Механика грунтов основания и фундаменты

Принимаем высоту фундамента 900 мм. Тогда глубина заложения фундамента: = 0,9+0,7 = 1,6 м.Предварительно ширину фундамента определяем по условному расчетному сопротивлению: = (1600/2/(400-20*1,6))^0,5 = 1,5 м,где – осреднённый удельный вес фундамента и грунта, принимаемый равным 20 кН/м3; = 1600 кН – нагрузка на фундамент; = 400 кПа (песок средней крупности, неплотный); = 1800/900 = – отношение сторон подошвы фундамента; = 1,6 м – глубина заложения фундамента от уровня планировки.Расчетное сопротивление грунта:где = 1,4; = 1,0; = 1,0; = 1,0; = 1,44; = 6,76; = 8,88; = = кН/м3; = 0 (песок рыхлый); = 1,6 м; = 1,5 м; = 1,4*1,0/1,0*(1,44*1,0*1,5*18,93+6,76*1,6*18,93) = 343,89 кПа.Уточняем : = (1600/2/(-20*1,6))^0,5 = м > 1,5 м,при этом разница составляет 0,1 м, что допустимо. Принимаем = 1,5 м.Тогда = 2*1,5 = 3,0 м.Окончательно, размеры подошвы 1,5х3,0 м ( = кПа).Среднее давление под подошвой фундамента от расчетных вертикальных усилий:; = 1600/(1,5*3,0)+1,6*20 = 387,56 кПа > = 343,89 кПа.Повышаем размеры фундамента на один шаг с сохранением соотношения сторон, принимаем = 1,8 м, = 3,3 м. Тогда: = 355,34 кПа; = 1600/(1,8*3,3)+1,6*20 = 301,36 кПа< = 355,34 кПа,оставляем принятые размеры.Краевые давления под подошвой фундамента:;,где = 1,8*3,3^2/6 = 3,27 м3 – момент сопротивления подошвы фундамента; = 301,36+380/3,27 = 417,57кПа < = 1,2*355,34 = 426,41кПа; = 301,36-380/3,27 = 185,15 кПа > 0.Условие выполняется, окончательно принимаем фундамент с размерами плитной части 1,8х3,3 м.Проверим выполнение условия:.Для супеси: = 22о, =9 кПа. = 18,93*2,9 = 54,9 кПа.Дополнительное давление на глубине от подошвы фундамента:,по табл.1 приложения 2 [1] при = 2*1,3/1,8 = 1,4 м и =2,0, имеем = 0,657: = 0,657*(301,36-54,9) = 161,92 кПа.Площадь условного фундамента: = (1600+1,6*20*1,8*3,3)/161,92 = 11,06 м2.Ширина условного фундамента: = (11,06+0,75^2)^0,5-0,75 = 2,7 м,где = (3,3-1,8)/2 = 0,75м.Расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента при = 2,7 м: = 1,2*1,0/1,0*(0,61*1,0*2,7*19,91+3,44*2,9*18,93+6,04*9) = 331,2 кПа. = +54,9 = кПа < = кПа.Условие выполняется, поэтому оставляем принятые размеры фундамента.Принимаем класс бетона В15.Наибольший допустимый вынос нижней ступени:,где = 2,58 – при классе В15 и = 0,43 МПа.Принимаем высоту нижней ступени = 300 мм. Тогда рабочая высота бетона: = 300-80 = 220 мм; = 2,58*220 = 567,6 568 мм.Фактический вынос плиты: = 0,5*(1800-500-2*200) = 450 мм <.Следовательно, одной ступени будет достаточно.Рис. 57 Фундамент мелкого заложения под крайнюю колонну №3Принимаем в качестве несущего слоя слой №1 – пески средней крупности. Колонны – железобетонные.Нагрузка на обрез фундамента: N=380 кН, М=40 кНм.Обрез фундамента на отм. (-0,150 м).Расчетная глубина сезонного промерзания: = 0,66*1,65 = 1,09 м.Высоту фундамента назначаем из конструктивных соображений. Принимаем высоту фундамента 1200 мм.Тогда глубина заложения фундамента: = 1,2 +0,15 = 1,35 м.Предварительно ширину фундамента определяем по условному расчетному сопротивлению: = (380/1/(400-20*1,35))^0,5 = 1,0 м,где – осреднённый удельный вес фундамента и грунта, принимаемый равным 20 кН/м3; = 380 кН – нагрузка на фундамент; = 400 кПа (песок средней крупности, неплотный);– отношение сторон подошвы фундамента, принимаем квадратный в плане фундамент, т.е. = 1; = 1,35 м – глубина заложения фундамента от уровня планировки.Расчетное сопротивление грунта:где = 1,4; = 1,0; = 1,0; = 1,0; = 1,44; = 6,76; = 8,88; = = кН/м3; = 0 (песок рыхлый); = 1,35 м; = 1,0 м; = 1,4*1,0/1,0*(1,44*1,0*1,0*18,93+6,76*1,35*18,93) = 280,02 кПа.Уточняем : = (380/1/(280,02-20*1,35))^0,5 = м > 1,0 м,при этом разница превышает 0,1 м, принимаем = 1,2 м и повторяем расчет: = 1,4*1,0/1,0*(1,44*1,0*1,2*18,93+6,76*1,35*18,93) = 287,65 кПа. = (380/1/(287,65-20*1,35))^0,5 = 1,21 > 1,2 м,при этом разница составила 0,01 м, что в допуске. Принимаем = 1,2 м. Тогда = *1,2 = 1,2 м.Окончательно, размеры подошвы 1,2х1,2 м ( = 287,65 кПа).Среднее давление под подошвой фундамента от расчетных вертикальных усилий:; = 380/(1,2*1,2)+1,35*20 = 290,89 кПа > = 287,65 кПа.Повышаем размеры фундамента на один шаг с сохранением соотношения сторон, принимаем = 1,5 м, = 1,5 м. Тогда: = 299,1 кПа; = 380/(1,5*1,5)+1,35*20 = 195,89 кПа< = 299,1 кПа,оставляем принятые размеры.Краевые давления под подошвой фундамента:;,где = 1,5^3/6 = 0,56 м3 – момент сопротивления подошвы фундамента; = 195,89+40/0,56 = 267,32кПа < = 1,2*299,1 = 358,9кПа; = 195,89-40/0,56 = 124,46 кПа > 0.Условие выполняется, окончательно принимаем фундамент с размерами плитной части 1,5х1,5 м.Проверим выполнение условия:.Для супеси: = 22о, =9 кПа. = 18,93*2,9 = 54,9 кПа.Дополнительное давление на глубине от подошвы фундамента:,по табл.1 приложения 2 [1] при = 2*1,3/1,5 = 1,7 м и = 1,0, имеем = 0,419: = 0,419*(195,89-54,9) = 59,07 кПа.Площадь условного фундамента: = (380+1,35*20*1,5*1,5)/59,07 = 7,46 м2.Ширина условного фундамента: = 7,46^0,5 = 2,73 м,где = (1,5-1,5)/2 = 0.Расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента при = 2,73 м: = 1,2*1,0/1,0*(0,61*1,0*2,73*19,91+3,44*2,9*18,93+6,04*9) = 331,63 кПа. = 59,07+54,9 = кПа < = кПа.Условие выполняется, поэтому оставляем принятые размеры фундамента.Принимаем класс бетонаВ15. Толщина стенок бетонного армированного стакана при = 40/380 = 0,11<2ак=2·0,3=0,6 м должна составить=0,2*300=60 мм. Конструктивно принимаем δст=175 мм в направлении размера .Глубина заделки колонны в стакан = 300 мм. Глубина стакана = 300+50=350 мм.Тогда толщина днища стакана:=1200-350= 850мм, что больше минимальной допустимой толщины 200 мм.Коэффициент = 3 при классе бетона В15 и = кПа.Примем высоту нижней ступени =300 мм. Тогда рабочая высота бетона составит =220 мм.Наибольший допустимый вынос нижней ступени: = 3*220 = 660 мм.Фактический вынос ступени (в предположении, что плитная часть состоит из одной ступени) в направлении размера b составит: = (1,5-0,3-2*0,075-2*0,175)/2 = 0,35 м < = 0,66 м.Фактический вынос ступени (в предположении, что плитная часть состоит из одной ступени) в направлении размера составит так же 0,35 м (при квадратных колонне и фундаменте).Принимаем фундамент из одной ступени высотой 300 мм, при высоте фундамента 1200 мм и размерах плитной части 1500х1500 мм.Рис. 6Список использованной литературыСНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1986. 40 с.СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 48 с.СП 50-101-2004 Проектирование и устройство фундаментов зданий и сооружений. Москва, 2005. – 158 с.СНиП 2.02.03-85* (2005) Свайные фундаменты /Госстрой СССР – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986 – 48с.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Примеры расчета оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1986. 173 с., ил.Далматов Б.И. механика грунтов, основания и фундаменты. – 2-е изд. перераб. п доп. – Л.: Стройиздат, Ленинградское отд-ние, 1988. – 415 с. ил.