Курсовая работа (т): Расчет и устройство фундаментов мелкого заложения
Рис.6 Расчетная схема определения давления на фундамент
.6 Уточнение расчетного сопротивления грунта основания при выбранной
ширине подошвы фундамента
Расчетное сопротивление определяется по СП 12.13330.2011 (формула (5.7),
с учетом ширины подошвы фундамента.
где с1 = 1,2 (коэффициент с1 зависит от вида грунтов, лежащих в основании здания. IL = 0,5, т.е. 0,25≤ IL ≤ 0,5, согласно СНиПа с1 = 1,2) - коэффициент, условий работы, принимаемый по табл. 3 <#"890886.files/image012.gif">
.7
Проверка давления, действующего на грунт основания
а) для среднего давления на грунт: РIIср ≤R
для 1,2,3,4,5 типов фундамента:
РIIср1=198,11 кПа ≤ 223,6 кПа
РIIср2=190,78 кПа ≤ 252,58 кПа
РIIср3=197,99 кПа ≤ 255,92 кПа
РIIср4=187,61 кПа ≤ 249,23 кПа
РIIср5=195,5 кПа ≤ 235,87 кПа
б) для максимального краевого давления при эксцентриситете относительно главной оси: Pmax ≤ 1,2*Rmax для всех типов фундамента ≤1,2*R (т.к. эксцентриситет для 1,3,4,5 -го типов фундамента <0, выбираем Pmax максимальные из значений Pmax и Pmin):max 1=267,54 кПа ≤ 223,6*1,2=303,09 кПаmax 2=193,16 кПа ≤ 252,58*1,2=303,09 кПаmax 3=200,07 кПа ≤ 255,92*1,2=307,1 кПаmax 4=200,18 кПа ≤ (249,23*1,2)=299,07 кПаmax 5=254,15 кПа ≤ (235,87*1,2)=283,04 кПа
Данные,
сведенные в табл. 14, подтверждают выполнение данного условия. Для всех типов
фундаментов: Pmin ≥0. Таким образом, все требуемые условия
выполняются.
.8
Проверка слабого подстилающего слоя
Так
как в основании фундамента под несущим слоем грунта не залегает слой более
слабого грунта, необходимости в его проверке нет.
.9
Расчет основания по деформациям (по второму предельному состоянию). Определение
осадки фундамента методом послойного суммирования
Расчет осадки фундамента производится методом послойного суммирования. Основание под подошвой фундамента разбиваем на элементарные слои, 8-10 точек. Толщина каждого слоя hi не должна превышать: hi≤0,4b, где b - ширина подошвы фундамента.
Для
расчета осадки методом послойного суммирования на разных глубинах определяем
напряжение от собственного веса грунта σzg по
формуле:
где
σzg0 - природные напряжения в
точке 0, n - число слоев грунта в пределах глубины z; γi -
удельный вес i - го слоя, кН/м3; hi -
толщина i - го слоя, м. Дополнительные напряжения σzp
в точке 0 определяют по формуле:
Табл.15 Значения коэффициента α
В
нижележащих точках дополнительные напряжения определяются:
где α - коэффициент, зависящий от отношений l/b = КП, 2z/b = m и принимаемый по таблице 15, l и b соответственно длина и ширина фундамента; z - расстояние от подошвы фундамента до i-ой точки.
При
определении σzp
принимаем, что грунт однороден и изотропен на значительную глубину, давление по
подошве фундамента распределяется равномерно. По полученным значениям σzp
и σzg строим
эпюры давлений на разных глубинах: эпюру σzp - от
природной поверхности земли, а эпюру σzg - от
подошвы фундамента (рисунок 6.4). Эти эпюры строят до нижней границы активной
зоны, которую устанавливают из условия:
σ,гр ≤0,2 σ,zg
Для
определения напряжений σzp
необходимо найти дополнительные давления, МПа, в плоскости подошвы фундамента
из выражения:
σzp0 = pII - σz0g = pII - γIIddф
где
pII - давление по подошве фундамента от расчетных
нагрузок при расчете по II группе предельных состояний, кПа; σz0g - природное вертикальное напряжение на глубине
подошвы фундамента, считая от природного рельефа, кПа; γIId - удельный вес грунта в пределах глубины заложения фундамента d,
кН/м3. Ниже границы сжимаемой толщи грунт можно считать практически
несжимаемым, поэтому осадку фундамента считаем до нижней границы сжимаемой
толщи по формуле:
Где β0 - безразмерный коэффициент, учитывающий условность расчетной схемы, принимаемый равным 0,8; n - число слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания; σzpi - среднее вертикальное (дополнительное) напряжение, возникающее в i-ом слое, кПа); hi - толщина i-ого слоя грунта (м) (не более 0,4b); E0i - модуль общей деформации i-ого слоя грунта, кПа.
Для
типов фундамента 1,2,3,4,5 рассчитываем значения σzg0 и σzp0:
Табл.16 Значения σzg0 и σzp0
|
Тип фундамента |
dф, м |
γc |
σzg0 |
РII |
σzp0 |
|
1 |
1,35 |
18,20 |
24,57 |
198,11 |
173,54 |
|
2 |
1,35 |
18,20 |
24,57 |
190,78 |
166,21 |
|
3 |
1,55 |
18,20 |
28,21 |
197,99 |
169,78 |
|
4 |
1,35 |
18,20 |
24,57 |
187,61 |
163,04 |
|
5 |
1,35 |
18,20 |
24,57 |
195,5 |
170,93 |
Определяем α для каждого типа фундамента по таблице 15. Для 1-го типа фундамента значение Кп=l/b, равно 1,2. Для 2-го и 4-го типов фундамента значения Кп=l/b, равны соответственно 1,33 и 1,27, и α практически одинаковы, т.к. точность берем до второго знака после запятой.
А для 3-го и 5-го типов фундамента значения Кп=l/b, равны
соответственно 1,58 и 1,42, значения α различаются. Результаты вычислений
сводим в таблицы:
Таблица 17а
|
|
|
Тип фундамента 1 |
|
|
||||||
|
Слои основания |
№ точки |
hi, м |
z, м |
m=2z/b |
α |
σzg, кПа |
σzp, кПа |
0,2*σzg, кПа |
σzpi*hi/E0i |
S, м |
|
глина серая пылеватая, слоистая (ленточная), γII=18,2 кН/м3, Е0=3500 кПа |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,00 |
24,57 |
173,54 |
4,91 |
0,0000 |
|
|
|
1 |
0,72 |
0,72 |
0,4 |
0,97 |
37,67 |
168,33 |
7,53 |
0,0346 |
|
|
|
2 |
0,72 |
1,44 |
0,8 |
0,83 |
50,78 |
144,04 |
10,16 |
0,0296 |
|
|
|
3 |
0,72 |
2,16 |
1,2 |
0,65 |
63,88 |
112,80 |
12,78 |
0,0232 |
|
|
|
4 |
0,72 |
2,88 |
1,6 |
0,50 |
76,99 |
86,08 |
15,40 |
0,0177 |
|
|
|
5 |
0,72 |
3,6 |
2 |
0,38 |
90,09 |
65,77 |
18,02 |
0,0135 |
|
|
|
6 |
0,72 |
4,32 |
2,4 |
0,29 |
103,19 |
51,02 |
20,64 |
0,0105 |
|
|
|
7 |
0,45 |
4,77 |
2,65 |
0,26 |
111,38 |
45,64 |
22,28 |
0,0059 |
|
|
супесь серая, легкая, слабо слоистая с линзами песка, γII=19,2 кН/м 3, Е0=14000 кПа |
8 |
0,72 |
5,04 |
2,8 |
0,23 |
124,49 |
40,26 |
24,90 |
0,0083 |
|
|
|
9 |
0,72 |
5,76 |
3,2 |
0,19 |
137,59 |
32,45 |
27,52 |
0,0067 |
|
|
|
10 |
0,72 |
6,48 |
3,6 |
0,15 |
150,70 |
26,55 |
30,14 |
0,0055 |
0,124 |
|
|
11 |
0,72 |
7,2 |
4 |
0,13 |
163,80 |
22,04 |
32,76 |
0,0045 |
|
|
|
12 |
0,72 |
7,92 |
4,4 |
0,11 |
176,90 |
18,57 |
35,38 |
0,0038 |
|
|
|
13 |
0,72 |
8,64 |
4,8 |
0,09 |
190,01 |
15,97 |
38,00 |
0,0033 |
|
|
|
14 |
0,18 |
9,27 |
5,15 |
0,08 |
193,28 |
13,19 |
38,66 |
0,0007 |
|
|
суглинок темно-серый, тяжелый, с линзами песка, включениями гальки (морена), γII =21,5 кН/м 3, Е0=18000 кПа |
15 |
0,72 |
9,36 |
5,2 |
0,08 |
206,39 |
13,71 |
41,28 |
0,0028 |
|
|
|
16 |
0,72 |
10,08 |
5,6 |
0,07 |
219,49 |
11,97 |
43,90 |
0,0025 |
|
|
|
17 |
0,72 |
10,8 |
6 |
0,06 |
232,60 |
10,41 |
46,52 |
0,0021 |
|
|
|
18 |
0,72 |
11,52 |
6,4 |
0,05 |
245,70 |
9,20 |
49,14 |
0,0019 |
|
|
|
19 |
0,72 |
12,24 |
6,8 |
0,05 |
258,80 |
8,33 |
51,76 |
0,0017 |
|
|
|
20 |
0,72 |
12,96 |
7,2 |
0,04 |
271,91 |
7,29 |
54,38 |
0,0015 |
|
|
|
21 |
0,72 |
13,68 |
7,6 |
0,04 |
285,01 |
6,59 |
57,00 |
0,0014 |
|
|
|
22 |
0,72 |
14,4 |
8 |
0,04 |
298,12 |
6,07 |
59,62 |
0,0012 |
|
|
|
23 |
0,72 |
15,12 |
8,4 |
0,03 |
311,22 |
5,55 |
62,24 |
0,0011 |
|
|
|
24 |
0,72 |
15,84 |
8,8 |
0,03 |
324,32 |
5,03 |
64,86 |
0,0010 |
|
|
|
25 |
0,72 |
16,56 |
9,2 |
0,03 |
337,43 |
4,51 |
67,49 |
0,0009 |
|
|
|
26 |
0,72 |
17,28 |
9,6 |
0,02 |
350,53 |
4,16 |
70,11 |
0,0009 |
|
|
|
27 |
0,36 |
18,27 |
10,15 |
0,02 |
357,08 |
3,82 |
71,42 |
0,0004 |
|
Таблица 17б
|
|
|
Тип фундамента 2 |
|
|
||||||
|
Слои основания |
№ точки |
hi, м |
z, м |
m=2z/b |
α |
σzg, кПа |
σzp, кПа |
0,2*σzg, кПа |
σzpi*hi/E0i |
S, м |
|
глина серая пылеватая, слоистая (ленточная), γII=18,2 кН/м3, Е0=3500 кПа |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,00 |
166,21 |
4,91 |
0,0000 |
|
|
|
|
1 |
0,72 |
0,72 |
0,4 |
0,97 |
37,67 |
161,22 |
7,53 |
0,0332 |
|
|
|
2 |
0,72 |
1,44 |
0,8 |
0,84 |
50,78 |
139,62 |
10,16 |
0,0287 |
|
|
|
3 |
0,72 |
2,16 |
1,2 |
0,67 |
63,88 |
111,36 |
12,78 |
0,0229 |
|
|
|
4 |
0,72 |
2,88 |
1,6 |
0,51 |
76,99 |
84,77 |
15,40 |
0,0174 |
|
|
|
5 |
0,72 |
3,6 |
2 |
0,40 |
90,09 |
66,48 |
18,02 |
0,0137 |
|
|
|
6 |
0,72 |
4,32 |
2,4 |
0,31 |
103,19 |
51,53 |
20,64 |
0,0106 |
|
|
|
7 |
0,45 |
4,77 |
2,65 |
0,28 |
111,38 |
46,54 |
22,28 |
0,0060 |
|
|
супесь серая, легкая, слабо слоистая с линзами песка, γII=19,2 кН/м 3, Е0=14000 кПа |
8 |
0,72 |
5,04 |
2,8 |
0,24 |
124,49 |
39,89 |
24,90 |
0,0082 |
|
|
|
9 |
0,72 |
5,76 |
3,2 |
0,20 |
137,59 |
33,24 |
27,52 |
0,0068 |
|
|
|
10 |
0,72 |
6,48 |
3,6 |
0,16 |
150,70 |
26,59 |
30,14 |
0,0055 |
0,122 |
|
|
11 |
0,72 |
7,2 |
4 |
0,14 |
163,80 |
23,27 |
32,76 |
0,0048 |
|
|
|
12 |
0,72 |
7,92 |
4,4 |
0,11 |
176,90 |
18,28 |
35,38 |
0,0038 |
|
|
|
13 |
0,72 |
8,64 |
4,8 |
0,10 |
190,01 |
16,62 |
38,00 |
0,0034 |
|
|
|
14 |
0,18 |
9,27 |
5,15 |
0,08 |
193,28 |
13,30 |
38,66 |
0,0007 |
|
|
суглинок темно-серый, тяжелый, с линзами песка, включениями гальки (морена), γII =21,5 кН/м 3, Е0=18000 кПа |
15 |
0,72 |
9,36 |
5,2 |
0,09 |
206,39 |
14,96 |
41,28 |
0,0031 |
|
|
|
16 |
0,72 |
10,08 |
5,6 |
0,07 |
219,49 |
11,63 |
43,90 |
0,0024 |
|
|
|
17 |
0,72 |
10,8 |
6 |
0,06 |
232,60 |
9,97 |
46,52 |
0,0021 |
|
|
|
18 |
0,72 |
11,52 |
6,4 |
0,06 |
245,70 |
9,97 |
49,14 |
0,0021 |
|
|
|
19 |
0,72 |
12,24 |
6,8 |
0,05 |
258,80 |
8,31 |
51,76 |
0,0017 |
|
|
|
20 |
0,72 |
12,96 |
7,2 |
0,05 |
271,91 |
8,31 |
54,38 |
0,0017 |
|
|
|
21 |
0,72 |
13,68 |
7,6 |
0,04 |
285,01 |
6,65 |
57,00 |
0,0014 |
|
|
|
22 |
0,72 |
14,4 |
8 |
0,04 |
298,12 |
6,65 |
59,62 |
0,0014 |
|
|
|
23 |
0,72 |
15,12 |
8,4 |
0,03 |
311,22 |
4,99 |
62,24 |
0,0010 |
|
|
|
24 |
0,72 |
15,84 |
8,8 |
0,03 |
324,32 |
4,99 |
64,86 |
0,0010 |
|
|
|
25 |
0,72 |
16,56 |
9,2 |
0,03 |
337,43 |
4,99 |
67,49 |
0,0010 |
|
|
|
26 |
0,72 |
17,28 |
9,6 |
0,03 |
350,53 |
4,99 |
70,11 |
0,0010 |
|
|
|
27 |
0,36 |
18,27 |
10,15 |
0,02 |
357,08 |
3,32 |
71,42 |
0,0003 |
|
Таблица 17в
|
|
|
Тип фундамента 3 |
|
|
||||||
|
Слои основания |
№ точки |
hi, м |
z, м |
m=2z/b |
α |
σzg, кПа |
σzp, кПа |
0,2*σzg, кПа |
σzpi*hi/E0i |
S, м |
|
глина серая пылеватая, слоистая (ленточная), γII=18,2 кН/м3, Е0=3500 кПа |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,00 |
28,21 |
169,78 |
5,64 |
0,0000 |
|
|
|
1 |
0,72 |
0,72 |
0,4 |
0,97 |
41,31 |
164,69 |
8,26 |
0,0339 |
|
|
|
2 |
0,72 |
1,44 |
0,8 |
0,85 |
54,42 |
144,31 |
10,88 |
0,0297 |
|
|
|
3 |
0,72 |
2,16 |
1,2 |
0,69 |
67,52 |
117,15 |
13,50 |
0,0241 |
|
|
|
4 |
0,72 |
2,88 |
1,6 |
0,55 |
80,63 |
93,38 |
16,13 |
0,0192 |
|
|
|
5 |
0,72 |
3,6 |
2 |
0,43 |
93,73 |
73,01 |
18,75 |
0,0150 |
|
|
|
6 |
0,72 |
4,32 |
2,4 |
0,34 |
106,83 |
57,73 |
21,37 |
0,0119 |
|
|
|
7 |
0,45 |
4,77 |
2,65 |
0,30 |
115,02 |
50,93 |
23,00 |
0,0065 |
|
|
супесь серая, легкая, слабо слоистая с линзами песка, γII=19,2 кН/м 3, Е0=14000 кПа |
8 |
0,72 |
5,04 |
2,8 |
0,28 |
128,13 |
47,54 |
25,63 |
0,0098 |
|
|
|
9 |
0,72 |
5,76 |
3,2 |
0,23 |
39,05 |
28,25 |
0,0080 |
|
|
|
|
10 |
0,72 |
6,48 |
3,6 |
0,19 |
154,34 |
32,26 |
30,87 |
0,0066 |
|
|
|
11 |
0,72 |
7,2 |
4 |
0,16 |
167,44 |
27,16 |
33,49 |
0,0056 |
0,136 |
|
|
12 |
0,72 |
7,92 |
4,4 |
0,13 |
180,54 |
22,07 |
36,11 |
0,0045 |
|
|
|
13 |
0,72 |
8,64 |
4,8 |
0,12 |
193,65 |
20,37 |
38,73 |
0,0042 |
|
|
|
14 |
0,18 |
9,27 |
5,15 |
0,11 |
196,92 |
18,68 |
39,38 |
0,0010 |
|
|
суглинок темно-серый, тяжелый, с линзами песка, включениями гальки (морена), γII =21,5 кН/м 3, Е0=18000 кПа |
15 |
0,72 |
9,36 |
5,2 |
0,09 |
210,03 |
15,28 |
42,01 |
0,0031 |
|
|
|
16 |
0,72 |
10,08 |
5,6 |
0,08 |
223,13 |
13,58 |
44,63 |
0,0028 |
|
|
|
17 |
0,72 |
10,8 |
6 |
0,07 |
236,24 |
11,88 |
47,25 |
0,0024 |
|
|
|
18 |
0,72 |
11,52 |
6,4 |
0,06 |
249,34 |
10,19 |
49,87 |
0,0021 |
|
|
|
19 |
0,72 |
12,24 |
6,8 |
0,06 |
262,44 |
10,19 |
52,49 |
0,0021 |
|
|
|
20 |
0,72 |
12,96 |
7,2 |
0,05 |
275,55 |
8,49 |
55,11 |
0,0017 |
|
|
|
21 |
0,72 |
13,68 |
7,6 |
0,04 |
288,65 |
6,79 |
57,73 |
0,0014 |
|
|
|
22 |
0,72 |
14,4 |
8 |
0,04 |
301,76 |
6,79 |
60,35 |
0,0014 |
|
|
|
23 |
0,72 |
15,12 |
8,4 |
0,04 |
314,86 |
6,79 |
62,97 |
0,0014 |
|
|
|
24 |
0,72 |
15,84 |
8,8 |
0,03 |
327,96 |
5,09 |
65,59 |
0,0010 |
|
|
|
25 |
0,72 |
16,56 |
9,2 |
0,03 |
341,07 |
5,09 |
68,21 |
0,0010 |
|
|
|
26 |
0,72 |
17,28 |
9,6 |
0,03 |
354,17 |
5,09 |
70,83 |
0,0010 |
|
|
|
27 |
0,36 |
18,27 |
10,15 |
0,03 |
360,72 |
5,09 |
72,14 |
0,0005 |
|