Характеристики основания фундамента проектируемого здания

Здание жилое с размерами в плане 15 * 45 м. Высота до низа стропильной конструкции10 м. Выбираем основание и два расчетных фундамента по осям «А» и «В».

Фундамент крайнего ряда.

Здание имеет подвал на отметке -1.7 м, и жесткую конструктивную схему. Отношение длины к высоте L/H=4,25. В уровне спланированной отметки земли действует центрально приложенное усилие от нормативной нагрузки интенсивностью, от расчетной нагрузки на 1 м длины.

Грунтовые условия строительной площадки приведены на рисунке.

Фундамент среднего ряда.

Подошва ростверка находится на отметке 0,9 м, высота ростверка.

1,2 м, в уровне отметки земли приложены нагрузки: расчетная, нормативная.

Грунтовые условия строительной площадки приведены на рисунке.

РЕШЕНИЕ РАСЧЕТА ФУНДАМЕНТА

Фундамент крайнего ряда.

Для заданных грунтовых условий строительной площадки проектируем фундамент из сборных железобетонных свай марки С4,5−25 длиной L=4,5 м, с размером стороны квадратного поперечного сечения b = 0,25 м н длиной острия l = 0,25 м. Сваю погружают в грунт с помощью вибропогружателя.

Найдем несущую способность одиночной висячей сваи, ориентируясь на расчетную схему, показанную на рис.1. Площадь поперечного сечения сваи A = 0,25×0,25 = 0,0625 м², периметр u = 0,25×4 = 1,0 м.

По табл.1 для песка мелкого средней плотности при глубине погружения сваи 1,9 + 0,8+4,4 + 0,25 = 7,35 м, интерполируя, находим расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи: R= 2,48 МПа. По табл.1 для свай, погружаемых с помощью вибратора, находим значения коэффициентов условий работы грунта под нижним концом сваи: = 1,1. По этой же таблице для грунта первого и второго слоев определяем коэффициенты условий работы грунта по боковой поверхности сваи:

Толщу грунта, прорезываемого сваей, разбиваем на слои толщиной не более 2 м. Для первого слоя при средней глубине его расположения z₁ =3,3 м для песка средней крупности по табл.3 находим f_t=0,036 МПа. Для второго слоя при средней глубине расположения z₂=4,72 м. Интерполируя, определяем f₂=0,0397 МПа. Для третьего слоя фунта песка мелкого средней плотности при z₃ = 6,30 м находим f₃=0,0423 МПа.

Несущую способность одиночной висячей сваи определяем по формуле Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, по формуле.

составит.

N=0,344/1,4=0,246 МН.

Назначая шаг сваи равным 1 м, найдем требуемое количество свай по формуле.

Окончательно примем две сваи на 1 м фундамента. По конструктивным соображениям высота ростверка принята равной 0,8 м. Стену подвала примем из трех стеновых блоков, каждый из которых имеет размеры: высоту-0,6 м, ширину-0,5 м, длину-2,38 м, вес- 0,0163 МН.

Вычислим вес ростверка приходящего на 1 м фундамента:

Вес грунта, распологающегося на ростверке, Вес трех стеновых блоков на 1 м:

Найдем расчетное значение указанных внешних нагрузок для первой группы предельных состояний, принимая во внимание, что коэффициент надежности по нагрузке для них :

N_pI =1,1×0,03=0,033 МН.

N_gI =1,1×0,018=0,020 МН.

N_сI =1,1×0,021=0,023 МН.

Нагрузка, приходящаяся на одну сваю,.

0,246 МН.

Условие по нагрузке выполняется, так как 0,238<0,246 МН следовательно, фундамент запроектирован правильно.

Определим осредненный угол внутреннего трения основания, прорезываемого сваями:

Найдем ширину условного фундамента:

Вычислим вес свай в фундаменте, имея в виду, что вес одной сваи СК-4,5−25 равен 0,0073 МН:

Определим удельный вес грунта второго слоя с учетом взвешивающего действия воды:

Удельный вес грунта второго слоя с учетом взвешивающего действия воды составил 0,01 МН/м, тогда вес грунта в объеме АБВГ будет равен.

Нормативная нагрузка от веса ростверка и трех стеновых фундаментных блоков была найдена ранее и составила соответственно.

Среднее давление под подошвой условного фундамента составит:

Значения безразмерных коэффициентов для грунта несущего слоя были найдены ранее:

По табл.4 для песка мелкого средней плотности и соотношения L/H = 4,35 находим значение коэффициентов условий работы: г_c1 = l, 3; г_c2 = 1,1.

Определим осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

Вычислим расчетное сопротивление грунта основания по второй группе предельных состояний по формуле.

Проверим выполнение основных условий расчета по второй группе предельных состояний: p = 0,385 < R= 1,144 МПа. Условия выполняются; следовательно, фундамент запроектирован правильно. Расчет осадки для данного типа здания не требуется.

Фундамент среднего ряда.

Для заданных грунтовых условий строительной площадки проектируем фундамент из сборных железобетонных свай марки С6−30 длиной L=6 м, с размером стороны квадратного поперечного сечения b = 0,3 м н длиной острия l = 0,25 м. Сваю погружают в грунт с помощью вибропогружателя.

Найдем несущую способность одиночной висячей сваи, ориентируясь на расчетную схему, показанную на рис.2. Площадь поперечного сечения сваи A = 0,3×0,3 = 0,09 м², периметр u = 0,3×4 = 1,2 м.

По табл.1 для песка мелкого средней плотности при глубине погружения сваи 0,9+5,9 + 0,25 = 7,05 м, интерполируя, находим расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи: R= 2,4 МПа. По табл.1 для свай, погружаемых с помощью вибратора, находим значения коэффициентов условий работы грунта под нижним концом сваи: = 1,1. По этой же таблице для грунта первого и второго слоев определяем коэффициенты условий работы грунта по боковой поверхности сваи:

Толщу грунта, прорезываемого сваей, разбиваем на слои толщиной не более 2 м. Для первого слоя при средней глубине его расположения z₁ =1,9 м для песка средней крупности по табл.3 находим f_t=0,030 МПа. Для второго слоя при средней глубине расположения z₂=3,9 м. Интерполируя, определяем f₂=0,038 МПа. Для третьего слоя фунта песка мелкого средней плотности при z₃ = 5,85 м находим f₃=0,042 МПа.

Несущую способность одиночной висячей сваи определяем по формуле.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, по формуле.

составит.

N=0,499/1,4=0,356 МН.

Назначая шаг сваи равным 1 м, найдем требуемое количество свай по формуле.

Учитывая, что рассматриваемый фундамент является внецентренно нагруженным, примем количество свай в фундаменте n=4, размещая их по углам ростверка с шагом в поперечном и продольном направлениях а=1,0 м.

Вычислим вес ростверка:

Найдем расчетное значение веса ростверка по первой группе предельных состояний:

G_pI =1,1×0,067=0,074 МН.

Условие по максимальной и минимальной нагрузкам выполняется, так как 0,335<0,354 МН и 0,09 <0,354 МН следовательно, фундамент запроектирован правильно.

Определим осредненный угол внутреннего трения основания, прорезываемого сваями:

Найдем ширину условного фундамента:

Вычислим вес свай в фундаменте, имея в виду, что вес одной свая равен 0,0138 МН:

Удельный вес грунта второго слоя с учетом взвешивающего действия воды составил 0,01 МН/м, тогда вес грунта в объеме АБВГ будет равен Вычислим краевые напряжения под подошвой внецентренно нагруженного условного фундамента:

Средние напряжения под подошвой условного фундамента будут равны.

Значения безразмерных коэффициентов для грунта несущего слоя были найдены ранее:

По табл.4 для песка мелкого средней плотности и соотношения L/H = 0,45 находим значение коэффициентов условий работы: г_c1 = l, 3; г_c2 = 1,3.

Определим осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

Вычислим расчетное сопротивление грунта основания по второй группе предельных состояний по формуле.

Проверим выполнение основных условий расчета по второй группе предельных состояний: р_max = 0,385 < 1,2R = 2,04 МПа; p_min = 0,159 > 0; p = 0,272.