Выбор и расчет фундамента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Оценка инженерно-геологических условий

1.1 Описание геологического разреза

С поверхности залегает слой насыпного грунта мощностью 1 м., далее расположен слой песка средней крупности толщиной 1 м., ниже расположен слой суглинка толщиной 4 м, ниже залегает слой глины.

Уровень грунтовых вод расположен на отметке -4 м.

Нормативная глубина промерзания для г. Томска 2,40 м.

1.2 Физико-механические показатели грунтов

№	Наименование грунта	с, г/смі	сs, г/смі	W, %	m0, МПа-1	Е, МПа	Кf, см/с	ц, град	С, кПа	WL, %	WP, %
24	Песок средней крупности	1,96	2,65	21	0,0006	32	2,6*10-2	36	-	-	-
11	Суглинок	1,9	2,66	25,0	0,0015	20	8,0*10-8	18	15	37	23
5	Глина	1,9	2,7	33,5	0,002	16	2,8*10-8	13	26	45	27

Песок средней крупности:

1.) Плотность сухого грунта:

2.) Пористость грунта:

3.) Коэффициент пористости:



по таблице Б18 ГОСТ 25100-95: 0,55<<0,7 - песок средней плотности.

4.) Степень водонасыщения:

по таблице Б17 ГОСТ 25100-95: 0,80<<1,00 - насыщенный водой.

5.) по таблице 3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83* т.к. песок средней плотности и насыщенный водой

Суглинок:

1.) Плотность сухого грунта:

2.) Пористость грунта:

3.) Коэффициент пористости:

4.) Число пластичности:

%

по таблице Б11 ГОСТ 25100-95: 7<<17 - суглинок.

5.) Консистенция. Показатель текучести:

по таблице Б14 ГОСТ 25100-95 17 0<<0,25 - полутвердый.

6) по таблице 3 приложения В СП22.13330.2011

	Коэффициент пористости е	Значения RO, кПа (кгс/смІ), при показателе текучести грунта
		IL = 0	IL = 1
Суглинки	0,5	300 (3)	250 (2,5)
	0,7	250 (2,5)	180 (1,8)
	1,0	200 (2)	100 (1)

округляем

Глина:

1) Плотность сухого грунта:

2) Пористость грунта:



3) Коэффициент пористости:

4.) Число пластичности:

по таблице Б11 ГОСТ 25100-95: > 17 - глина.

5) Консистенция. Показатель текучести:

по таблице Б14 ГОСТ 25100-95 17: 0,25<- тугопластичная.

Пылевато-глинистые грунты	Коэффициент пористости е	Значения RO, кПа (кгс/смІ), при показателе текучести грунта
		IL = 0	IL = 1
Глины	0,5	600 (6)	400 (4)
	0,6	500 (5)	300 (3)
	0,8	300 (3)	200 (2)
	1,1	250 (2,5)	100 (1)

2. Характеристики здания и определение действующих нагрузок

2.1 Описание здания

Рис. 1 Расчётная схема здания

Место строительства г. Томск, количество этажей 8, размеры в плане: , , . Колонны железо-бетонные сечением , железо-бетонные плиты перекрытия, самонесущие стены из железо-бетонных блоков толщиной 0,4 м, навесные стены из железо-бетонных панелей толщиной 0,3 м.

2.2 Определение действующих нагрузок

Сечение 1-1:

1.) Нагрузка от колонны:

2.) Нагрузка от стен:

3.) Момент стены:

4.) Нагрузка от перекрытий и покрытий:

5.) Нагрузка на перекрытия и покрытия:

6.) Снеговая нагрузка:

где - вес снегового покрова на 1 мІ горизонтальной поверхности земли для г. Томск в соответствии с СП20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»

7.) Нагрузка на обрез фундамента:

где - коэффициент надежности по нагрузке;

Сечение 2-2:

1.) Нагрузка от колонны:

2.) Нагрузка от стен:

3.) Момент стены:

4.) Нагрузка от перекрытий и покрытий:

5.) Нагрузка на перекрытия и покрытия:

6.) Снеговая нагрузка:

где - вес снегового покрова на 1 мІ горизонтальной поверхности земли для г. Томск в соответствии с СП20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»

7.) Нагрузка на обрез фундамента:

Сечение 3-3:

1.) Нагрузка от колонны:

2.) Нагрузка от стен:

3.) Момент стены:

4.) Нагрузка от перекрытий и покрытий:

5.) Нагрузка на перекрытия и покрытия:

6.) Снеговая нагрузка:

где - вес снегового покрова на 1 мІ горизонтальной поверхности земли для г. Томск в соответствии с СП20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»

7.) Нагрузка на обрез фундамента:

Максимальная нагрузка на обрез фундамента находится в сечении 1-1:

3. Выбор варианта фундамента

3.1 Расчет отдельно-стоящего фундамента

Выбор глубины заложения фундамента

Рис. 2. К расчету отдельно-стоящего фундамента

- уровень грунтовых вод;

- нормативная глубина промерзания для г. Томск;

- расчетная глубина промерзания, где - коэф. теплового режима;

Для суглинка с показателем текучести I_L 0,25 (I_L =0,143) и d_f + 2> d_w (2,4+2>4) глубина заложения не менее d_f по табл. 2 СП 22.13330.2011

Назначаем

Предварительные размеры подошвы фундамента

где - суммарная расчетная нагрузка по обрезу фундамента при расчете по деформациям, кН;

- расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

- средний удельный вес грунта и материала фундамента в пределах объема, обычно принимается от 20 до 22 кН/мі, а при наличии подвала над уступами 16 - 19 кН/мі;

- глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки около фундамента или пола здания по грунту, м.

Расчетное сопротивление грунта:

где - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 5.4

СП 22.13330.2011;

- т.к. характерисики грунта взяты из лабораторных исследований;

- коэффициенты, принимаемые по табл. 5.5 СП 22.13330.2011;

- т.к. ;

кН/мі - удельный вес грунта под подошвой;

кН/мі - удельный вес грунта над подошвой;

d_b - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B 20 м и глубиной свыше 2 м принимается d_b = 2 м;

кПа - удельное сцепление грунта под подошвой;

Определение размеров подошвы фундамента

Конструирование фундамента

Рис. 3 Отдельно-стоящий фундамент



Среднее давление под подошвой фундамента:

Краевые напряжения:

3.2 Расчет ленточного фундамента

Выбор глубины заложения фундамента:

Рис. 4. К расчету ленточного фундамента

- уровень грунтовых вод;

- нормативная глубина промерзания для г. Томск;

- расчетная глубина промерзания, где - коэф. теплового режима;

Для суглинка с показателем текучести I_L 0,25 (I_L =0,14) и d_f + 2> d_w (2,4+2>4) глубина заложения не менее d_f по табл. 2 СП 22.13330.2011

Назначаем

Предварительные размеры подошвы фундамента:

Расчетное сопротивление грунта:

Определение размеров подошвы фундамента:

Конструирование фундамента:

Рис. 5 Ленточный фундамент

Среднее давление под подошвой фундамента:

Краевые напряжения:

3.3 Расчет свайного фундамента

Предварительная длина сваи:

Рис. 6. К расчету свайного фундамента

Предварительную длину сваи выбираем 15 м из геологических соображений. По ГОСТ 19804-79* принимаем сваю СНпр15-35, квадратного сечения 350*350, марка бетона В20, класс арматуры А240 (4?12).

Глубина заложения ростверка:

, где h_f =2,4 м. Принимаем

Определение несущей способности

Глубина погружения нижнего конца сваи, м.	Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай-оболочек, погружаемый без выемки грунта, R, кПа (тс/мі)
	песчаных грунтов средней плотности
	гравелистых	крупных	-	средней крупности	мелких	пылеватых	-
	пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном
	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
3	7500 (750)	6600 (660) 4000 (400)	3000 (300)	3100 (310) 2000 (200)	2000 (200) 1200 (120)	1100 (110)	600 (60)
4	8300 (830)	6800 (680) 5100 (510)	3800 (380)	3200 (320) 2500 (250)	2100 (210) 1600 (160)	1250 (125)	700 (70)
5	8800 (880)	7000 (700) 6200 (620)	4000 (400)	3400 (340) 2800 (280)	2200 (220) 2000 (200)	1300 (130)	800 (80)
7	9700 (970)	7300 (730) 6900 (690)	4300 (430)	3700 (370) 3300 (330)	2400 (240) 2200 (220)	1400 (140)	850 (85)
10	10500 (1050)	7700 (770) 7300 (730)	5000 (500)	4000 (400) 3500 (350)	2600 (260) 2400 (240)	1500 (150)	900 (90)
15	11700 (1170)	8200 (820) 7500 (750)	5600 (560)	4400 (440) 4000 (400)	2900 (290)	1650 (165)	1000 (100)
20	12600 (1260)	8500 (850)	6200 (620)	4800 (480) 4500 (450)	3200 (320)	1800 (180)	1100 (110)
25	13400 (1340)	9000 (900)	6800 (680)	5200 (520)	3500 (350)	1950 (195)	1200 (120)
30	14200 (1420)	9500 (950)	7400 (740)	5600 (560)	3800 (380)	2100 (210)	1300 (130)
35	15000 (1500)	10000 (1000)	8000 (800)	6000 (600)	4100 (410)	2250 (225)	1400 (140)

где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый = 1;

R= 3642кПа - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по табл. 1 СНиП 2.02.03-85*;

A - площадь опирания на грунт сваи, мІ;

- расчетные сопротивления слоев грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемые по табл. 2 СНиП 2.02.03-85*;

h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

- коэффициент условий работы;

- коэффициент условий работы;

Допустимая нагрузка на сваю:

где коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4 согласно СНиП 2.02.03-83*

Определение несущей способности сваи по материалу:

где =1 - коэффициент условий работы;

=1 - коэффициент, учитывающий гибкость сваи;

=11500 кПа - расчетное сопротивление бетона В20 при осевом сжатии;

=225000 кПа - расчетное сопротивление арматуры сжатию;

=0,1225 мІ - площадь поперечного сечения сваи;

мІ - суммарная площадь поперечного сечения продольных стержней арматуры.

Допустимая нагрузка на сваю:



где коэффициент надежности, принимаемый равным 1.

К расчету принимаем минимальную несущую способность

Среднее условное давление под ростверком:

Ориентировочная площадь ростверка:

где - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;

= 4,5 м - глубина заложения ростверка;

=20 кН - средний нормативный удельный вес материала ростверка и грунта на обрезах.

Требуемое количество свай:

где

Конструирование фундамента:

Рис. 7 Свайный фундамент

Вес ростверка:

Вес грунта:

Нагрузка на сваю в крайнем ряду:

5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов

Рис. 8 Объем земляных работ

Наименование работ	Ед. изм	Отдельностоящий	Ленточный	Свайный
		Ст-ть	V	Всего	Ст-ть	V	Всего	Ст-ть	V	Всего
Разработка грунта под фундаменты глубиной до 3,0 м	мі	28	330,48	9253,44	28	264,96	6652,8	28	314,55	8807,4
Фундаменты железобетонные под колонны	мі	565	10,37	5859,05
Фундаменты ленточные железобетонные под колонны	мі				640	9,68	6195,2
Ростверк железобетонный под железобетонные колонны	мі							565	5,95	3361,75
Железобетонные сваи с забивкой более 12 м	мі							1460	1,84	2686,4
Итого:				15112,5			13614,1			12951,6

фундамент геологический здание нагрузка

- для отдельностоящего фундамента

- для ленточного фундамента

- для свайного фундамента

Размещено на Allbest.ru

...