3 Анализ инженерно-геологических условий

Площадка характеризуется горизонтальным залеганием пластов, мощность которых выдержана по простиранию; имеется один выдержанный уровень подземных вод. Характер напластований и сведения о физико-механических характеристиках грунтов позволяют выделить в пределах исследованной толщи четыре инженерно-геологических элемента. Итак, исходя из оценки инженерно-геологических условий строительной площадки, можно сделать вывод - растительный слой отсутствует на строительной площадке, первый (пески пылеватые рыхлые, насыщенные водой) не может служить надежным основанием для опирания на неё фундаментов здания, вследствие своей значительной просадочности. По технико-экономическим соображениям целесообразно располагать фундамент ниже залегания этого грунта – на суглинок текучепластический.

4 Расчет и конструирование фундаментов по выбранным вариантам

4.1 Расчёт фундаментов мелкого заложения

4.1.1 Определение глубины заложения фундаментов

Здание имеет подвал глубиной 2,4м, следовательно, в любом случае подошва фундамента будет ниже глубины промерзания, т.к. для г. Круглое по карте нормативных глубин сезонного промерзания d_fn=1,14 м, для песков пылеватых d_fnx1,1=1,14х1,1=1,25 м. Назначаем глубину заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей здания.

Для сечения 6 – 6, часть здания с подвалом, принимаем глубину заложения. Планировочная отметка DL= 201,6 м, тогда получаем отметку чистого пола 202,5 м, отметка пола подвала 202,5-2,4=200,1 м, отметка подошвы фундамента 200,1–0,2–1=198,9 м. Таким образом d=201,6–198,9=2,7 м.

Рисунок 1– Для определения глубины заложения в сечении 6-6

4.1.2 Определение размеров фундаментов мелкого заложения

Расчетные значения нагрузок F_V = 238,2 кН.

Краевые давления под подошвой внецентренно нагруженного фундамента:

(15)

площадь подошвы А=b×1п.м.

Р_max£1,2R.

,

d_b=2, Так как L/H=48/24=2, то по таблице 16[1] g_С1=1.1, g_С2=1, g_II=19,3 кН/м³,

кН/м³ при j_II=69,3^о,

к = 1

к_z= 1

C_n= 18

d_b = 2

d₁ = 1.2

Задаваясь значением ширины подошвы фундамента b, определяем давление под подошвой Р_max и расчетное сопротивление грунта R. Расчетные значения сведем в таблицу 3,1.

.

Таблица 3 - Сводная таблица определения b

b, м	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3
Pмах	54,00	530,40	292,20	212,80	173,10	149,28	133,40
R	161,84	164,45	167,06	169,68	172,29	174,90	177,51
1,2R	194,21	197,34	200,48	203,61	206,75	209,88	213,02

Рисунок 2- График для определения ширины b фундамента

По точке пересечения двух графиков Р_max=f(b) и 1,2R=f(b) принимаем значение ширины подошвы фундамента – 1,8м. Но, в результате многочисленных расчетов, аналогичным нижеследующим, выбираем фундаментную плиту ФЛ 34.12.5 (ГОСТ 13580-85) и G_Ф=34,25 кН и стеновые блоки шириной 0,5м – ФБС 12.5.6-Т (ГОСТ 13579-78) с G_бл=7,9 кН и ФБС 12.5.3-Т G_бл=4,1 кН .

Рисунок 3 – Расчетная схема фундамента

Значение удельного веса обратной засыпки принято равным , где коэффициент 0,95 выражает соотношение между удельными весами грунтов нагруженной и ненагруженной структуры [8].

Нагрузка от перекрытия Р₁=30кН, .

Собственный вес фундамента составит

Характеристики грунта засыпки за пазухи фундамента примем:

Принимаем интенсивность временной равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта q=10кН/м². Эту распределенную нагрузку заменим фиктивным слоем грунта h_пр:

Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле

(16)

;

Вычислим плечо равнодействующей активного давления относительно подошвы фундамента

Найдем вес грунта на уступе фундамента

.

Определим плечо силы G_гр

.

Среднее давление подошвы фундамента

.

Вычисляем момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:

М=М_0II+E_a×e_a+P₁× -G_гр×e₂ = 0 + 22,18×1,09 + 30×1,8 – 30,12∙0,975= 48,81 кН×м.

(15)

площадь подошвы А=b×1п.м.

Задаваясь значением ширины подошвы фундамента b, определяем давление под подошвой Р_max и расчетное сопротивление грунта R. Расчетные значения сведем в таблицу 3,1.

.

Таблица 4 - Сводная таблица определения b

b, м	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	4
Pмах	54,00	1116,10	585,05	408,03	319,53	266,42	231,02	186,76
R	161,84	164,45	167,06	169,68	172,29	174,90	177,51	182,74
1,2R	194,21	197,34	200,48	203,61	206,75	209,88	213,02	219,29

Рисунок 4 - График для определения ширины b фундамента

По рисунку 3,4 определяем необходимую ширину подошвы фундамента b в точке пересечения графиков Р_max=f(b) и 1,2R=f(b) – b=1,0м.

Момент сопротивления подошвы фундамента

Краевые давления будут равны:

;

P_max=122,59кПа;

P_min=72,01 кПа.

Определим расчетное сопротивление R при b=3,4 м:

R=5,225∙3,4+161,839=179,604 кПа;

P_max=122,59 кПа<1,2R=1,2×179,604=215,525кПа;

P_min=72,01 кПа>0.

Следовательно, размеры подошвы фундамента подобраны правильно, принимаем фундаментную плиту b=3,4 м.