фундамент

ИГЭ 3

Третий инженерно-геологический элемент – суглинок мягкопластичный, прочный с

условным динамическим сопротивлением Pд 5, 2МПа .
1.	Определяем удельный вес грунта n :
n g 1,81 10 18,1kH / м3 .
2.	Определяем угол внутреннего трения n и удельное сцепление cn :
По таблице 5.7 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для суглинка озерно-ледникового типа
при Pд	5, 2МПа угол внутреннего трения n 12 и удельное сцепление cn	62кПа .
3.	Определяем модуль деформации грунта E:
По таблице 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для суглинка озерно-ледникового типа
при Pд	5, 2МПа модуль деформации E 18МПа .

4. Определяем расчётные значения физико-механических характеристик грунтов для I и II группы предельных состояний:

– Расчётные значения удельного веса принимаем равными:

n 18,1kH / м3 ;

– Значение удельного сцепления по I группе предельных состояний:

с сn / g (c) 62 /1, 5 41, 333кПа ;

– Значение удельного сцепления по II группе предельных состояний:

с сn / g (c) 62 /1 62кПа ;

–Значение угла внутреннего трения по I группе предельных состояний:

n / g ( ) 12 / 1,15 11 ;

–Значение угла внутреннего трения по II группе предельных состояний:

n / g ( ) 12 /1 12 .

Полученные данные сведены в таблицу 5.

Лист

08 700201 228 КР	12

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Таблица 5 Нормативные и расчётные значения физико-механических характеристик

		Удельный вес,								Удельное сцепление,					Угол внутреннего трения,						Модуль
																					деформации,
№ ИГЭ,				кН/м3							кПа					градус
																					МПа
название
		n			I			II
грунта										cn	c		c		n						E
		nw			Iw			IIw				I		II			I			II
глина
полутвердая,	19,9			19,9			19,9			38,5	25,667		38,5		14	12			14		10,875
средней
прочности
песок
средне-
однородный,	19,9			19,9			19,9								35	31			35
средне-										0,935	0,623		0,935								21,1
	9,9			9,9			9,9
прочный,
водо-
насыщенный
суглинок
мягко-	18,1			18,1			18,1			62	41,333		62		12	11			12		18
пластичный,
прочный
Примечание: Для песчаных грунтов над чертой приведены значения удельного веса без учёта взвешивающего
				действия воды, под чертой с учётом взвешивающего действия воды.

Лист

08 700201 228 КР	13

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

1.5. Построение инженерно-геологического разреза эпюр природного давления грунта

Оформление инженерно-геологического разреза выполняется согласно требованиям СТБ

943-2007.

Инженерно-геологический разрез представляет собой схему напластования грунтов, полученную по данным проходки инженерно-геологических выработок (скважин).

В таблице 6 приведены значения толщины (мощности) каждого слоя по скважинам. Расстояние между скважинами принимается по таблице 7. Отметки устья скважины принимаются по таблице 8.

На разрезе необходимо нанести:

–штриховое обозначение каждого слоя с учётом условных обозначений;

–относительные отметки границ между слоями;

–графики динамического зондирования;

–номера инженерно-геологических элементов;

–уровень грунтовых вод;

–уровень планировки;

–условные обозначения.

Для исходных данных таблиц 6 – 8 по результатам задач 1-3 построим инженерногеологический разрез по скважинам 1 – 3.

	Таблица 6
											Мощность слоя по скважинам
	Вариант		№		Мощность слоя по скважинам, м
			слоя
				1			2			3
			1	2,0			2,5			1,7
	0		2	3,3			3,2			3,4
			3	3,4			4,3			4,8
	Таблица 7							Таблица8
	Расстояние между скважинами							Отметки устья скважин
	Вариант				Расстояние между					Вариант		Скв.1	Скв.2	Скв.3
					скважинами, м				5			223,34	222,42	222,99
	4				28

Лист

08 700201 228 КР	14

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

.Изм
Лист
№
.докум	.Рис
Дата Подпись	Инженерно .2
	геологический-
700201 08	.скв( 1-1 разрез
228	3)-1
КР

15

Лист

	2.5						WL								2.1
							Инженерно-геологический разрез
	0	2	4	6	8	10		0	2	4	6	8	10		0	2	4	6	8	10
M1:100			Рд,МПа							Рд,МПа							Рд,МПа
225.0
224.0							DL
223.0							222.75
222.0	2.0				1										1.7
221.0																5
220.0							220.84	2.5							C
								C
219.0	C				2
218.0	5.3														5.1
217.0								5.7
216.0					3
215.0	8.7
214.0
213.0															9.9
								10.0
Номер скважины	Скв.1							Скв.2							Скв.3
Растояние ,м							28							28
Отметка устья	223,34							222,42							222,99
								M1:200

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ.

2.1. Назначение глубины заложения фундамента.

2.1.1 Общие положения.

Глубина заложения фундаментов (расстояние от уровня планировки до уровня подошвы фундамента) назначается в зависимости:

1.Назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения и применяемых конструкций;

2.Глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;

3.Инженерно-геологических условий площадки;

4.Гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства;

5.Глубины сезонного промерзания грунтов.

2.1.2 Глубина заложения фундаментов в зависимости от конструктивных особенностей проектируемого сооружения

Минимальная глубина заделки колонны в фундамент определяется типом и размерами колонны. При этом учитывается, что:

–по конструктивным требованиям расстояние от уровня п ола до обреза фундамента в безподвальных зданиях принимается равным 0,15 м;

–между нижней гранью колонны и фундаментом предусматривается зазор 50 мм;

–толщина плитной части фундамента должна быть не менее 200 мм;

–глубина стакана подколонника назначается исходя из глубин ы заделки колонны

(1...1,5lк) и конструктивных зазоров – 50 мм;

– плитная часть фундамента может быть одно-, двух-, трёхступенчатой. Высота ступеней принимается равной 300 мм. Вылет ступеней может быть равен 150, 300, 450,

600мм;

–все размеры фундамента должны соответствовать минимальному строительному

модулю 50 мм, а размеры плитной части в плане – укрупнённому модулю 300 мм.

–	размеры подколонника в	плане назначаются исходя из размеров колонны с
учётом	конструктивных зазоров	– 75 мм; минимальной толщины стенок стакана
0,2lк, но не менее 175 мм, где lк –		наибольший размер сечения колонны.

При применении типовых фундаментов серии 1.412 (для одноэтажных промзданий) минимальная высота фундаментов принимается равной 1.5м для колонн сплошного сечения.

Схема определения глубины заложения фундамента представлена на рис. 2 Определим глубину заложения фундамента одноэтажного промышленного здания с

подвалом с колоннами сечением 800x500 мм. Район строительства – г. Сыктывкар (исходные данные). Верхний слой грунтов - глина полутвёрдая, средней прочности.

Схема определения глубины заложения фундамента представлена на рис. 2

Лист

08 700201 228 КР	16

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Рис. 2. Схема определения величины глубины заложения фундамента

Лист

08 700201 228 КР	17

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

2.1.3. Выбор глубины заложения фундаментов в зависимости от инженерногеологических условий площадки.

Данный фактор не оказывает влияние на выбор глубины заложения фундаментов, поскольку верхний слой грунта глина полутвёрдая, средней прочности, который может служить надёжным основанием фундаментов.

2.1.4. Выбор глубины заложения фундаментов в зависимости от глубины сезонного промерзания грунта.

Глубина заложения наружных стен и колонн с учётом глубины промерзания назначается в соответствии с указаниями СНБ 5.01.01-99.

Нормативное значение глубины заложения фундаментов dfn допускается определять по схематическим картам промерзания грунтов. Для Сыктывкара принимаем

dfn=1,9 м.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df у фундамента определяется по формуле:

d f kh d fn	;	(9)

где kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундамента, принимается по табл. 5.3 СНБ 5.01.01-99.

d f 0,8 1,15 1, 9 1, 75м

Окончательно принимаем глубину заложения фундамента d f = 1,9 м.

Лист

08 700201 228 КР	18

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

2.2. Определение размеров подошвы фундамента

2.2.1.Общие положения.

Вданном разделе необходимо:

-определить предварительные размеры подошвы фундамента;

-определить величину расчётного сопротивления грунтов R;

-определить значение среднего, максимального и минимального давления под

подошвой фундамента и добиться соблюдения условий СНБ 5.01.01-99.

2.2.2. Назначение предварительных размеров подошвы фундамента.

В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента определяем по формуле:

A	N0 II			(10)
	R	m	d
	0

где N0 II - расчётная нагрузка в плоскости обреза фундамента для расчёта основания по предельному состоянию второй группы, кН;

R0 – расчётное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента (определяется по табл. 5.10 ТКП 45-5.01-17-2006);

m - осреднённое значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 20 кН/м3;

d - глубина заложения фундамента от уровня планировки.

A		2300	8,16м2
		20 1, 9
320

Размеры подошвы фундамента под колонну: для прямоугольного сечения фундамента из условия, что l=(1,2…..1,4)b. Размеры подошвы фундамента назначаются кратными 300мм.

Получаем фундамент с размерами подошвы 3,6х2,3м площадью 8,64 м2.

2.2.3. Определение расчётного сопротивления грунта

Расчётное сопротивление грунта основания R для зданий без подвала определяется по формуле:

R

c1 c2

M

k

b

M

d

'

M

c

(11)

r

z

II

q

c

k

1

II

II

с1 и с2 –

коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. В.1 СНБ 5.01.01-99.

c1 = 1,25

и c 2 = 1,0.

k – коэффициент, принимаемый 1,1 т.к. прочностные характеристики определены по

таблицам СНБ;

По табл. В.2 СНБ 5.01.01-99 определяем

коэффициенты M 0, 29 ,

Mq 2,17 ,

Mc 4, 69 .

b – ширина подошвы фундамента;

kz – коэффициент, принимаемый равным 1 при b < 10 м;

d1 – глубина заложения фундамента, м;

Лист

08 700201 228 КР

19

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

II , II' – средневзвешенное значение удельного веса грунта ниже и выше подошвы фундамента соответственно, кН/м3.

Средневзвешенное значение удельного веса грунта выше и ниже подошвы фундамента определяется по формуле:

II II'		II ,i hi	(12)
		hi

где hi - расчётная толщина слоёв ниже и выше подошвы фундаментов соответственно.

	II'		17 0, 33 19, 9 1, 57	19, 4
			1, 9

R 1, 25 1, 0 0, 29 1 2, 3 19, 9 2,17 1, 9 19, 4 4, 69 38, 5 333, 36кПа 1,1

Расчётная схема к определению величины R приведена на рис. 3.

2.2.4. Проверка давления под подошвой фундамента

По предварительным размерам фундаментов определяется полная нагрузка, действующая на основание с учётом усилий, возникающих от собственного веса фундамента, веса стеновых блоков и панелей подвальной части здания, веса грунта на уступах фундамента.

Полную нагрузку на уровне подошвы принимаем равной:

NII N0,II

GF ,II , M II M 0.II

(13)

где GF,II - осреднённый вес фундамента и грунта на его уступах:

GF ,II m d AF

(14)

где АF - площадь подошвы фундамента.

GF ,II

20 1, 9 8, 64 328, 32кН

NII

2300 328, 32 2628, 3кН

,

MII 340кН м

Согласно СНБ

P R , Pmax

1.2 R , Pmin 0 , где

P –

среднее

давление

под

подошвой фундамента.

где Р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

Рmax, Рmin – максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента

соответственно, кПа.

NII

2628, 32

b l2

2, 3 3, 62

3

W

4, 97м

(14)

P AF

8, 64

304, 2кПа R 333, 36кПа

6

6

P

NII

M II

2628, 32

340

385, 84кПа

(15)

max

AF

W

8, 28

4, 97

P

NII

M II

2628, 32

340

249, 02кПа

(16)

min

AF

W

8, 28

4, 97

где W – момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3.

Условие P R удовлетворяется. Расхождение составляет:

333, 36 304, 2

100 8, 7% 10%

333, 36

Лист

08 700201 228 КР

20

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Условие Pmax	1.2 R удовлетворяется:		385,84кПа< 1,2·333,36кПа = 400,03кПа.
Условие Pmin	0 удовлетворяется:	249,02кПа 0.

2.3. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.

2.3.1. Общие положения

Осадку основания определяем методом послойного суммирования – как сумму осадок элементарных слоёв грунта в пределах сжимаемой толщи в следующей последовательности:

-основание под фундаментом разбивается на 8-10 элементарных слоёв;

-под центром подошвы фундамента строится эпюра природного (бытового)

давления (σzg);

-под центром подошвы фундамента строится эпюра дополнительного давления (σzp);

-находится граница сжимаемой толщи ВС;

-определяются средние значения дополнительного давления в пределах каждого элементарного слоя (σzp,i);

-определяется величина средней осадки фундамента (S).

2.3.2. Разбивка основания на элементарные слои грунта.

Разбивку основания на элементарные слои выполняем с учётом следующих

требований:
-	толщина		элементарного слоя принимается в пределах 0,2	–	0,4 ширины
фундамента,		но не более 1м;
-	физико-механические свойства грунта в пределах элементарного слоя не должны
изменяться,		т.е.	границы элементарных слоёв должны совпадать	с	границами

инженерно-геологических элементов и уровнем подземных вод.

2.3.3. Построение эпюр природного и дополнительного давления под центром подошвы фундамента и определение осадки основания.

Величина природного давления определяется по формуле:

zg ,i II ,i hi

(17)

Значения эпюры дополнительного давления под центром подошвы фундамента FL, на границах инженерно-геологических элементов и на уровне грунтовых вод WL.

При этом необходимо учитывать, что:

-эпюра природного давления σzg находится от уровня естественного рельефа NL (при планировке территории насыпкой или срезкой до 3 м);

-для водопроницаемых грунтов, находящихся ниже уровня грунтовых вод,

удельный вес грунта принимается с учетом взвешивающего действия воды, т.е. γII W;

-на границе водопроницаемых грунтов с водоупором (глины и суглинки (кроме лессовых)) значение σzg изменяется скачкообразно.

-найденные значения эпюры природного давления наносятся на расчётную схему.

Лист

08 700201 228 КР	21

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата