5.1.2 Определение нагрузок на фундаменты.

Нормативные значения усилий на уровне обреза фундаментов от нагрузок и воздействий воспринимаемых рамой каркаса.

Таблица 5.1.4.

Усилие и единица измерения	Постоянная	Снег	Ветер	Нормативная, времен-ная
Nn,i (кН)	43924,5	687,1	0	3182,63
Mn,i (кНм)	0	0	+5927,3	0
Qn,i (кН)	0	0	+227,1	0

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

Таблица 5.1.5.

Усилие и единица измерения	Индексы нагрузок и правило подсчета
	(1)+(2)	(1)+(3)	(1)+(4)	(1)+0.9[(2)+(3)+(4)]
Nn (кН)	44611,6	43924,5	47107,13	47407,3
Mn (кНм)	0	5927,3 -5927,3	0	5927,3 -5927,3
Qn (кН)	0	227,1 -227,1	0	227,1 -227,1

Наиболее неблагоприятным является сочетание нагрузок: N и М – постоянной и всех кратковременных, Q – постоянной и ветровой.

Для расчетов по деформациям (γ_i=1.0)

N_II = N_n• γ_i = 47407,3•1.0 = 47407,3 кН

М_II = М_n• γ_i = 5927,3•1.0 = 5927,3кНм

Q_II = Q_n• γ_i = 227,1•1,0 = 227,1 кН

Для расчетов по несущей способности (γ_i=1.2)

N_I = N_n• γ_i = 47407,3•1.2 = 56888,8 кН

М_I = М_n• γ_i = 5927,3•1.2 = 7112,8 кНм

Q_I = Q_n• γ_i = 227,1•1,2 = 272,52 кН

5.1.3. Оценка инженерно - геологических и гидрогеологических условий площадки строительства.

Планово высотная привязка здания на площадке строительства приведена на рисунках 5.1.5 (размеры и отметки в метрах). Инженерногеологический разрез, построенный по данным скважин 1 и 3, построен на рисунке 5.1.3., а скважин 2 и 4 на рисунке 5.1.4. Вычисляем необходимые показатели свойств и состояния грунтов по приведенным в таблице 5.1.3. исходным характеристикам.

рисунок 5.1.3.

рисунок 5.1.4.

План площадки строительства.

рисунок 5.1.5.

Определяем необходимые показатели свойств и состояния грунтов.

Число пластичности:

J_p = W_L – W_p .

Плотность сухого грунта:

_d = _n / (1+0,01W),

Пористость грунта:

n = (1 - d/s)*100, %

Коэффициент пористости:

e=n / (100 – n);

Показатель текучести:

JL = (W – Wp ) / (WL – Wp);

Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:

_=*g;

_=*g;

_s=s*g;

Слой 1 – суглинок.

Число пластичности: I_p = W_L – W_P = 29,5 – 13,5 = 16%

Плотность сухого грунта:

ρ_d = ρ/(1+0,01w) = 1.96/(1+0,01•23,9) = 1.58 т/м³;

Пористость и коэффициенты пористости:

n = (1 – ρ_d/ρ_s)•100 = (1 – 1,58/2,72)•100 = 41,9%;

e = n/(100 – n) = 0,72;

Показатель текучести:

I_L = (W – W_P)/( W_L – W_P) = (23,9 – 13,5)/(29,5 – 13,5) = 0,65;

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

γ_I¹ = ρ_Ig = 1,91•9,81 = 18,74кН/м³;

γ_II¹ = ρ_IIg = 1,93•9,81 = 18,93кН/м³;

γ_S¹ = ρ_Sg = 2,72•9,81 = 26,68 кН/м³;

Удельный вес суглинка из-за отсутствия грунтовых вод не производим.

Для определения расчетного сопротивления грунта по СНиП 2.02.01-83* примем условные размеры фундамента d₁ = d_усл = 2м и b_усл = 1м. Коэффициенты γ_С1 и γ_С2 принимаем по таблице 3 СНиП 2.02.01-83*. γ_С1 = 1,1 (I_L > 0,5), γ_С2 = 1,0.

R_усл¹ = [(γ_С1¹ γ_С2)/k]•( Mγ¹k_Zbγ_IISb¹ + M_q¹(d_W γ_II¹ + (2 – d_W)γ_IISb¹) + M_С¹C_II¹)

φ_II = 18⁰ Mγ ¹ = 0,43 M_q = 2,73 M_С = 5,31

R_усл¹ = [(1,1•1)/1]•(0,43•1•1•9,7 + 2,73•(0•18,93+(2–0)•9,7)+5,31•22,0) = 1,1•(4,171 +78,16+116,82) = 219,066 кПа

Е = 13,0 Мпа;

Слой 2 (дресвяный габбро)

Плотность сухого грунта:

ρ_d = ρ/(1+0.01w) = 2,21/(1+0,01•29) = 1,73 т/м³ ;

Пористость и коэффициенты пористости:

n = (1 – ρ_d/ρ_s)•100 = (1 – 1,73/3,03)•100 = 42,4%;

e = n/(100 – n) = 0,736;

R_усл² = [(γ_С1² γ_С2)/k]•( Mγ²k_Zbγ_IISb² + M_q²(d_W γ_II¹ + (h₁ – d_W)γ_IISb¹) + M_С²C_II²)

R_усл¹=[(1,1•1)/1]•(0,6•10,2+3,34•(0•27+(2,3–0)•10,13)+5,9•31=293,5 кПа;

Слой 3 (габбро средней прочности)

Плотность сухого грунта:

ρ_d = ρ/(1+0.01w) = 2,90/(1+0,01•29)=2,31 т/м³ ;

Пористость и коэффициенты пористости:

n = (1 – ρ_d/ρ_s)•100 = (1 – 2,31/3,03)•100 = 23%;

e = n/(100 – n) = 0,299;

R_усл³ = [(γ_С1³γ_С2)/k]•(Mγ³k_Zbγ_IISb³ + M_q³(d_W γ_II¹ + (h₁ – d_W)γ_IISb¹ +

h² γ_IIsb² )+ M_С³C_II³)

R_усл³ = [(1,1•1)/1]•(0,62•10,6 + 3,14•(0•27 + (2,3 – 0)•10,13 + 2,2•10,2)+ 5,9•40) = 424,8 кПа;

Вывод:

В целом площадка пригодна для возведения здания. Рельеф – спокойный с небольшим уклоном в сторону скважины 3. Уклон составляет 1,92%. Грунты имеют достаточную прочность и малую сжимаемость для того, чтобы их использовать в качестве естественного основания. Грунтовых вод необнаружено, что значительно улучшает условия строительства фундаментов.

Определим глубину сезонного промерзания:

d_f = k_hd_fn

d_fn= d₀√M_t , d₀ для суглинков и глин 0,23.

M_t = 70,9

d_fn = 0,23•√70,9 = 1,94м

k_h = 0,8 (табл.1 СНиП 2.02.01-83*)

d_f = 0,8•1,94 = 1,56м

d_W < d_f + 2м, I_L > 0.25

Суглинок, залегающий в зоне промерзания, в соответствии с таблицей 2 СНиП 2.02.01-83* является пучинистым грунтом, поэтому глубина заложения фундамента здания должна быть принята не менее расчетной глубины промерзания суглинка d_f = 1,56м , а при производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.