Фундамент на естественном основании

Выбор глубины заложения

1. В зависимости от ИГУ площадки

За несущий слой принимаем суглинок

2. В зависимости от климатических условий

Место строительства – г. Челябинск

Нормативная глубина промерзания:

= 1,51 м

= 43 (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»)

– 0,23 м для суглинка

Расчетная глубина промерзания

=1,66 м

– коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимается по СНиП 2.02.01-83* для неотапливаемых зданий = 1,1

3. В зависимости от конструктивных особенностей здания

Конструктивное решение здания предусматривает наличие подвала.

=2,8 м

Высота подвала

= 2 м

Толщина пола подвала

= 0,2 м

Толщина плиты

= 0,6 м

Проектируем фундамент с глубиной заложения не менее = 2,8 м

 

Определение площади подошвы фундамента

1) d = 3,0 м

= 12,61 кН/м³

= 162,49 кПа

= 87,22 м²

Принимаем 1

b = l = = 9,33 м

Принимаем 0,85

= 10,13

= 8,6 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

2) d = 4,0 м

= 11,68 кН/м³

= 185,34 кПа

= 84,87 м²

Принимаем 1

b = l = = 9,2 м

Принимаем 0,85

= 9,99

= 8,5 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

3) d = 4,5 м

= 11,37 кН/м³

= 196,77 кПа

= 83,73 м²

Принимаем 1

b = l = = 9,15 м

Принимаем 0,85

= 9,93

= 8,4 м

Принимаем 0,7

= 10,94

= 7,65 м

Принимаем 0,85

= 9,93

= 8,4 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента: d = 4,5 м

Размеры подошвы фундамента:

= 9,2 м

= 9,2 м

= 84, 64 м²

Расчетное сопротивление при b = 9,2 м

 

Данные по СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» для суглинка:

грунт
cуглинок				0,39		2,57	5,15

 

d = 4,5 м

= 11,37 кН/м³

= 225,22 кПа

Конструирование фундамента

Определение собственного веса фундамента и веса грунта на его уступах

=98,4 м³

= 282,48 м³

·98,4 = 2460 кН

= 11,37·282,48 = 3211,8 кН

 

 

Проверка давления по подошве

= 0,11 м

= 185,03 кПа

= 160,21 кПа

Требуемые условия:

= 172,62 кПа < R = 225,22 кПа

кПа

Расчет прочности фундамента на продавливание

Площадь продавливания:

=0,5(1,8+2·1,75+9,2)1,95 = 14,14 м²

Среднее арифметическое величины периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания:

= 3,55 м

МПа (для бетона В15)

= 222,036 кПа

Продавливающая сила:

= 3139,59 кН

= 4659,38 кН

= 3139,59 кН < = 4659,38 кН

Условие выполняется, прочность достаточна.

 

 

Расчет ростверка на смятие торцом колонны

Расчетное сопротивление бетона смятию:

кН/м²

Площадь смятия:

, т.к. распределение местной нагрузки по площади смятия равномерное

кН

Условие прочности выполняется.

Расчет осадки

Расчет осадки производим методом послойного суммирования (метод СНиП 2.02.01-83*).

Грунт	Номер точки	z, м	, кПа			α	, кПа	E, кПа
Суглинок γII = 8,9 кН/м3			44,17				140,86
		61,97		0,435	0,957	134,8
		79,77		0,869	0,766	107,9
		97,57		1,304	0,567	79,87
	6,7	103,8		1,457	0,504	70,97

 

Осадка основания S определяется методом послойного суммирования по формуле:

Полученное значение осадки сравниваем с допустимым:

Осадки:

= 0,028 м

= 0,024 м

= 0,019 м

= 0,005 м

= 0,061 м = 6,1 см

= 8 см

Осадка фундамента в пределах допустимой.

 

Свайный фундамент

Выбор свай

Сваи, прорезая суглинок мягкопластичный, опираются на малосжимаемый грунт – сланец, по характеру работы являются сваями-стойками. По характеру изготовления принимаем забивные призматические железобетонные сваи.

Длина сваи:

Заделка свай в ростверк:

= 0,05 м

Заделка свай в грунт несущего слоя:

= 1,5 м

Мощность прорезаемых грунтов:

= 8,4 м

= 9,95 м

Принимаем сваи железобетонные забивные призматические (по ГОСТ 19804-78) С10-35.

Бетон В20 (

Арматура A–1 (d = 12 мм; )

Сечение 35˟35 см

Выбор глубины заложения ростверка

4. В зависимости от ИГУ площадки

За несущий слой принимаем суглинок

5. В зависимости от климатических условий

Место строительства – г. Челябинск

Нормативная глубина промерзания:

= 1,51 м

= 43 (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»)

– 0,23 м для суглинка

Расчетная глубина промерзания

=1,66 м

– коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимается по СНиП 2.02.01-83* для неотапливаемых зданий = 1,1

6. В зависимости от конструктивных особенностей здания

Конструктивное решение здания предусматривает наличие подвала.

=2,8 м

Высота подвала

= 2 м

Толщина пола подвала

= 0,2 м

Толщина плиты

= 0,6 м

Проектируем ростверк с глубиной заложения = 2,8 м

Определение несущей способности свай

1. По грунту

= 1·10000·0,35² = 1225 кН

2. По материалу

= 1·1·(1·11,5·10^3·0,35²+215·10³·452·10^-4) = =11126,75 кН

В расчет принимаем = 1225 кН

Расчетное значение нагрузки на сваю:

=875 кН

= 1,4, т. к. несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта.

 

Давление под подошвой ростверка:

793,3 кН/м²

Площадь подошвы ростверка:

= 14,66 м²

= ·n = 8940·1,2 = 10728 кН

Вес ростверка с грунтом на уступах:

= 20·2,8·14,66·1,1 = 903,1 кН

Количество свай в ростверке:

= 15,95

= 1,2 – коэффициент, учитывающий действие момента

Принимаем 16

 

 

Конструкция ростверка

 

 

Определение веса ростверка и веса грунта на уступах

= 23,17 м³

= 13,12 м³

·23,17 = 579,25 кН

= 12,87·13,12 = 168,85 кН

= 12,87 кН/ м³

= 1,2 = 695,1 кН

= 1,2 = 202,62 кН

Проверка усилий, передаваемых на сваи

Проверку расчетных усилий, передаваемых на сваи, выполняем по условию:

Расчетное усилие, передаваемое на сваю:

= = 11625,72 кН

кН·м

кН

кН

Все сваи сжаты, максимальное усилие на сваю не превышает силы расчетного сопротивления сваи.

 

Прверка прочности ростверка на продавливание колонной

Проверка ростверка на продавливание внецентренно нагруженной колонной производиться из условия:

Продавливающее усилие:

Все сваи расположены в пределах нижнего основания пирамиды продавливания. Расчет прочности ростверка на продавливание не производится.

Расчет ростверка по поперечной силе в наклонных сечениях

 

Сумма расчетных усилий свай, находящихся за пределами наклонного сечения:

кН

Длина проекции наклонного сечения:

с = 500 мм

Материал ростверка – бетон Б20, = 0,9 МПа.

кН

Условие прочности выполняется.

Расчет ростверка на смятие торцом колонны

Расчетное сопротивление бетона смятию:

кН/м²

Площадь смятия:

, т.к. распределение местной нагрузки по площади смятия равномерное

кН

Условие прочности выполняется.

Расчет осадки

Проверка осадки не требуется, т. к. по характеру работы сваи являются сваями-стойками.