая из полученных минимально возможных ее значений.

Во-первых, глубина заложения определяется из конструктивных особенностей здания, а также самого фундамента и глубины промерзания грунтов.

а). Глубина заложения фундамента d, исходя из конструктивных особенностей, определяется по имеющимся в задании на проектирование данным об относительных отметках пола первого этажа (±0,00), пола подвала, поверхности планировки. К этому добавляются данные о толщине пола подвала hcf (обычно 0,2...0,15 м) и заглублении подошвы фундамента от низа пола подвала hs, которое для ленточного и отдельного фундаментов будет разным.

Фундаментная плита ленточного сборного фундамента ФЛ ([17], п. 3, табл. 3.1) имеет высоту h, которая при ширине плиты bR, утрачивается возможность расчета напряжений и деформаций в основании по модели линейного деформирования грунта (теории упругости). Применение этой теории возможно только при соблюдении условия pII ?R, что и предписывается ныне действующими СНиП 2.02.01-83* [6].

Задача по подбору величины площади подошвы фундамента решается методом последовательных приближений (итераций). Целесообразно использовать графическую форму ее решения, когда требуемое (искомое) значение ширины фундамента bТ находят на пересечении прямой R=f(b) и кривой p=?(b) ([1], стр. 290, рис.10.17 в примере 10.1 [2], стр. 266, рис. 10.17 в примере 10.1, примеры 3...7 Пособия, рис.3.1....7.1).

Напомним, что у ленточного фундамента площадь подошвы A=b·1 пог.м, т.к. нагрузки (NII - от собственного веса сооружения, QII - фундамента и GII - грунтовой пригрузки на нем) собираются с 1 погонного метра длины здания. Площадь подошвы отдельного квадратного фундамента A=b2, прямоугольного

A= b·l, где длина l выражается через ширину b; например l=1,2b или l=1,5b. Соответственно A=1,2b2 или A=1,5b2 и тогда b = A , b = A/1,2 или b = A/1,5 .

По найденной на пересечении графиков ширине bТ, требуемой для выполнения условия (III.3), принимается марка стандартной железобетонной плиты сборного ленточного фундамента ([17], п. 3, табл. 3.1) или марка отдельного железобетонного фундамента под колонну ([17], п. 2, табл. 2.1) со стандартной шириной b, ближайшей к найденной ширине bТ. Марки сборных фундаментных конструкций наряду с данными о размерах в плане включают их высоту h, что позволяет утонить hs и окончательно откорректировать глубину заложения d, привязку к инженерно-геологическому разрезу, а также полностью доработать конструкцию фундамента (примеры 3....7).

Последние цифры -1, 2, 3, 4 в маркировке железобетонных плит ленточных сборных фундаментов ([17], табл. 3.1) обозначают их несущую способность как конструкции, т.е. численное значение величин максимального реактивного давления на них со стороны грунта, при котором они, в соответствии с их армированием, могут использоваться: 1 - при давлении до 150 кПа; 2 - до 250 кПа; 3 - до 350 кПа и 4 - до 450 кПа. То же обозначают последние цифры в маркировке фундаментов под колонны ([17], табл. 2.1).

После окончательной разработки конструкции с учетом всех элементов фундамента (опорной плиты, наружных стен подвала, колонн, гидроизоляции) определяется собственный вес фундамента QII, вес грунтовой и другой пригрузки на нем в контурах плана фундамента GII, рассчитывается давление pII под подошвой фундамента по формуле:

NII +QII +GII

pII = (III.4.)

A и проверяется выполнение условия pII ?R. При этом уточняется величина R по формуле (7) [6] в связи с заменой требуемой ширины bT на принятую стандартную ширину b, а также возможным изменением первоначальной глубины заложения d и соответственно d1, в зависимости от hs и высоты h принятой подушки или отдельного фундамента.

Конструкция фундамента должна быть изображена на чертеже в пояснительной записке со всеми размерами и высотными относительными и абсолютными отметками (рис. 3.2...7.2 в примерах 3...7).

Условие pII ?R должно выполняться с максимальным приближением давления pII к расчетному сопротивлению R из соображения получения минимально допустимого, то есть экономичного, размера площади подошвы.

Поэтому, если разница между pII и R окажется достаточно большой (15...20%), нужно поменять принимавшиеся в расчете типовую подушку или отдельный фундамент на другие, меньшей ширины (площади), и заново проверить выполнение условия pII ?R. Так как шаг размеров ширины подушек и отдельных фундаментов достаточно большой - 0,2 и 0,4 м, то возможно, что при переходе на меньший их размер давление pII окажется больше R. В таком случае следует вернуться к предыдущему размеру независимо от того, насколько pII будет меньше R, либо, если фундамент ленточный, сделать его прерывистым. Проектирование прерывистого фундамента возможно в случае, когда уровень подземных вод находится ниже подошвы фундамента и грунт имеет модуль деформации E?25000 кПа (Пример 3).

Пример 3. Ленточный фундамент наружной стены здания с подвалом

Необходимо запроектировать фундамент под наружную стену 8-этажного здания с подвалом в городе Москве. Ширина наружных стен 0,4 м. Расчетная нагрузка по второму предельному состоянию, собранная до верхнего обреза фундамента (низа пола первого этажа) равна NII=?f?(Nп+Nb)=1,0?(565+14)=579 кН/пог.м.

Отметка пола подвала - 2,50 м. Отметка пола 1-го этажа ±0.00 на 0,9 м выше планировочной. Грунты основания: I слой - насыпь неслежавшаяся мощностью 1,0 м, расчетная величина удельного веса грунта ?II = 16 кН/м3. II слой мощностью 4,3м, IL = 0,3 -тугопластичный суглинок, R0=254 кПа, ?II = 20 кН/м3, удельный вес твердых частиц ?s =26,8 кН/м3, естественная влажность - w=0,2, расчетное значение угла внутреннего трения - ?II=21°, расчетное значение удельного сцепления - сII = 22,0 кПа . Прочностные характеристики ?II и сII определены по результатам непосредственных испытаний грунта. III слой - песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой, R0=400 кПа.

Вскрыт бурением до глубины 15м.

1. Определяется глубина заложения фундамента с учетом:

а) конструктивных особенностей подземной части здания (рис. 3.1); d = hn + hcf + hs ? hц

d=2,5 + 0,2 + (0,3...0,5)-0,9=2,1...2,3 м

Толщина (высота) опорной плиты, в зависимости от ее ширины b, по результатам дальнейших расчетов может измениться от 0,3 до 0,5 м.

б) климатические условия района строительства (глубины промерзания)

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df определяется по формуле:

Рис 3.1 Конструктивная схема d f = kh ? d fn ,

подземной части здания

где kh - коэффициент, учитывающий влияние

теплового режима здания. При t = +100 С в подвале kh =0,6 ([6], п. 2.28); dfn - нормативная глубина промерзания

d fn = d0 Mt ,

d0 =0,23 - суглинок ([6], п. 2.27).

Мt=30 - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в Москве (СНиП по строительной климатологии и геофизике). d fn = 0,23 30 =1,25 м, d f = 0,6?1,25 = 0,76 м.

в) инженерно-геологических условий площадки застройки.

Под верхним метровым слоем насыпи неслежавшейся залегает слой тугопластичного суглинка мощностью 5,0 м, имеющий расчетное сопротивление R0=254 кПа.

Проверяем возможность использования его в качестве рабочего слоя при максимальной ширине стандартной фундаментной плиты b=3,2 м и нагрузке NII=579 кН/пог.м, используя формулы (I.4) и (I.2):

NII 579

pII = +?cp ?d = + 20?2,1= 222,9 b?1 3,2

Опирание фундамента на этот слой по проведенному предварительному расчету возможно с подушкой меньше максимального стандартного размера, так как

pII R =312,4 кПа;

% .

Так как полученное значение рII, превышает расчетное сопротивление грунта основания R при использовании плиты ФЛ20.30-3, оставляем первоначально подобранную фундаментную плиту ФЛ24.30-3 и проектируем прерывистый фундамент, чтобы сэкономить на объеме бетона в подушке.

5.Проектирование прерывистого фундамента.

В данных инженерно-геологических условиях, когда грунтовые воды находятся на большой глубине от подошвы фундамента и модуль деформации тугопластичного суглинка с IL = 0,3 и коэффициентом пористости е =0,608 составляет Е0 =25000 кПа (СНиП 2.02.01-83*, приложение 1, табл. 3), можно перейти на прерывистый фундамент. При залегании грунтовых вод на расстоянии менее 0,5 м от подошвы фундамента и при Е0 менее 25000 кПа прерывистые фундаменты делать не рекомендуется.

Согласно п. 2.45 [6] сборные ленточные фундаменты под стены могут применяться прерывистыми, т.к. получается более экономичное решение за счет учета

влияния распределительной способности грунтов основания, арочного эффекта, возникающего между подушками прерывистого фундамента и уменьшения количества подушек.

Расчетное сопротивление R основания прерывистых фундаментов определяется так же, как для сплошных ленточных, по указаниям п.п. 2.41...2.44 [6], но с увеличением полученного значения R, за счет введения коэффициента kd

?1. При одинаковой ширине сплошного и прерывистого фундаментов интервал между плитами с в случае применения прерывистого фундамента определяется по формуле:

?k R ? с=? d ?1??l,

? р ? ? ?

где kd - коэффициент условий работы, зависящий от состояния грунтов и определяемый по табл. 5 [6]. В рассматриваемом примере при е =0,608 и IL =0,3, по интерполяции принимается kd =1,11.

Длина фундаментной плиты принимается равной l =1,18 м (марка плиты ФЛ 24.12-3) вместо l=2,980 м (марка ФЛ 24.30-3), с тем, чтобы получить большее число интервалов меньших размеров между плитами и, тем самым, облегчить работу стеновой части фундамента:

?1,11?317,8 ?

с= ? ?1??1,18 = 0,32м.

? 277,4 ? Следовательно, при раскладке фундаментных подушек максимальное расстояние между ними может достигать 32 см.

Проверяем давление под одной фундаментной подушкой с учетом распределительной способности грунта и арочного эффекта в промежутках по условию:

( N II + Q II + G II ) ? (l + c)

p II = ? k d ? R;

А p II = = 352 ,6кПа ? 1,11 ? 317,8 = 352,8 кПа

Условие выполняется.

Окончательно принимается прерывистый фундамент с подушкой ФЛ24.12При вычерчивании плана прерывистого фундамента, возможно, потребуется небольшое изменение расчетного интервала c, поскольку длина фундамента формируется из целого числа подушек. Очевидно, что изменение c может проводиться только в меньшую сторону.

Пример 4. Ленточный фундамент внутренней стены здания с подвалом

Необходимо запроектировать фундамент под внутреннюю стену 8этажного здания с подвалом в городе Москве. Ширина внутренней стены 0,4 м. Постоянная и временная нормативные нагрузки, соответственно равны Nп=860 кН/пог.м и Nв= 30 кН/пог.м. Расчетная нагрузка, приложенная на отметке низа перекрытия 1-го этажа NII =?f?(Nп+Nв)=1,0?(860+30)=890 кН/пог.м. Отметка пола подвала - 2,50 м. Глубина заложения подошвы фундамента предварительно принимается d = 2,1 м. Отметка пола 1-го этажа на 90 см выше планировочной (рис. 4.2). Инженерно-геологические условия те же, что и в примере 3.

1. Определяется глубина заложения фундамента. При этом учитываются:

а) конструктивные особенности подземной части здания;

б) климатические условия района строительства;

в) инженерно-геологические условия;

г) гидрогеологические условия.

Исходные данные этого примера аналогичны данным предыдущего примера 3: такая же конструкция подвальной части здания, одинаковый район строительства, геологические и гидрогеологические условия. Есть разница в нагрузке NII. Здесь она больше на 311 кН. Поэтому, используя данные решения примера 3, можно принять высоту опорной плиты h=hs =0,5 м. Так как отметка подошвы фундаментов наружных и внутренних стен будет единой, равной 167.9 (рис. 3.3 и 4.2), то глубина заложения фундамента внутренней стены составит 0,5 м от низа пола подвала.

2. Подбирается площадь подошвы фундамента графическим методом. Размер площади должен быть таким, чтобы интенсивность давления pII , передаваемого через нее на грунт основания удовлетворяла условию pII ? R. Для этого задаемся тремя размерами ширины ленточного фундамента: например, b1=1 м, b2=2 м, b3=3 м.

а) Определяем среднее давление рII под подошвой фундамента для каждой ширины bi по формуле:

N II + NфIIi

p II = , (i = 1,2,3...)

bi ? 1 где NфII,i - расчетная нагрузка от веса еще не запроектированного фундамента и пригрузки на нем от пола подвала на ширине консольных участков фундаментной плиты, определяемая по приближенной формуле:

NфII,i = b1?1 ? d1??ср = 1 ? 1? 0,74 ? 20 = 14,8 кН;

NфII,2 = b2?1 ? d1??ср = 2 ? 1 ?0,74 ? 20= 29,6 кН;

NфII,3 = b3?1 ? d1??ср = 3 ? 1 ?0,74 ? 20= 44,4 кН,

где ?ср - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах, принимаемый равным 20 кН/м3; d1 - приведенная глубина заложения подошвы фундамента в подвале,

?cf d1=hs+hcf = 0,5+0,2+ = 0,74 где hs - толщина слоя грунта от отметки

?II подошвы фундамента до отметки низа пола подвала, м (hs=0,5 м);

hcf - толщина конструкции пола подвала, м (hcf = 0,2 м);

?cf - расчетное значение удельного веса материала конструкции пола

подвала, кН/м3 (?cf = 22,0 кН/м3); ??II - удельный вес грунта выше подошвы фундамента, в данном случае -

обратная высыпка под пол подвала (??II=18 кН/м3)

Для ленточного фундамента площадь подошвы подошвы Ai = bi ? 1, т.к. расчет ведется на 1 п. м длины фундамента.

По полученным значениям рII,i в зависимости от bi, строиться график рIIi=f(bi) (рис. 4.1.) в выбранном масштабе.

pII,1 = = 904,8кПа; pII,2 = = 459,8кПа; pII,3 = = 311,5кПа,

б) Определяется расчетное сопротивление грунта основания в зависимости от ширины подошвы фундамента bi по формуле (7) СНиП [6]:

?c1 ??c2 R = ??M k b? z ?II + M dq 1?'II +(Mq ?1)db?'II + M cc II ?? .

k Коэффициенты М?,, Мq,,Мc, k, kz, ?с1 и ?с2 - те же, что в примере 3, так как сооружение и основание аналогичны.

??II - осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента. Так как глубина заложения фундамента d=0,5 м от низа пола подвала, то выше подошвы фундамента до низа пола подвала залегает грунт обратной засыпки с удельным весом ??II=18кН/м3.

?II - удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы фундамента, в

примере - суглинка тугопластичного, ?II = 20 кН/м3; сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего

непосредственно под подошвой фундамента, кПа (в примере cII = 22,0 кПа); d1 - приведенная глубина заложения фундамента внутренней стены,

находящейся в подвале d1=0,74м (определение в предыдущем примере); db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м

(db =1,6м).

Определяем значение R1 при b =0 м:

R1 = [0,56?1,0?0?20 + 3,24?0,74?18+ (3,24 ?1)?1,6?18 + 5,84?22,0] = 296,8кПа.

Определяем значение R2 при b = 3 м:

R2 =[0,56?1,0?3,0?20 + 3,24?0,74?18+ (3,24 ?1)?1,6?18+ 5,84?22,0] = 323,7кПа.

в) Строятся графики R=f(b) и pII=?(b) (рис. 4.1). Точка их пересечения определяет искомое (требуемое) значение ширины подошвы ленточного фундамента bТ=2,7 м.

0,6 м): QII = [2,8?0,5?24 + (2,8-0,4) ?0,2?22 + 0,4?0,6?4?22]?1,0 = 65,28 кН/м.

Удельный вес бетона блоков ФБС-4 и пола подвала принят равным ?б =?cf =22 кН/м3. Удельный вес железобетона фундаментной подушки (ФЛ 28) принят равным ?жб =24 кН/м3.

Итак, полная расчетная нагрузка, действующая под подошвой фундамента с учетом принятых размеров:

NII + QII = 890 + 65,28 = 955,3 кН/м.

4. Вычисляем среднее давление рII, под подошвой фундамента при принятом размере b и полученной при этом полной расчетной нагрузке и сравниваем его с расчетным сопротивлением R=321 кПа, рассчитанным для плиты марки ФЛ 28.12-3 шириной 2,8м.

N II + Q II p II = ? R.

А Среднее давление под подошвой фундамента:

p II = = 341 ,17 кПа > 321 кПа.

Так как оказалось, что рII > R следует увеличить площадь подошвы фундамента. Поэтому вместо плиты ФЛ 28.12-3 принимаем ФЛ 32.12-3 и повторяем вычисление давления под подошвой фундамента рII и расчетного сопротивления R с шириной подошвы b=3,2 м.

Собственный вес 1 пог. м фундамента включая вес плиты ФЛ 32.12-3, пола подвала и 4-х стеновых бетонных блоков ФБС-4 (толщиной 0,4 м, высотой 0,6 м): QII = [3,2?0,5?24+(3,2-0,4)?0,2?22+0,4?0,6?4?22]?1,0 = 71,8 кН/м.

Рис.4.2. Разрез фундамента под внутреннюю стену

Пример 5. Отдельный фундамент наружной стены здания с подвалом

Необходимо запроектировать центрально нагруженный отдельный фундамент на естественном основании под наружную колонну жилого здания с подвалом в г. Москве. Сечение колонн 40?40 см, шаг 6 м. Подвальные керамзитобетонные панели имеют толщину 340 мм, ? =13 кН/м3. Постоянная и временная нормативные нагрузки, соответственно равны Nп=1100 кН и Nв=47 кН. Расчетная нагрузка на колонну NII=?f?(Nп+Nв)=1,0?(1100+47)=1147 кН. Отметка пола подвала - 3,10 м. Отметка пола 1-го этажа на 1,05 м выше планировочной отметки. Используются сборные железобетонные одноблочные фундаменты стаканного типа марки 2Ф, высотой 0,9 м ([17] п.2 стр.4). Инженерно-геологические условия те же, что в примере 3.

1. Определяем глубину заложения фундамента. В данном конкретном случае учитываются ряд условий [6], п.2.25.

а) конструктивные особенности подземной части здания и самого фундамента;

б) климатические условия района строительства (глубина промерзания);

в) инженерно-геологические условия площадки, предназначенной для застройки;

г) гидрогеологические условия площадки.

Из перечисленных решающим будет первое - а), так как инженерногеологические, гидрогеологические и климатические условия те же, что в примерах 3 и 4(та же площадка в г.Москве). Используя исходные данные примера вычисляем глубину заложения d (рис.5.2):

d=3,10+0,2+0,9-1,05=3,15м.

2. Определяем размеры площади подошвы фундамента.

Предварительные размеры находим графическим методом.

Для этого задаемся тремя значениями площади подошвы фундамента А: А1=2 м2; А2 =4 м2; А3 =9 м2 и определяем среднее давление рII под подошвой фундамента при принятых размерах площадей по формуле:

NII + NфII i,

pII = (i = 1,2,3...)

Ai где NII - расчетная нагрузка на колонну в уровне низа перекрытия над

подвалом;

NфII,i - расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах, приближенно определяемая по формуле:

NфII,i = Ai?d??ср,

?ср =20 кН/м3 - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах.

рII1 = = 636,5кПа;

рII 2 = = 349,75кПа; рII3 = =190,44кПа.

По полученным значениям РII строим график р=?(А) (рис. 5.1). Определяем расчетное сопротивление грунта рабочего слоя основания по формуле (7) СНиП

[6]:

?c1 ??c2 [ ] R= M?kzb?II +Mqd1?'II +(Mq ?1)dв?'II +MccII ,

k где ?с1 = 1,2 (суглинок тугопластичный IL = 0,3);

?с2 = 1,0 - гибкая конструктивная схема здания;

k =1,0 - коэффициент, принятый равным 1, так как прочностные характеристики грунта ?II и cII определены по результатам непосредственных испытаний;

М? = 0,56, Мq = 3,24, Mc = 5,84 при ?II = 21о (Приложение, табл. 8); kz = 1, (см. пример 3); сII = 22 кПа; b - сторона (ширина) подошвы фундамента, м;

??II - осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента :

?II1h1 +?II2h2

?'II = , h1 + h2

где h1 и h2 -мощности вышележащих слоев грунтов в пределах глубины заложения фундамента (соответственно 1,0 и 2,15 м).

Так как глубина заложения составляет d =3,15 м, то:

?'II = = 18,7кН/м 3,

?II - удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы фундамента, в примере - суглинка тугопластичного, имеющего ?II = 20 кН/м3;

d1 - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов со стороны подвала, м (при отсутствии подвала принимается d1 =0):

d1 = 0,9 + 0,2?22/18,7=1,13 м,

где hs =0,9 - толщина слоя грунта от отметки подошвы фундамента с отметки низа пола подвала, м;

hcf =0,2 - толщина конструкций пола подвала, м;

?cf =22 - расчетное значение удельного веса материала конструкции пола

подвала, кН/м3;

db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной b?20 м и глубиной более 2 м принимается db =2 м).

Определение R производим при значениях b=0 (А=0 м2) и b=3 м (А=9 м2):

Rb=0 =[0,56?1,0?0,0?20 + 3,24?1,13?18,7 + (3,24 ?1)?2,0?18,7 + 5,84?22,0] =

= 336,9кПа.

Rb=3 =[0,56?1,0?3,0?20 + 3,24?1,13?18,7 + (3,24 ?1)?2,0?18,7 + 5,84?22,0] =

= 377,2кПа.

Откладываем значения Rb=0 и Rb=3 на чертеже (рис. 5.1), соединяем их прямой и получаем график R= f(А) (рис. 5.1).

По каталогу [17], табл. 2.1 принимаем отдельный фундамент 2Ф21.9-3 с площадью А =2,1?2,1=4,41 м2.

Определяем новое значение R при ширине фундамента b = 2,1м:

R =[0,56?1,0?2,1?20+3,24?1,13?18,7+(3,24?1)?2,0?18,7+5,84?22,0]=365,1кПа.

3. Проверяем фактическое среднее давление рII, под подошвой фундамента 2Ф21.9-3 и конструируем фундамент:

N II +Q f +Qk +Q p +Qn +G1 +G2 +G3

p II = ? R, А

Qf = 53 кН - вес фундамента 2Ф21.9-3;

Qk - вес колонны с учётом её заделки в фундамент на 0,6м,

Qk = 0,42?3,6?24=13,8 кН;

Qр - вес ригеля, Qр = 0,4?0,4?5,6?24=21,5 кН;

Qп - вес ограждающей панели подвала при шаге колонн 6,0м,

Qп = 0,34?3?6?13=79,6 кН;

G1 - пригрузка фундамента грунтом ниже пола подвала,

G1 = (V0 - Vф) ?? = (2,12 ? 0,9-53/24) ?18 = 31,7 кН;

G2 - пригрузка фундамента грунтом с внешней стороны панели подвала,

G2 =2,1?0,51?2,25?18 =43,4 кН;

G3 - пригрузка от пола подвала, G3 = (2,1?1,25 - 0,42) ?0,2?22= 10,8 кН.

pII == 317 ,6кПа .

Рис.5.2 Схематический разрез фундамента под наружную колонну здания каркасного типа.

Пример 6. Отдельный фундамент для внутренней стены здания с подвалом

Инженерно-геологические условия те же, что и в примерах 3...5.

Требуется запроектировать центрально нагруженный отдельный фундамент на естественном основании под внутреннюю колонну жилого здания с подвалом в г. Москве. Сечение колонн 40?40 см. Расчетная нагрузка на колонну

NII= ?f?(Nп+Nв)=1?(1760+94)=1854 кН.

Отметка пола подвала - 3,10 м. Отметка пола 1-го этажа на 1,05м выше планировочной (рис. 6.2).

1. Определяем глубину заложения фундамента.

Инженерно-геологические условия и габариты подземной части здания в примерах 5 и 6 одинаковые, поэтому глубина заложения фундамента для внутренней колонны могла бы быть такой же, как и наружной, равной d=3,15 м. Но нагрузка на внутреннюю колонну значительно больше, чем на наружную - 1854 и 1147 соответственно. Поэтому при максимальной стандартной площади 2,1х2,1 м одноблочного фундамента марки 2Ф21.9-3 давление под подошвой фундамента внутренней колонны составитрII = = 420 кПа. Это значительно

больше расчетного сопротивления грунта основания R=365,1 кПа (пример 5). Поэтому стандартную максимальную площадь одноблочного фундамента 2,1х2,1 м следует увеличить за счет устройства дополнительной монолитной плиты необходимого по условию рII ?R размера. Принимаем толщину плиты 0,3 м. При этом глубина заложения фундамента внутренней колонны определится из конструктивных соображений и составит 1,2м. (рис 6.2). Относительная отметка подошвы фундамента внутренней колонны FL=-4.5, абсолютная - 178.05.

2. Определяем размеры площади подошвы фундамента.

а). Для этого задаемся как минимум тремя размерами площади подошвы Аi отдельного фундамента под колонну, например: А1=2 м2, А2=4 м2, А3=9 м2 и определяем среднее давление под подошвой фундамента для каждого размера площади по формуле:

NII + NфIIi pII = (i = 1,2,3...)

Ai где NII - расчетная нагрузка на колонну;

NфII,i - расчетная нагрузка от веса фундамента, грунта на его обрезах, определяемая по приближенной формуле:

NфII =Ai ? d1 ? ?ср

где ?ср - средний удельный вес грунта и материала фундамента, принимаемый равным 20 кН/м3; d1 - приведенная глубина заложения внутренних фундаментов в подвале

?cf d1 = hs + hcf =1,2+0,2 =1,44 .м

?i По полученным значениям рIIi в зависимости от Ai строим график рII=?(в) (рис. 6.1) в выбранном масштабе.

1854+(2,0 1,? 44?20)

рII1 = = 955,8кПа;

2 1854+(4,0 1,? 44?20)

рII 2 = = 492,3кПа;

4 1854+(9,0 1,? 44?20)

рII3 = = 234,8кПа.

9 б). Определяем расчетное сопротивление грунта основания.

Расчетное сопротивление R определяем по формуле [7] [6] при ширине фундамента в=0 и b=3м.

?c1 ??c2 [ ]

R = M?k zb?II +M qd1?'II +(M q ? 1)dв?'II +M ccII k

Коэффициент ?с1 зависит от вида грунтов, лежащих в основании здания, ?с1 = 1,2 (суглинок тугопластичный, IL = 0,3). При гибкой конструктивной схеме здания ?с2 =1,0 (Приложение, табл. 10);

k - коэффициент, принимаемый равным 1, когда прочностные характеристики грунта (? и c) определены по результатам непосредственных испытаний грунтов;

М?, Мq,Мc - коэффициенты, принимаемые по табл. 4 СНиП [6] (Приложение, табл. 8) в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта ?II, находящегося непосредственно под подошвой фундамента.

При ?II = 21o, M y = 0,56, Мq = 3,24, Мc = 5,84; kz = 1 (см. пример 3); b - ширина подошвы фундамента, м;

?'II - осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента. В данном случае грунтом, залегающим выше подошвы фундамента, будет грунт обратной засыпки. Его удельный вес можно принять ?'II=18 КН/М3;

?II - осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающего

ниже подошвы фундамента (можно принять залегающего непосредственно под подошвой фундамента ?II = 20 кН/м3);

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (в примере cII = 22,0 кПа);

d1 - приведенная глубина заложения фундаментов, находящихся внутри

подвала, м;

d1=hs+hcf?(?cf / ?'II)=0,9 м +0,3 м +0,2?(22/18) = 1,44 м, где hs = 0,9+0,3 - толщина слоя грунта от отметки подошвы фундамента до

отметки низа пола подвала, м;

hcf =0,2- толщина конструкций пола подвала, м; ?cf =22 - расчетное значение удельного веса материала конструкций пола подвала, кН/м3.

db - глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной b?20 м и глубиной более 2 м принимается db=2 м).

Определяем значение R1 при b=0, (А = 0 м2).

R1 =[0,56?1,0?0,0?20+3,24?1,44?18+ (3,24?1)?2,0?18+5,84?22,0] =

= 365,16 кПа.

Определяем значение R2 при b= 3м , (Аф = 9 м2)

R2 =[0,56?1,0?3,0?20+3,24?1,44?18+ (3,24?1)?2,0?18+5,84?22,0] = = 392,04 кПа.

Рис. 6.1. Графическое определение площади подошвы отдельного фундамента под колонну внутренней стены.

Фундамент под центрально нагруженную квадратную колонну принимается также квадратным со стороной bТ= А = 5,4 = 2,32м.

Так как требуемая ширина фундамента bТ=2,32 м больше максимального размера ширины одноблочного отдельного фундамента 2Ф, равного 2,1 м ([17], стр. 5, табл. 2.1), конструируем составной фундамент из опорной плиты 2,4х2,4 м, высотой 30см или подколонника размером (1,2?1,2?0,9 м) и фундамента 2Ф12.9-2, используемого в качестве подколонника (рис. 6.2).

Определяем новое значение R при ширине фундамента b=2,4 м:

R =[0,56?1,0?2,4?20+3,24?1,44?18+ (3,24?1)?2,0?18+5,84?22,0] =

= 383,98 кПа.

3. Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента. Для этого определяем вес самого фундамента Qф, вес колонны Qк, ригеля Qр, грунта на обрезах фундамента Gгр, вес пола подвала Gп.

В соответствии с рис. 6.2 общий объем фундамента и грунта на его обрезах

Vo = 2,4 ? 2,4 ? 1,2 = 6,91 м3;

объем опорной плиты и подколонника

Vф = 2,4 ? 2,4 ? 0,3 + 1,2?1,2?0,9 = 3,02 м3;

объем грунта на опорной плите вокруг подколонника

Vгр = Vo - Vф = 6,91 - 3,024 = 3,89 м3.

Удельный вес конструктивных элементов фундамента принимаем равным 24 кН/м3.

Таким образом, вес самого фундамента Qф = 3,02 ? 24 = 72,48 кН.

Собственный вес колонны размером 0,4?0,4 м Qk = 0,4 ? 0,4 ? 3 ? 24 = 11,52 кН.

Собственный вес ригеля размером 0,4?0,4 м длинной 5,6 м Qp = 0,4 ? 0,4 ? 5,6 ? 24 = 21,50 кН.

Удельный вес грунта обратной засыпки принимаем равным 18 кН/м3.

Тогда вес грунта на обрезах фундамента

Gгр = 3,89 ? 18 = 70,02 кН.

Вес пригрузки от бетонного пола подвала в пределах плана фундамента Gп=(2,42-0,42) ?0,2?22=(5,76-0,16) ?0,2?22=24,64 кН.

QII= Qф+Qk+ Qp = 72,48+11,50+21,50=105,48 кН.

GII= Gгр+ Gп = 70,02+24,64=94,66 кН

NII +QII +GII 1854 +105,48+94,66

pII = = = 356,62 кПа; Aф 2,4?2,4

рII =356,62 кПа 166,98), то опирание фундамента 2Ф21.9-3 на мягкопластичный суглинок невозможно. Необходимо проектировать песчаную подушку. Хотя было бы проще и экономичнее (если бы строительная организация имела товарный бетон), увеличить площадь подошвы фундамента до необходимых размеров за счет монолитной железобетонной плиты, которая бетонируется заранее, и на которую затем, после набора достаточной прочности, монтируется сборный фундамент или подколонник. Было бы еще проще, если бы строительная организация вместо одноблочных фундаментов 2Ф21.9-3 имела бы фундаменты 2Ф28.9-3, изготовленные на заводе ЖБИ по ее спецзаказу.

3. Выбираем тип песчаной подушки, проверяем возможность опирания на нее фундамента 2Ф21.9-3 и назначаем толщину подушки z.

В данных инженерно-геологических условиях песчаная подушка по экономическим соображениям не может опираться на более прочный слой тугопластичной глины, который залегает на глубине более 7 м от подошвы фундамента.

Поэтому подушку нужно проектировать "висячей" (рис. 9.1(а)). Высота (толщина) такой подушки z подбирается методом итераций до удовлетворения условия ?zp+?zg ? Rz (см. пример 8), а также последующего расчета по второму предельному состоянию (по деформациям) по условию s?su .

Песчаная подушка из крупного песка, имеющего плотность частиц ?= 2,65 г/см3, укладывается слоями и уплотняется до состояния средней плотности

(е=0,55...0,7) и до достижения плотности скелета (сухого грунта) значения ?d кН

=1,6...1,65 3 . Для подушек из крупного песка принимается расчетное см

сопротивление R = 300 кПа и модуль деформации Ео = 30000 кПа, из песка средней крупности: 250 и 20000 кПа соответственно ([5] стр. 264, табл. 11.18).

Сначала проверяем выполнение условия pII ?R на контакте подошвы фундамента 2Ф21.9-3 с песчаной подушкой. Оно выполняется, так как pII=295,61 кПа, а R =300 кПа, т.е. 295,61 10 b 1,4

l (принимается по последней колонке таблицы (1 Приложения, где =10) - b фундамент ленточный и отношения ?=2z/b (первая колонка). Вычисления удобно вести в табличной форме. Для отыскания нижней границы В.С. сжимаемой толщи Hc в этой же таблице приводятся значения 0,2 ?zg,i.9

г) вычисление деформационных характеристик слоев грунта

основания.

После вычисления ординат и построения эпюр природного ?zp , 0,2?zg и дополнительного ?zp давлений появилась возможность увидеть, каким было в середине каждого (i-го) грунтового слоя давление ?zg,i от собственного веса вышележащей толщи грунтов в природном состоянии и каким стало полное давление ?zполное =?zg +?zp , когда к природному давлению добавилось давление ?zp от построенного сооружения. Это позволяет получить интервал изменения напряжения??zp = ?полное ? ? zg , i и соответствующий ему интервал

, i z изменения коэффициентов пористости e по компрессионной кривой или осадки s по графику испытаний штампом, которые необходимы для расчета деформационных характеристик грунта m0 , mv , Е (см. рис. на стр.87 и 88).

По результатам компрессионных и штамповых испытаний (таблицы, приведенные в исходных данных примера) строятся соответствующие графики, которые используются при определении деформационных характеристик.

Компрессионные испытания

II слой - супесь твердая (глубина отбора 2,8 м)

0,7125?0,7090 = e

mo,v = 184,25 129,35?

?1 0.725

= 0,000064кПа

. 0.720 0,000064 ?1 0.715 mv,V = = 0,0000374кПа

1+0,7125 0.710

? = 0,8 = 0.705

Ev = m vv 0,0000374

0.700 = 21390кПа

Штамповые испытания

(диаметр штампа 27,7см)

III слой - песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой(глубина3,6 м)

S, мм

IV 2 ??z = 0,78(1?0,252)27,7? 101,8 = 37490кПа

Е =?(1?? )d

?S 0,055 После подготовки всей информации, необходимой для расчета осадки, переходим к ее вычислению в каждом грунтовом слое и суммируем в пределах сжимаемой толщи Hc .

д) вычисление осадки.

Осадка в каждом грунтовом слое складывается из осадок входящих в него элементарных слоев полных и неполных*). II слой (один элементарный слой):

SII = см,

III слой (три элементарных слоя):

SIII см,

второму предельному состоянию s? sи выполненнм и использованные в расчете осадки размеры фундамента - глубину заложения d=2,1 м и ширину фундамента b=1,4 м можно считать достаточными и окончательными, но такое заключение можно делать только в том случае, если осадка внутренней стены этого дома тоже окажется меньше 10 см, а также будет удовлетворено и другое условие: ?s? ? sпред.

27

*) Толщина полного элементарного слоя h определяется шагом ?= и соответствующим ему шагом z, b

неполного - расстоянием от границы грунтового слоя (его кровли или подошвы) до границы ближайшего полного элементарного слоя.

Приложение

Таблица 1. Разновидности крупнообломочных и песчаных грунтов

по гранулометрическому составу

Разновидности грунта Характерный размер частиц, мм Содержание частиц крупнее характерного размера, % по массе Крупнообломочные Глыбовый (валунный) >200 >50 щебенистый

(галечниковый) >10 >50 дресвяный (гравийный) >2 >50 Песчаные Гравелистый >0,2 >25 Крупный >50 средней крупности >0,25 >50 Мелкий 75 и более Пылеватый >0,1 0,7 Пески мелкие 0,6 ? e ? 0,75 e > 0,75 Пески пылеватые 0,6 ? e ? 0,8 e > 0,8

Разновидности Значения степени водонасыщения Sr Маловажные r Влажные r Насыщенные водой Таблица 3.Разновидности песчаных грунтов по степени водонасыщения Sr

Таблица 4. Расчетные сопротивления Rо песчаных грунтов

Разновидности песка Значения Ro, кПа, в зависимости от плотности сложения песков плотные Средней Плотности Крупные 600 500 Средней крупности 500 400 Мелкие:

Маловлажные

400 300 влажные и насыщенные водой 300 200 Пылеватые:

Маловлажные

300 250 Влажные 200 150 насыщенные водой 150 100 Таблица 5. Разновидности глинистых грунтов по числу пластичности IP

Разновидности 0,01? I p ? 0,07 0,07 0,17 супесь Суглинок глина

Таблица 6. Разновидности глинистых грунтов по показателю текучести IL

Угол внутреннего трения ?II , град Коэффициенты Угол внутреннего

Трения ?II , град Коэффициенты M? Mq Mc M? Mq Mc 0 0,00 1,00 3,14 24 0,72 3,87 6,45 2 0,03 1,12 3,32 26 0,84 4,37 6,90 4 0,06 1,25 3,51 28 0,98 4,93 7,40 6 0,10 1,39 3,71 30 1,15 5,59 7,95 8 0,14 1,55 3,93 32 1,34 6,34 8,55 10 0,18 1,73 4,17 34 1,55 7,22 9,22 12 0,23 1,94 4,42 36 1,81 8,24 9,97 14 0,29 2,17 4,69 38 2,11 9,44 10,80 16 0,36 2,43 4,99 40 2,46 10,85 11,73 18 0,43 2,73 5,31 42 2,88 12,51 12,79 20 0,51 3,06 5,66 3,88 14,50 13,98 22 0,61 3,44 6,04 Глубина заложения фундамента при

глубине поверхности подземных вод dw, м dw ? d f + 2 dw > d f + 2 Скальные крупнообломочные с песчаным

заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней Не зависит от

d f Не зависит от

d f Не менее d f То же То же " " Не менее d f Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL ? 0,25 " " То же, при IL < 0,25 " Не менее 0,5 d f Таблица 8. Значения коэффициентов М?, Мq, Mс

Примечания: 1. В случаях, когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания df, соответствующие грунты, указанные в таблице, должны залегать до глубины не менее нормативной глубины промерзания dfn.

2. Положение уровня подземных вод должно приниматься с учетом указаний п.п. 2.17...2.21 [6]. В них указывается на необходимость учета возможного изменения уровня подземных вод (верховодка, сезонные колебания, техногенные факторы и др.).

Таблица 10. Значения коэффициентов ?с1 и ?с2 в формуле расчетного сопротивления R

Грунты ?c1 ?c2 для сооружений с

жесткой конструктивной

схемой при отношении длины сооружения

(отсека) к его высоте L/ H , равном 4 и более 1,5 и менее

Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых 1,4 1,2 1,4 Пески мелкие 1,3 1,1 1,3

1,25

1,0 1,2 1,1 1,0 1,2 Пылевато-глинистые, а также крупнообломачные с пылевато-глинистым заполни- телем с показателем текучести грунта

L 1,25 1,0 1,1 L 1,2 1,0 1,1 I 1,0 1,0 1,0

Примечания:

1. К сооружениям с жесткой конструктивной схемой относятся сооружения, конструкции которых специально приспособлены к восприятию усилий от деформаций оснований, в том числе за счет усиления конструкций фундаментов подвальной части, устройства железобетонных или армокаменных поясов, разрезки сооружения на отсеки (СНиП 2.02.01-

83*, п. 2.70 б).

2. Для зданий с гибкой конструктивной схемой ?c2 =1.

3. При промежуточных значениях L/ H коэффициент ?c2 определяется по интерполяции.

Таблица 11. Значения коэффициента ?

?= 2z/b Круг Прямоугольник с соотношением сторон n = l /b, равном 1,0 1,4 1,8 2,4 3,2 5 10 0,0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 0,4 0,949 0,960 0,972 0,975 0,976 0,977 0,977 0,977 0,8 0,756 0,800 0,848 0,866 0,876 0,879 0,881 0,881 1,2 0,547 0,606 0,682 0,717 0,739 0,749 0,754 0,755 1,6 0,390 0,449 0,532 0,578 0,612 0,629 0,639 0,642 2,0 0,285 0,336 0,414 0,463 0,505 0,530 0,545 0,550 2,4 0,214 0,257 0,325 0,374 0,419 0,449 0,470 0,477 2,8 0,165 0,201 0,260 0,304 0,349 0,383 0,410 0,420 3,2 0,130 0,160 0,210 0,251 0,294 0,329 0,360 0,374 3,6 0,106 0,131 0,173 0,209 0,250 0,285 0,319 0,337 4,0 0,087 0,108 0,145 0,214 0,248 0,285 0,306 4,4 0,073 0,091 0,123 0,185 0,218 0,255 0,280 4,8 0,062 0,077 0,105 0,130 0,161 0,192 0,230 0,258 5,2 0,053 0,067 0,091 0,141 0,170 0,208 0,239 5,6 0,046 0,058 0,079 0,124 0,152 0,189 0.223 6,0 0,040 0,051 0,070 0,110 0,136 0,173 0,208 6,4 0,036 0,045 0,062 0,077 0,099 0,122 0,158 0,196 6,8 0,031 0,040 0,055 0,088 0,110 0,145 0,185 7,2 0,028 0,036 0,049 0,1 0,100 0,133 0,175 7,6 0,024 0,032 0,044 0,056 0,072 0,091 0,123 0,166 8,0 0,022 0,029 0,040 0,066 0,084 0,113 0,158 8,4 0,021 0,026 0,037 0,060 0,077 0,105 0,150 8,8 0,019 0,024 0,033 0,055 0,071 0,098 0,143 9,2 0,017 0,022 0,031 0,039 0,051 0,065 0,091 0,137 9,6 0,016 0,020 0,028 0,047 0,060 0,085 0,132 10,0 0,015 0,019 0,026 0,043 0,056 0,079 0,126 10,4 0,014 0,017 0,024 0,031 0,040 0,052 0,074 0,122 10,8 0,013 0,016 0,022 0,037 0,049 0,069 0,117 11,2 0,012 0,015 0,021 0,035 0,045 0,065 0,113 11,6 0,011 0,014 0,020 0,033 0,042 0,061 0,109 12,0 0,010 0,013 0,018 0,023 0,031 0,040 0,058 0,106

Примечания:

1. В таблице 11 обозначено: b - ширина фундамента, l - длина фундамента.

2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А, значения ? принимается как для круглых фундаментов радиусом r = A/? .

3. Для промежуточных значений ? и ? коэффициент ? определяется по интерполяции.

73

Таблица 12. Предельные деформации основания

Сооружения Предельные информации основания Относитель- ная разность осадок

(?s / L)u крен iu средняя su

(в скобках - макси-

мальная smax,u ) осадка, см 1. Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом:

0,002 - (8) Стальным 0,004 - (12) Здания и сооружения, в конструкциях

которых не возникают усилия от неравномерных осадок 0,006 - (15)

0,0016

0,005 10 крупных блоков, кирпичной кладки 0,0020 0,005 10 то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов 0,0024 0,005 15 4. Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций:

рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции на одной фундаментной плите -

0,003 40 то же, сборной конструкции - 0,003 30

Примечания:

1. Предельные значения относительного прогиба (выгиба) зданий, указанных в п.3, принимаются равными 0,5 (?S/L)u.

2. Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по

толщине слоями грунтов, значения s и smax, u , допускается увеличивать на 20%.

3. Для сооружений с фундаментами в виде сплошных плит предельные значения средних осадок допускается увеличивать в 1,5 раза.

Список литературы

1. Ухов С.Б., Семёнов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Издательство "Высшая школа" 2002 г.

2. Ухов С.Б., Семёнов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев

С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Издательство АВС, 1994 г.

3. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. Основы теории и примеры расчёта. М., Стройиздат, 1990 г.

4. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. Учебное пособие под редакцией Далматова Б.И. Издательство АВС. Москва - СанктПетербург. 1999 г.

5. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. М., Стройиздат, 1985 г.

6. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. М., Госстрой России, 1995 г.

7. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. М., ГУП ЦПП, 2004 г.

8. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений. М., Стройиздат, 1986 г.

9. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. М., Стройиздат, 1985 г.

10. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. М., ГУП ЦПП, 2004 г.

11. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М., ГУП ЦПП, 2003 г.

12. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. М., ИПК Издательство стандартов, 1995 г.

13. Цытович Н.А. Механика грунтов. Краткий курс. М., Высшая школа, 1983.

14. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Ленинград. Стройиздат, 1988 г.

15. Малышев М.В., Болдырев Г.Г. Механика грунтов, основания и фундаменты (в вопросах и ответах). М., Издательство АВС, 2004 г.

16. Штоль Т.М., Теличенко В.И., Феклин В.Н. Технология возведения подземной части зданий и сооружений. М., 1990 г.

17. Каталог конструктивных элементов фундаментов гражданских и административных зданий. Методические указания к выполнению курсового проекта МГСУ. М., 2003 г.

1 Гранулометрический состав - процентное содержание по массе частиц различной крупности в навеске грунта, использованной для его определения.

2 По условию рII? R0 могут назначаться окончательные размеры фундаментов зданий и сооружений III уровня ответственности (СП 50-101-2004, п 5.5.13).Для сооружения I и II уровней ответственности, фундаменты которых разрабатываются в курсовом проекте, размеры подошвы определяются по условию рII ? R, где R в отличие от R0 вычисляется по формуле (7) [6] с использованием характеристик прочности грунта ? и с. Соответствующие расчеты даны в примерах 3...7.

3 Здесь рассматривается только вариант ленточных или отдельных фундаментов мелкого заложения. Поэтому не упоминается о возможности использования сплошной плиты. Свайный фундамент проектируется в курсовом проекте как альтернативный вариант фундамента мелкого заложения

4 Планировочная отметка может быть и наклонной (DL' на рис. II.2), если разницу в глубине заложения фундаментов нужно снизить.

5 Привязка по высоте должна уточняться в ходе проектирования.

6 для обеспечения перевязки швов в стенах подвала используются типовые блоки разной длины: 2,4; 1,2 и 0,9 м (ФБС24.4.6-т; ФБС12.4.6-т; ФБС9.4.6-т).

7 Расшифровка формулы расчетного сопротивления R, определяемого по формуле (7) СНиП 2.02.0183* [6] и источники, по которым получены значения входящих в нее коэффициентов ?c1,?c2, к, кz , M? , Mq , Mс подробно рассмотрены в примерах 3...7 .

8 Вычисление bz по приведенной формуле возможно при известном значении угла распределения напряжений ? (рис. 9.1 (а)). Для подушки из песка принимается угол ? равным 30...35° [1], стр. 356; [2] стр. 319; [14] стр.297.

9 Нижняя граница сжимаемой толщи (обозначается В.С) проходит через точку, где ?zp =0,2 ?zg, т.е. пересекаются эпюры ?zp и 0,2?zg (рис. 13.1)

---------------

------------------------------------------------------------

---------------

------------------------------------------------------------

1

2 1

20

20

20

64

64 62

Показать полностью…
2 Мб, 27 апреля 2013 в 23:27 - Россия, Москва, МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ), 2013 г., pdf
Рекомендуемые документы в приложении