Фундамент на естественном основании

Выбор глубины заложения

1. В зависимости от ИГУ площадки

За несущий слой принимаем суглинок

2. В зависимости от климатических условий

Место строительства – г. Челябинск

Нормативная глубина промерзания:

  = 1,51 м

 = 43 (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»)

 – 0,23 м для суглинка

Расчетная глубина промерзания

 =1,66 м

 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимается по СНиП 2.02.01-83* для неотапливаемых зданий  = 1,1

3. В зависимости от конструктивных особенностей здания

Конструктивное решение здания предусматривает наличие подвала.

=2,8 м

Высота подвала

 = 2 м

Толщина пола подвала

 = 0,2 м

Толщина плиты

 = 0,6 м

Проектируем фундамент с глубиной заложения не менее = 2,8 м

 

Определение площади подошвы фундамента

1) d = 3,0 м

 = 12,61 кН/м³

 = 162,49 кПа

 = 87,22 м²

Принимаем  1

b = l =  = 9,33 м

Принимаем  0,85

 = 10,13

 = 8,6 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

2) d = 4,0 м

 = 11,68 кН/м³

 = 185,34 кПа

 = 84,87 м²

Принимаем  1

b = l =  = 9,2 м

Принимаем  0,85

 = 9,99

 = 8,5 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

3) d = 4,5 м

 = 11,37 кН/м³

 = 196,77 кПа

 = 83,73 м²

Принимаем  1

b = l =  = 9,15 м

Принимаем  0,85

 = 9,93

 = 8,4 м

Принимаем  0,7

 = 10,94

 = 7,65 м

Принимаем  0,85

 = 9,93

 = 8,4 м

Не удовлетворяет конструктивному решению

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента: d = 4,5 м

Размеры подошвы фундамента:

 = 9,2 м

 = 9,2 м

 = 84, 64 м²

Расчетное сопротивление при b = 9,2 м

 

 

Данные по СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» для суглинка:

грунт
cуглинок	1	1	1	0,39	1	2,57	5,15

 

     d = 4,5 м

 = 11,37 кН/м³

 = 225,22 кПа

Конструирование фундамента

Определение собственного веса фундамента и веса грунта на его уступах

 = 98,4 м³

 = 282,48 м³

·98,4 = 2460 кН

 = 11,37·282,48 = 3211,8 кН

 

 

Проверка давления по подошве

 = 0,11 м

 = 185,03 кПа

 = 160,21 кПа

Требуемые условия:

 = 172,62 кПа < R = 225,22 кПа

 кПа

Расчет прочности фундамента на продавливание

Площадь продавливания:

 =0,5(1,8+2·1,75+9,2)1,95 = 14,14 м²

Среднее арифметическое величины периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания:

 = 3,55 м

 МПа (для бетона В15)

  = 222,036 кПа

Продавливающая сила:

 = 3139,59 кН

 = 4659,38 кН

 = 3139,59 кН <  = 4659,38 кН

Условие выполняется, прочность достаточна.

 

 

Расчет ростверка на смятие торцом колонны

Расчетное сопротивление бетона смятию:

 кН/м²

Площадь смятия:

 

, т.к. распределение местной нагрузки по площади смятия равномерное

 кН

Условие прочности выполняется.

Расчет осадки

 Расчет осадки производим методом послойного суммирования (метод СНиП 2.02.01-83*).

Грунт	Номер точки	z, м	, кПа			α	, кПа	E, кПа
Суглинок γII = 8,9 кН/м3	0	0	44,17	1	0	1	140,86	10000
	1	2	61,97	1	0,435	0,957	134,8
	2	4	79,77	1	0,869	0,766	107,9
	3	6	97,57	1	1,304	0,567	79,87
	4	6,7	103,8	1	1,457	0,504	70,97

 

Осадка основания S определяется методом послойного суммирования по формуле:

Полученное значение осадки сравниваем с допустимым:

Осадки:

 = 0,028 м

 = 0,024 м

 = 0,019 м

 = 0,005 м

= 0,061 м = 6,1 см

 = 8 см

Осадка фундамента в пределах допустимой.

 

Свайный фундамент

Выбор свай

Сваи, прорезая суглинок мягкопластичный, опираются на малосжимаемый грунт – сланец, по характеру работы являются сваями-стойками. По характеру изготовления принимаем забивные призматические железобетонные сваи.

Длина сваи:

Заделка свай в ростверк:

 = 0,05 м

Заделка свай в грунт несущего слоя:

 = 1,5 м

Мощность прорезаемых грунтов:

 = 8,4 м

 = 9,95 м

Принимаем сваи железобетонные забивные призматические (по ГОСТ 19804-78) С10-35.

Бетон В20 (

Арматура A–1 (d = 12 мм; )

Сечение 35˟35 см

Выбор глубины заложения ростверка

4. В зависимости от ИГУ площадки

За несущий слой принимаем суглинок

5. В зависимости от климатических условий

Место строительства – г. Челябинск

Нормативная глубина промерзания:

  = 1,51 м

 = 43 (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»)

 – 0,23 м для суглинка

Расчетная глубина промерзания

 =1,66 м

 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимается по СНиП 2.02.01-83* для неотапливаемых зданий  = 1,1

6. В зависимости от конструктивных особенностей здания

Конструктивное решение здания предусматривает наличие подвала.

=2,8 м

Высота подвала

 = 2 м

Толщина пола подвала

 = 0,2 м

Толщина плиты

 = 0,6 м

Проектируем ростверк с глубиной заложения = 2,8 м

Определение несущей способности свай

1. По грунту

 = 1·10000·0,35² = 1225 кН

2. По материалу

 = 1·1·(1·11,5·10^3·0,35²+215·10³·452·10^-4) = =11126,75 кН

В расчет принимаем  = 1225 кН

Расчетное значение нагрузки на сваю:

 =875 кН

 = 1,4, т. к. несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта.

 

Давление под подошвой ростверка:

 793,3 кН/м²

Площадь подошвы ростверка:

 = 14,66 м²

 = ·n = 8940·1,2 = 10728 кН

Вес ростверка с грунтом на уступах:

 = 20·2,8·14,66·1,1 = 903,1 кН

Количество свай в ростверке:

 = 15,95

 = 1,2 – коэффициент, учитывающий действие момента

Принимаем  16

 

 

Конструкция ростверка

 

 

Определение веса ростверка и веса грунта на уступах

= 23,17 м³

 = 13,12 м³

·23,17 = 579,25 кН

 = 12,87·13,12 = 168,85 кН

 = 12,87 кН/ м³

 = 1,2  = 695,1 кН

 = 1,2  = 202,62 кН

Проверка усилий, передаваемых на сваи

Проверку расчетных усилий, передаваемых на сваи, выполняем по условию:

Расчетное усилие, передаваемое на сваю:

  =  = 11625,72 кН

кН·м

кН

 кН

Все сваи сжаты, максимальное усилие на сваю не превышает силы расчетного сопротивления сваи.

 

Прверка прочности ростверка на продавливание колонной

Проверка ростверка на продавливание внецентренно нагруженной колонной производиться из условия:

Продавливающее усилие:

Все сваи расположены в пределах нижнего основания пирамиды продавливания. Расчет прочности ростверка на продавливание не производится.

Расчет ростверка по поперечной силе в наклонных сечениях

 

Сумма расчетных усилий свай, находящихся за пределами наклонного сечения:

кН

Длина проекции наклонного сечения:

с = 500 мм

Материал ростверка – бетон Б20, = 0,9 МПа.

 кН

Условие прочности выполняется.

Расчет ростверка на смятие торцом колонны

Расчетное сопротивление бетона смятию:

 кН/м²

Площадь смятия:

 

, т.к. распределение местной нагрузки по площади смятия равномерное

 кН

Условие прочности выполняется.

Расчет осадки

Проверка осадки не требуется, т. к. по характеру работы сваи являются сваями-стойками.