2. Определение нагрузок, действующих на фундаменты

Наиболее нагруженными являются фундаменты по оси А.

Нормативные значения усилий на уровне обреза фундаментов по оси А от нагрузок и воздействий, воспринимаемых рамой каркаса:

Таблица 5

Усилия и ед. изм	Постоянные (1)	Снег (2)	Кран (3)	Ветер (4)
Nn,i (кН)	1122,2	133,4	231,6	0
Mn,i (кНм)	348,3	50,6	±236,5	±48,7
Qn,i (кН)	73,0	5,6	±34,9	±5,8

Нормативные значения усилий на уровне обреза фундамента для основных сочетаний нагрузок:

Таблица 6

Усилия и ед. изм	Индексы нагрузок по табл. 5 и правило подсчета
	(1)+(2)	(1)+(3)	(1)+(4)	(1)+0,9·[(2)+(3)+(4)]
Nn (кН)	1255,6	1353,8	1122,2	1450,7
Mn (кНм)	398,9	+584,8 +111,8	+397 -299,6	+650,5 +137,61
Qn (кН)	78,6	+107,9 +48,1	+78,8 +67,2	+114,67 +41,4

Наиболее неблагоприятным является сочетание из постоянной (1) и всех кратковременных 0,9·[(2)+(3)+(4)] нагрузок.

Для расчетов по деформациям (с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f =1,0):

N_col,II = N_n · γ_f = 1394,9 · 1,0 = 1450,7 кН

М_col,II = M_n· γ_f = 460,82 · 1,0 = 650,5 кНм

Q_col,II = Q_n· γ_f = 143,11 · 1,0 = 114,67 кН

Для расчетов по несущей способности (с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f =1,2):

N_col,I = N_n · γ_f = 1394,9 · 1,2 = 1740,8 кН

М_col,I = M_n· γ_f = 460,82 · 1,2 = 780 кНм

Q_col,I = Q_n· γ_f = 143,82 · 1,2 = 137,6 кН

Таблица 7

По 1-ой группе предельных состояний, f = 1,2				По 2-ой группе предельных состояний,f = 1
NI col, кН	MI col, кНм	QI col,кН	NII col, кН		MII col, кНм	QII col,кН
1740,8	780	137,6	1450,7		650,5	114,67

3. Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства

Вычисляем необходимые показатели свойств и состояния грунтов по приведенным в Таблице 3 исходным характеристикам.

Слой 2 – суглинок

Число пластичности: ;

Плотность сухого грунта: ;

Пористость: ;

Коэффициент пористости: ;

Коэффициент водонасыщения:

Показатель текучести: ;

По показателю текучести суглинок находится в тугопластичном состоянии (ГОСТ 25100-95). Расчетные значения удельного веса и удельного веса твердых частиц:

;

;

.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды:

;

Вычислим условное расчетное сопротивление грунта R_усл для условной ширины подошвы фундамента b=1м и глубины d_i , соответствующей расстоянию от поверхности планировки до кровли каждого слоя грунта.

По формуле (5.7) СП 22.133330.2011:

d_b – глубина подвала. Т.к. подвал отсутствует, то d_b=0;

; . – коэффициенты, принимаем по Таблице 5.4 СП 22.133330.2011 для суглинка полутвердого

- коэффициент, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта инепосредственными испытаниями.

- коэффициент, равный единице при .

Для поТаблице 5.5 СП 22.133330.2011:

; ;.

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ = 2м – для верхнего слоя грунта.

_{dw =0,9 – уровень поверхностных вод (УПВ)}

Удельный вес грунта выше подошвы фундамента до глубины принимаем без учета взвешивающего действия воды , а нижеУПВ, т.е. в пределах глубины и ниже подошвы фундамента, принимаем.

Условно расчетное сопротивление грунта:

Полное наименование грунта слоя 2 по ГОСТ 25100-95 – суглинок мягкопластичный; грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (,).

Слой 3 – суглинок

Число пластичности: ;

Плотность сухого грунта: ;

Пористость: ;

Коэффициент пористости: ;

Коэффициент водонасыщения:

Показатель текучести: ;

По показателю текучести суглинок находится в мягкопластичном состоянии (ГОСТ 25100-95). Расчетные значения удельного веса и удельного веса твердых частиц:

;

;

.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды:

;

Толщина слоя 2 от поверхности планировки по А-5 h₁= 5,42м.

Для определения условного расчетного сопротивления грунта R_усл. примем условные размеры фундамента и глубины, соответствующей расстоянию от поверхности планировки до кровли каждого слоя грунта.

; . – коэффициенты, принимаем по Таблице 5.4 СП 22.133330.2011 для суглинка текучепластичного;

- коэффициент, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта инепосредственными испытаниями.

- коэффициент, равный единице при .

Для поТаблице 5.5 СП 22.133330.2011:

; ;.

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ = 5,42м – для верхнего слоя грунта.

Удельный вес грунта выше подошвы фундамента до глубины принимаем без учета взвешивающего действия воды , а нижеУПВ, т.е. в пределах глубины и ниже подошвы фундамента, принимаем

Условно расчетное сопротивление грунта:

Полное наименование грунта слоя 3 по ГОСТ 25100-95 – суглинок текучепластичный; грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (,).

Слой 4 – пески среднезернистые

Плотность сухого грунта: ;

Пористость: ;

Коэффициент пористости: ;

Коэффициент водонасыщения:

Расчетные значения удельного веса и удельного веса твердых частиц:

;

;

.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды:

Для определения условного расчетного сопротивления грунта R_усл. примем условные размеры фундамента и глубины, соответствующей расстоянию от поверхности планировки до кровли каждого слоя грунта.

; . – коэффициенты, принимаем по Таблице 5.4 СП 22.133330.2011 для песков среднезернистых

- коэффициент, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта инепосредственными испытаниями.

- коэффициент, равный единице при .

Для поТаблице 5.5 СП 22.133330.2011:

; ;.

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

Удельный вес грунта выше подошвы фундамента до глубины принимаем без учета взвешивающего действия воды , а нижеУПВ, т.е. в пределах глубины и ниже подошвы фундамента, принимаем.

Условно расчетное сопротивление грунта:

Полное наименование грунта слоя 4 по ГОСТ 25100-95 – пески среднезернистые. Грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (,).

Результаты вычислений для всех слоев представлены в Таблице 7.

Таблица 7

№ слоя	ρd, т/м^3	n, %	e	Sr	Jp, %	JL	γI/γII, кН/м^3	γs, кН/м^3	γsb, кН/м^3	Rусл, кПа
2	1.518	43,98	0,785	0,96	11	0,44	18,541/ 18,737	26,585	9.291	247.716
3	1,483	45,7	0,841	0,847	5	0,68	17,85/ 18,05	26,781	9,115	289,8
4	1,616	39,4	0,651	0,898	-	-	18,83/ 19,03	26,193	9,81	1473,1

Заключение

В целом, площадка пригодна для возведения здания. Рельеф площадки спокойный с уклоном в сторону скважины 3. Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов. Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0,9 м необходимо водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обоснована проверкой устойчивости дна котлована. При производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.

Целесообразно рассмотреть следующие возможные варианты фундаментов и оснований:

 фундамент мелкого заложения на естественном основании – суглинке;

 фундамент на распределительной песчаной подушке (может быть достигнуто уменьшение размеров подошвы фундаментов и расчетных осадок основания);

 свайный фундамент из забивных висячих свай; несущим слоем для свай могут служить пески среднезернистые (слой 4).

Следует предусмотреть срезку и использование почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого участка (п.1.5 СП 22.13330.2011).