Дипломная работа: Основание и фундаменты

d = 2,5м - глубина заложения фундамента;

Для гражданского здания с колоннами принимаем фундамент стаканного типа:

Принимаем

§ Определение размеров песчаной подушки:

- угол рассеивания напряжений

Проверка подстилающего слоя

Грунтовая подушка заменяется слоем песчаного грунта толщиной hпод.

Рис.14

Проверяем грунт № 7: =293кПа, МПа

Необходимо проверить следующее условие:

, где

- вертикальные нормальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента, от внешнего давления;

,где

б - коэффициент, который зависит от ; и принимается по СНиП

2.02.01-83* по приложению 2, таблице 1.

При и = 0,8344 - по интерполяции.

-дополнительное давление:

, где

- среднее давление под подошвой фундамента:

- напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

- вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента:

где

- расчетное сопротивление слабого слоя грунта на глубине z от подошвы фундамента:

где

и - коэффициенты условия работы, принимаемые по таблице № 3 СНиП 2.02.01-83* для грунта №7 (супесь, IL=5%): =1,2 =1;

K=1,1- коэффициент зависящий от способа определения прочностных характеристик ( и ), прочностные характеристики принятый по таблице 1-3 приложение 1 СНиП 2.02.01-83*;

- коэффициент зависит от ширины подошвы условного фундамента;

Принимаем при : =1.

- ширина подошвы условного фундамента

- площадь подошвы условного фундамента;

где

=380 кН/м, вертикальная нагрузка на обрез фундамента (по II группе предельных состояний);

- вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента, от нагрузки на фундамент; =195,15кПа

- приведенная глубина заложения фундамента:

, где

=1,7м-расстояние от низа пола подвала до грунта № 7;

- средний удельный вес конструкции пола подвала. Принимаю для бетонного пола =22кН/м3;

=0,2м - толщина пола подвала;

=2,1м - глубина подвала определяется по схеме, от поверхности грунта до верха пола подвала;

=14,0 кПа - удельное сцепление грунта № 7;

- средний удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента;

Рис.15

- средний удельный вес грунтов залегающих ниже подошвы условного фундамента:

- условие выполняется.

§ Расчет осадки фундамента

Осадка основания S определяется методом послойного суммирования

- Все основание делится на слои мощностью :

> , где

- ширина подошвы фундамента;

- - расстояние от подошвы фундамента до поверхности -го слоя;

-- осадка поверхности -го слоя:

, где

-мощность -го слоя;

- модуль деформации -го слоя;

- напряжение от внешнего давления по середине -го слоя;

- - в пределах сжимаемой толщи

- для метода послойного суммирования;

Чтобы определить сжимаемую толщу надо построить три эпюры:

- эпюра напряжений от внешнего давления.

- эпюра напряжений от собственного веса грунта.

- (при Е > 5 МПа) или (при Е ? 5 МПа).

Su - предельно допустимая осадка (по СНиП 2.02.03-83* приложение 4) Su=8см для колонн;

Осадку рассчитываем в табличной форме:

Таблица 4

- условие выполняется.

1.Выбор оптимального варианта фундамента

Расходы на 1 фундамент под колонну

Таблица 5

Vp = Нкотл*Lкотл* Bкотл.

Lкотл - длина котлована.

Bкотл - ширина котлована.

Нкотл - высота котлована.

Вывод: Оптимальным является фундамент на естественном основании. В данном проекте принимаем его в качестве фундамента под всё здание.

11.Расчет оптимального варианта фундамента под все здание

Сечение II-II

Расчетная схема:

Рис.16

§ Определяем размеры подошвы фундамента

Принимаем высоту подошвы равной 0,3 м.

Необходимая площадь подошвы фундамента определяется по формуле:

, где:

- вертикальная нагрузка на обрез фундамента по 2 ГПС;

- условное расчетное сопротивление грунта основания;

- средний удельный вес материала фундамента и грунта на уступах;

- глубина заложения фундамента;

Фактическая площадь подошвы:

, тогда, учитывая, что фундамент монолитный под колонны (жилое каркасное здание), получаем:

, принимаем .

§ Расчетное сопротивление грунта основания

- коэффициенты условий работы несущего грунта, принимаются по СНиП 2.02.01-83*;

- коэффициент, принимаемый равным ;

- угол внутреннего трения;

М= 1,15; Mq =5,59; Мс = 7,95 - коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.02.01-83* в зависимости от ( угол внутреннего трения), ;

- коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента, кz = 1 (b?10м)

- ширина подошвы фундамента;

- приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

- толщина конструкции пола подвала;

- среднее расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 .

Рис.17

где - удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

- то же, для грунтов, залегающих выше подошвы

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, определяется по СНиП 2.02.01-83*.

§ Среднее давление под подошвой фундамента

Проверка прочности:

(26,49%)

Изменяем длину и ширину подошвы фундамента:

Принимаем b = l = 1,5м, тогда:

Проверка прочности:

(1,63%)

Окончательно принимаем b = l = 1,5м.

§ Проверка подстилающего слоя

Рис.18

Проверяем грунт № 16: =165кПа, МПа

Необходимо проверить следующее условие:

, где

- вертикальные нормальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента, от внешнего давления;

где

б - коэффициент, который зависит от ; и принимается по СНиП

2.02.01-83* по приложению 2, таблице 1.

При и = 0,173 - по интерполяции.

, где

- среднее давление под подошвой фундамента, = 381,33кН;

- напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

- вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта на глубине z под подошвой фундамента:

- расчетное сопротивление слабого слоя грунта на глубине z от подошвы фундамента:

где

и - коэффициенты условия работы, принимаемые по таблице № 3 СНиП 2.02.01-83* для слабого слоя: =1 =1;

K=1,1- коэффициент зависящий от способа определения прочностных характеристик ( и ), прочностные характеристики принятый по таблице 1-3 приложение 1 СНиП 2.02.01-83*;

- коэффициент зависит от ширины подошвы условного фундамента;

Принимаем при : =1.

- ширина подошвы условного фундамента

- площадь подошвы условного фундамента;

где

=750 кН/м, вертикальная нагрузка на обрез фундамента (по II группе предельных состояний);

- вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента, от нагрузки на фундамент; =65,6кПа

- приведенная глубина заложения фундамента:

, где

=4,0м-расстояние от низа пола подвала до слабого слоя грунта № 16;

- средний удельный вес конструкции пола подвала. Принимаю для бетонного пола =22кН/м3;

=0,2м - толщина пола подвала;

=1,1м - глубина подвала определяется по схеме, от поверхности грунта до верха пола подвала;

=11,0 кПа - удельное сцепление грунта, пониженной прочности (№ 16); - средний удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента;

Рис.19

- средний удельный вес грунтов залегающих ниже подошвы условного фундамента:

- условие выполняется.

§ Расчет осадки фундамента

Осадка основания S определяется методом послойного суммирования

- Все основание делится на слои мощностью :

> , где

- ширина подошвы фундамента;

- - расстояние от подошвы фундамента до поверхности -го слоя;

-- осадка поверхности -го слоя:

, где

-мощность -го слоя;

- модуль деформации -го слоя;

- напряжение от внешнего давления по середине -го слоя;

- - в пределах сжимаемой толщи

- для метода послойного суммирования;

Чтобы определить сжимаемую толщу надо построить три эпюры:

- эпюра напряжений от внешнего давления.

- эпюра напряжений от собственного веса грунта.

- (при Е > 5 МПа) или (при Е ? 5 МПа).

Su - предельно допустимая осадка (по СНиП 2.02.03-83* приложение 4) Su=8см для колонн;

Осадку рассчитываем в табличной форме:

Таблица 6

- условие выполняется.

Рис.20

Сечение III-III

Расчетная схема:

Рис.21

Определяем размеры подошвы фундамента

Принимаем высоту подошвы равной 0,3 м.

Необходимая площадь подошвы фундамента определяется по формуле:

, где:

- вертикальная нагрузка на обрез фундамента по 2 ГПС;

- условное расчетное сопротивление грунта основания;

- средний удельный вес материала фундамента и грунта на уступах;

- глубина заложения фундамента;

Фактическая площадь подошвы:

, тогда, учитывая, что фундамент монолитный под колонны (жилое каркасное здание), получаем:

, принимаем .

§ Расчетное сопротивление грунта основания

- коэффициенты условий работы несущего грунта, принимаются по СНиП 2.02.01-83*;

- коэффициент, принимаемый равным ;

- угол внутреннего трения;

М= 1,15; Mq =5,59; Мс = 7,95 - коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.02.01-83* в зависимости от ( угол внутреннего трения), ;

- коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента, кz = 1 (b?10м)

- ширина подошвы фундамента;

- приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

- толщина конструкции пола подвала;

- среднее расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 .

Рис.22

где - удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

- то же, для грунтов, залегающих выше подошвы

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, определяется по СНиП 2.02.01-83*.

§ Среднее давление под подошвой фундамента

Проверка прочности:

(4,9%)

§ Проверка подстилающего слоя

Рис.23

Проверяем грунт № 16: =165кПа, МПа

Необходимо проверить следующее условие:

, где

- вертикальные нормальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента, от внешнего давления;

,где

б - коэффициент, который зависит от ; и принимается по СНиП

2.02.01-83* по приложению 2, таблице 1.

При и = 0,0429 - по интерполяции.

-дополнительное давление:

, где

- среднее давление под подошвой фундамента, = 341,88кН;

- напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

- вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта на глубине z под подошвой фундамента:

- расчетное сопротивление слабого слоя грунта на глубине z от подошвы фундамента:

где

и - коэффициенты условия работы, принимаемые по таблице № 3 СНиП 2.02.01-83* для слабого слоя: =1 =1;

K=1,1- коэффициент зависящий от способа определения прочностных характеристик ( и ), прочностные характеристики принятый по таблице 1-3 приложение 1 СНиП 2.02.01-83*;

- коэффициент зависит от ширины подошвы условного фундамента;

Принимаем при : =1.

- ширина подошвы условного фундамента

- площадь подошвы условного фундамента;